Что такое система

Текст — просто фрагмент статьи "Системный подход к психике человека", стр. 2-19.

Часто приходится поъяснять, что такое система; поэтому решил выделить отдельной статьёй, как и про суггестию.

Исходная статья выложена в pdf, все ссылки — там: лень оформлять, а оригинал в MS Word не сохранился.

 

Понятие «система» известно с древнейших времён, его использовали ещё стоики, называя Вселенную системой, состоящей «из богов и людей и из того, что ради них существует». Эпикур использовал термин «система» как обозначение «определенной суммы знаний». Хотя Гераклит и не использовал термина «система», его Логос (не смешивать с христианской трактовкой) по сути означает то же самое, причём Гераклит говорит не о статической, а о динамической системе: «Нельзя войти в одну и ту же реку
дважды и нельзя тронуть дважды нечто смертное в том же состоянии, но, по причине неудержимости и быстроты изменения, все рассеивается и собирается, приходит и уходит».

Однако вопрос дефиниции термина начал обсуждаться лишь в XVIII веке, а общепринятое определение системности отсутствует до сих пор, хотя, как верно замечено, «в настоящее время нельзя найти ни одной науки, которая бы не ставила задачи исследования системных предметов, то есть предметов, представляющих собой системы и рассматриваемых как таковые».

Общая теория систем как теория была предложена к обсуждению Л. фон Берталанфи в 1937-м году на семинаре по философии в Чикагском университете, речь шла о наличии неких общих закономерностей при взаимодействии достаточно большого числа физических и социальных объектов (элементов системы); тем не менее первые публикации появились только по завершению Второй мировой войны. Однако следует отметить, что, несмотря на формальную общеизвестность этого факта, первенство в создании теории систем — под другим названием и с непривычной сейчас терминологией — принадлежит русскому учёному А.А. Богданову, создавшему труд «Тектология: всеобщая организационная наука», переизданный лишь в 1989-м году, но впервые увидевший свет в 1912-м, между тем как фундаментальный труд Людвига фон Берталанфи «General System theory: Foundations, Development, Applications» был опубликован в 1968 году.

Вероятной причиной малоизвестности Богданова в этой области, служит терминологические отличия — тектология заявлялась не как теория систем, а как общая теория организаций. Вопрос гносеологически формальный: конечно, организация и система не являются синонимами, однако организовывать можно только системы — невозможно каким-либо образом «организовать» один объект без связей с другими. Можно сказать, что позиция русского учёного более системна изначально: если теория систем изначально рассматривает таковые без процесса их организации, сами по себе, то Богданов сразу ставил вопрос о процессе организации систем (и, соответственно, о взаимодействии систем между собой).

В настоящее время нет конвенциального определения системности, а в словарях можно встретить подобные определения:

«Система — совокупность качественно различных элементов, связанных друг с другом сложными и динамическими отношениями; совокупность органов, взаимосвязанных анатомически или функционально, имеющих общее происхождение и общие черты строения».

Какие именно отношения? Как могут быть органы быть связаны анатомически, но не быть связаны функционально? Почему в психологическом словаре объяснение строится на наглядном материале анатомии?

И таких примеров можно привести множество. Есть, конечно, и более удачные варианты, скажем:

«Системность — объяснительный принцип научного познания, требующий исследовать явления в их зависимости от внутренне связанного целого, которое они образуют, приобретая благодаря этому присущие целому новые свойства».

Но конвенциального определения — нет. После самого первого определения, данным основателем теории систем, Людвигом фон Берталанфи: «Система — совокупность элементов, находящихся в определённых отношениях друг с другом и со средой», были сформулированы десятки различных определений термина «система», используемые в различных контекстах. Сравнительный анализ множества дефиниций этого термина явным образом выходит за рамки настоящей работы, в связи с чем целесообразно выделить общие положения, используемые в определениях.

Общими для всех определений систем являются следующие характеристики:

1. Целостность системы. Система обладает холистичностью (формальной и содержательной завершенностью, целостностью) и определяется в некоторых своих границах (вычленяется из действительности в целом явным образом как отдельный объект). Другими словами, элементы внутри системы связаны между собой более тесно и значимо, чем с элементами внешней среды (иных систем).

