Системоведение: Теория. Методология. Практика.

Напротив, на уровне живой и социальной материи телеономность систем проявляется через ярко выраженное адаптивное поведение. В этих системах возникают особые структуры отражения, представляющие собой материальную форму реализации целесообразного поведения. Так, живые организмы содержат механизмы, обеспечивающие кодирование и переработку разнообразной информации. Они обладают структурами, основная функция которых — фиксация цели и контроль за ее реализацией. В такие структуры как правило включаются петли обратной связи, с помощью которых реализуются принципы управления поведением систем, имеющих неопределенностную, вероятностную природу.

Социальная материя порождает системы, в которых над материальными механизмами поддержания цели надстраивается «идеальное целеполагание» и «сознательное целеосуществление». Функционирование таких систем не сводится к обычному для живых систем адаптивному поведению. Различие заключается здесь в том, что живые системы подчиняются законам так называемой программной детерминации. Тогда как в системах с идеальным целеполаганием доминируют законы планирующей детерминации. Уточняя это различие, отметим, что в системах первого типа будущие состояния определяются настоящими в соответствии со структурными кодами, материальными программами, контролирующими их адаптивное поведение. Что касается систем второго типа, то они обладают способностью использовать идеальное отражение будущих состояний в качестве фактора, определяющего возможности этих систем в настоящем.

Планирующая детерминация выступает основой деятельности людей, направленной на эффективное решение тех или иных социально значимых задач. Такая деятельность имеет системно организованный характер, предполагает разнородные результаты, управляется иерархией целей, включает множество контролируемых ограничений. Она представляет собой особую форму системного подхода, вооруженного средствами изучения отдаленных перспектив экономического, культурного, технического развития, средствами формирования оптимального воздействия людей на эту перспективу. В рамках такой деятельности обеспечивается достижение некоторого конечного результата через реализацию промежуточных этапов, каждый из которых необходим для стабилизации всей системы в направлении ее генеральной цели. В общем случае можно говорить о единстве трех этапов планирования целевой деятельности: 1) выработка целей; 2) обоснование плана достижения генеральной цели системы; 3) реализация плана.

Выбор цели эффективен, если связан с учетом внутренних и внешних условий функционирования системы. Он предполагает также возможности субъектов системы принимать решения разного ранга, реализовывать специфические управляющие воздействия.

Постановка целей связана с прогнозом, с оценкой альтернативных путей достижения намеченных целей. Итогом этого этапа является составление сценариев развития системы. Главное звено этапа обоснования плана составляют директивные указания основных субъектов деятельности и распределение средств, которые необходимы и достаточны для деятельности всех органов системы.

Для реализации плана формируются контрольные центры за изменением состояния системы. Они наделяются целесообразными функциями, устанавливается надежная связь между ними и исполнительными органами системы.

Применение принципа системности обеспечивает здесь развитие и усиление интегративных оснований для разнородных видов деятельности, подчиненной генеральной цели. При этом весь процесс подчиняется задаче максимизации эффективности по четко определенным параметрам. Сегодня так решаются задачи в области управления производством, планирования технического прогресса.

Методологическая специфика системно-целесообразной деятельности заключается в том, что она имеет основной детерминантой активную установку субъекта, его способность предвосхищать ситуации, а также практически соединять реальные вещи и реальных людей в рамках организационных