2. Эмерджентность системы. Система как объект имеет свойства, которые отсутствуют у элементов системы по отдельности. Другими словами, система неаддитивна по отношению к своим элементам. В связи с этим система обладает возможностями (объяснительными, функциональными и др.), которые превосходят аналогичные для её элементов по отдельности — именно в связи с этим рассмотрение моделей действительности с использованием теории систем крайне целесообразно.

3. Иерархичность системы. В системе каждый отдельный элемент может представлять собой систему более низкого порядка, а сама система может являться элементом системы более высокого порядка.

Для понимания концепции системного подхода необходимо понимать функциональность понятия системы. Главными принципами функционирования систем в общем виде являются следующие:

  1. Согласно формулировке Аристотеля «целое больше суммы его частей», т.е. системе как категории имманентно присуща эмерджентность, то есть наличие ряда свойств, которыми не обладают отдельные элементы системы.
  2. Система является совокупной целостностью элементов: их достаточно для проявления эмерджентных свойств системы, и при этом каждый из них необходим, между тем как добавочный элемент, даже если не нарушает функционирования системы в целом, не является необходимым.
  3. Система, как и любой объект, выделяется субъективно: выделение определённой совокупности элементов и их связей происходит в зависимости от также субъективно понимаемой цели функционирования системы. Таким образом, одна и та же совокупность объектов может быть системой согласно одному концепту и не быть системой согласно другому.
  4. Элементы системы не только могут быть системами более низкого порядка (подсистемами), но могут быть общими для разных систем, которые могут как взаимодействовать между собой, так и не взаимодействовать.
  5. Система состоит не только из взаимосвязей элементов и функциональной цели, но включает в себя и субъект (наблюдателя), понятийные категории (язык, аксиоматику определённой дисциплины) и проч. Этот нюанс редко формулируется в явном виде, но он крайне важен для понимания. Конечно, при решении практических задач, в частности — инженерного характера, в большинстве систем можно пренебречь субъектом (но это очень важно для психологии и других гуманитарных наук),
    техническая документация будет идентична по смыслу на любом языке и т.д., однако система невозможна «сама по себе», без субъекта, выделяющего её из действительности.
  6. Поскольку системность — это характеристика познавательной деятельности, направленной на объект, то в зависимости от цели исследования один и тот же объект «может быть исследован и как системный, и как несистемный».
  7. Можно представить искусственные полностью замкнутые системы (и даже использовать их, если это целесообразно), но в действительности все системы (и уж точно — человеческие организмы) взаимодействуют с внешней средой. Как писал ещё И.М. Сеченов: «Организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен; поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него». Вышесказанное — наиболее общее, что можно сказать о системах. Однако если говорить о системах, которые целесообразно выделять в научном исследовании действительности, а не просто теоретизировать, то добавляются следующие свойства:
  8. Динамичность, как писал В.Д. Шадриков, «...это система, развивающаяся во времени, изменяющая состав входящих в нее компонентов и связей между ними при сохранении функции». Любая статическая система, имеющая отношение к действительности, — это лишь упрощение; в мире нет ничего материального и неизменного. Б.Н. Рыжов писал: «Морфологическое описание систем, особенно систем психологических, всегда сопряжено с рядом условностей, поскольку все реально существующие системы с момента своего возникновения находятся в состоянии постоянного изменения, непрерывно утрачивая одни свойства и приобретая другие. Описание деятельности системы, видов и уровней её функционирования, составляет предмет функционального описания, важнейшей частью которого является анализ динамических характеристик системы».
  9. Большинство естественных процессов — не просто динамические, но самоорганизующиеся. Термин «самоорганизующаяся система» впервые использовал Уильям Эшби в работе «Принципы самоорганизации динамической системы». К середине 70-х из математической теории хаоса возникло междисциплинарное направление — синергетика, которое изучает процессы самоорганизации в сложных системах. Синергетика моделирует мир в виде самоорганизующейся неравновесной системы, в которой сочетаются случайные и стабильные структуры, связанные обратными связями, как положительными, так и отрицательными. Начиная с середины 80-х, концепция синергетики начала использоваться и в психологии.
  10. Говоря о психологии, нельзя забывать, что в ней наблюдатель обязательно входит в систему как элемент: субъект парадоксально рассматривается и как объект по отношению к самому себе: «В отличие от среды в любых ее формах объект-ситуация (объект-мир) противоречив и парадоксален: включая в себя субъекта, он одновременно противостоит ему; одной его стороной являются условия жизни, другой — их отражение человеком, включенным в ситуацию. Ситуация (мир) оказывается и сложнейшей системой детерминант активности субъекта, и одновременно результатом этой активности».

Именно поэтому Б.Ф. Ломов дополнил системный подход концепцией полисистемности: психика и поведение человека обнаруживают различные свойства в различных системах.

Однако важно оговориться: нельзя абсолютизировать какую-либо систему, считать единственно верным подходом деление явления на элементы всё глубже и глубже (где-то надо останавливаться), множить сущности без необходимости, выделяя «цельные элементы» психики, усложняя исследовательский процесс: «ценность любой стратегии анализа и синтеза психических явлений определяется тем, в какой мере она позволяет раскрывать законы развития психики в контексте реального бытия человека»

В современной научной методологии обращение к системности происходит всё чаще. Ещё сам фон Берталанфи провозгласил лозунг «системы всюду!». Как уже указывалось, полностью конвенциальное определение термина отсутствует, и, как указывает А.И. Уёмов на примере анализа книги В.Н. Садовского, принципиальные ошибки в дефинициях были понятны ещё в середине 80-х годов прошлого века, причём многие определения «страдают элементарными логическими ошибками, представляющими собой нарушения тех правил определения понятий, которые излагаются в учебниках логики». Кратко повторим критику А.И. Уёмова для понимания сущности проблемы. Основными ошибками в составлении дефиниций термина «система» являются:

  1. Слишком узкое определение. В этом случае не охватывается всё множество объектов, являющихся элементами системы, которые должны составлять соответствующую совокупность. Эту ошибку совершил в своём первом определении и сам фон Берталанфи: система как «совокупность взаимодействующих объектов» является слишком узким, «механистичным». Скажем, в такой системе, как «биологический вид», не каждая особь взаимодействует с каждой, при этом для понимания функционирования этой системы недостаточен подход, заключающийся лишь в анализе прямых взаимодействий отдельных экземпляров вида.
  2. Слишком широкое определение. В этом случае дефиниция формулируется таким образом, что под неё попадает практически любой объект, и системный подход, подразумевающий выделение систем как особого класса объектов, теряет смысл. Классический пример — определение А.Д. Холла и Р.Е. Фейджина, согласно которому системой является любая совокупность объектов с отношениями между ними. Понятно, что между любыми объектами, понятиями и т.д. можно придумать
    некоторую связь, и определение теряет смысл. Система должна обладать эмерджентностью, если таковая отсутствует — есть лишь некий набор объектов, а не совокупность элементов системы. Интересно, что Л. фон Берталанфи в 1973 г. отказался от своего изначального слишком узкого определения и практически согласился со слишком широким определением Холла и Фейджина.
  3. Circulus in definiendo. Стандартная логическая ошибка, заключающаяся в попытке дать определение через само определяемое понятие. Типичны попытки дать определение системы через понятие целостности, но целостностью может обладать лишь система — простой набор объектов (по сути множество, задаваемое перечислением) не может рассматриваться в плане отношения к целостности в принципе.
  4. Двойственность понимания системы. Некоторые учёные трактуют понятие системности двойственно: как обозначение «объективно существующих феноменов» и как метод изучения и представления феноменов действительности. Эта специфическая проблема вызвана наследием диалектического материализма (и его предшественников), согласно которому представление об объектах приравнивается к самим объектам и они заявляются «объективно существующими», что гносеологически неверно: именно субъект выделяет объект из действительности: «без субъекта нет объекта», как писал ещё
    А. Шопенгауэр. Таким образом, нет двойственности трактовки: система задаётся именно таким образом, что проявляются её эмерджентные свойства, которые и требуются исследователю, составляющему модель.

В плане понимания специфики означенного вопроса рекомендуется обратиться к трудам Г.П. Щедровицкого, который занимался вопросами методологии «как общей рамки всей жизнедеятельности людей» и отстаивал приоритет деятельностного подхода над натуралистическим. Одной из значительных проблем методологии системного исследования, согласно Г.П. Щедровицкому, является смешение понятий системы знания и системы объекта, которые в большей части исследований не разделяются: система знаний о каком-либо объекте полностью отождествляется с системой предмета (наследие Гегеля), после чего система предмета накладывается на систему объекта автоматически. И далее путаница продолжается: таким образом определённая система заявляется в одних случаях как система знания, в других — как система непосредственно объекта, отраженного через это знание.

Г.П. Щедровицкий справедливо указывает, что системы знания, объекта и предмета исследования не совпадают друг с другом и категорически не должны отождествляться. Впрочем, следует отметить, что «система объекта» сама по себе, без системы знаний о соответствующем предмете исследования, не существует, поскольку любая система — продукт восприятия субъекта, и речь должна идти не о наличии «системы объекта» самостоятельно, вне системы знаний об объекте, а о неполноте конкретной системы знаний об объекте и возможности дальнейшего расширения описания.

Любой объект действительности имеет определенное строение и свойства с точки зрения исследователя. Однако в соответствии с конкретной задачей исследования объект может рассматриваться:

Для последнего случая важно понимать, что предполагается наличие естественных связей между соответствующими элементами системы, которые исследователь изучает в своей модели, воспроизводя соответствующие связи в определённой знаковой модели (системе знания).

Приведём достаточно конвенциальное определение системы: «Системность — объяснительный принцип научного познания, требующий исследовать явления в их зависимости от внутренне связанного целого, которое они образуют, приобретая благодаря этому присущие целому новые свойства».

Аналогичное, но более формальное определение: «Система S на объекте А относительно интегративного свойства (качества) есть совокупность таких элементов, находящихся в таких отношениях, которые порождают данное интегративное свойство».

Системный в анализ в научной методологии фактически уже является обязательным методологическим подходом.

А. Доуней отмечает, что можно уже говорить о смене научной парадигмы согласно концепции Томаса Куна в плане перехода к системности и отмечает следующие парадигмальные перемены в научной методологии, которые соответствуют системному подходу:

Непрерывность → дискретность. Классическая наука математически описывается на непрерывных континуумах данных, в настоящее время всё больше используется дискретная математика, клеточные автоматы и т.д.

Линейность → нелинейность. Всё возрастающее значение нелинейных моделей.

Детерминизм → стохастичность. Особенно важно значение синергетической теории хаоса.

Абстракция → детализация. В классических научных моделях значительную роль играет упрощение (планеты как точечные центры масс для астрономии и т.п.), в настоящее время имеется тенденция к более сложным и реалистичным моделям. Однако необходимо учитывать, что такой реализм значительно усложняет математическое моделирование.

Один-два объекта → множество объектов. Следствие предыдущего пункта: более реалистичные модели должны учитывать большее количество элементов и связей. Так, в небесной механике задача двух тел решается аналитическим путём, но уже для трёх тел аналитическое решение невозможно, и приходится использовать численные методы.

Гомогенность → системная гетерогенность. В классической модели элементы модели часто взаимозаменяемые, в системной парадигме большая тенденция к уникальности составляющих элементов.

Кроме того, следует отметить онтологические и гносеологические переходы:

Реализм → инструментализм. Классические научные модели зачастую подразумевали «объективную реальность», эквивалентность объектов и нашего представления о них, современный системных подход разделяет объект и знание о нём. Наглядным примером служит восприятие элементарных частиц: если классически было «известно», что электрон и т.п. «реально существует», то с точки зрения современной научной методологии электрон — это объект модели, которая позволяет давать прогностические результаты с высокой, достаточной для практического применения, точностью. Так, при определённых условиях электрон ведёт себя как частица, при других — как волна, и при этом понятно, что онтологически один и тот же объект не может являться корпускулой и волной одновременно. Как метко выразился Дж Бокс: «Все модели неправильны, но некоторые из них полезны».

Редукционизм → холизм. Непосредственно понимание необходимости системного подхода для объяснения феноменов действительности, неаддитивности системы по отношению к своим элементам.

Бинарная логика → многозначные модальные логики. Уже не все феномены могут быть объяснены при помощи аристотелевской логики — например, в квантовой механике. Однако здесь необходимо соблюдать крайнюю осторожность: теории не могут быть самопротиворечивыми.

Р. Флуд и Б. Карсон, в свою очередь, выделяют четыре основные дискуссионные темы перехода к системной научно-методологической парадигме:

  1. Онтологический аспект: реализм → номинализм. Понимание, что невозможно изучать реальность («познавать истину») — мы лишь строим модели действительности, и даже если такая модель полностью эквивалентна бытию, мы не имеем критерия для проверки. Можно сказать, что не существует «объективной» точки зрения, а есть лишь коллективно-субъективная, совпадение научно обоснованных мнений исследователей.
  2. Эпистемологический аспект: позитивизм → антипозитивизм. Этот переход крайне важен: признавая механистичность позитивистского подхода, уже не удовлетворяющую современной науке, недопустимо совершить отход от научной методологии как таковой, смешивать науку с «духовностью» и проч., что характерно для постмодернизма.
  3. Аспект предопределённости: детерминизм → волюнтаризм. Смена «механической» парадигмы мира, концепции «бытие определяет сознание» на понимание роли индивида, в том числе — и как наблюдателя, являющегося частью системы.
  4. Аспект методологии: номотетический подход → идеографический подход, т.е. смена направленности науки на поиск общих закономерностей действительности и формулирование универсальных законов на субъективный подход, относительную ценность знаний для индивидов. Значимость субъективных переживаний и т.д. В этом случае также крайне важно понимать опасность: добавляя в систему индивида как субъект, недопустимо разрушать саму систему научного знания, заявляя её полностью субъективной (опасность постмодернизма).

Одна из главных проблем системного подхода в приложении к социологическим системам — это резкое увеличение сложности модели, которая должна учитывать взаимосвязи элементов системы. Система усложняется до уровня, когда возникают «побочные» синергетические эффекты и даже эмерджентные свойства, которые не могут быть просчитаны заранее.

Таким образом, необходимо понимать отличие сложных систем от достаточно простых. О том, что социологические теории должны рассматриваться с точки зрения теории систем, писал ещё фон Берталанфи, а В.Н. Садовский впоследствии обращал внимание, что «системное мышление достигло уже такого уровня развития, что в принципе оно способно справляться с социальными проблемами. Задача состоит в том, чтобы эту направленность системного мышления сделать ведущей и основной». Социологические системы очевидным образом обладают высокой степенью сложности, однако в теории систем нет устоявшегося разделения систем по сложности.

Так, Г.Н. Поваров выделяет четыре класса систем в зависимости от числа элементов: малые системы (до 1000 элементов), сложные (104–107 элементов), ультрасложные 107–1030 элементов), суперсистемы (более 1030 элементов). Такой подход — от простого количества элементов — сложно назвать системным. Конечно, по факту система из множества схожих элементов даже при простом механизме взаимодействия может быть сложной в плане точного определения её состояния — как уже упоминалось,
даже задача трёх тел аналитически не решается, — однако методологически недопустимо смешивать количественную и качественную сложность.

С этой точки зрения заслуживает упоминания подход английского кибернетика С. Бира, который относит к простым системам те, которые могут быть описаны детерминированным способом, а к сложным — те, которые могут быть описаны лишь как теоретико-вероятностные. Интересный вариант предложен А.И. Бергом: сложная система должна описываться не менее чем двумя различными математическими аппаратами.

А.А. Вавилов классифицирует системы согласно их возможности функционального состояния. У простых может быть лишь два состояния: рабочее или отказ (исправное и неисправное); простая система при отказе отдельного элемента, если нет дублирования такового, полностью прекращает функционирование. У сложных систем отказ отдельных элементов может лишь снизить качество работы, что вызвано их функциональной избыточностью.

С точки зрения теории управления сложные системы характеризуются отсутствием однозначных алгоритмов управления.

В целом рекомендуется дифференцировать структурную сложность строения системы (многообразие компонентов, число и сложность связей) и сложность поведения системы. Система со сложным строением имеет сложное (не всегда однозначно предсказуемое) поведение, но обратное верно не во всех случаях.

Оба типа сложности (по структуре и предсказуемости поведения) целесообразно рассматривать с двух точек зрения. Вне зависимости от типа сложности можно выделить два принципа оценки сложности систем для практического применения при моделировании таковых:

  1. по количеству информации: сложность системы должна пропорционально соответствовать описанию системы; называемая дескриптивная сложность зависит от числа элементов системы и количества, а также разнообразия свойств связей между ними;
  2. соответствии с энтропией: сложность системы должна пропорционально соответствовать количеству информации, требуемому для уменьшения неопределенности в системе.

Для любой изучаемой системы при увеличении дескриптивной сложности уменьшается энтропия системы, и наоборот.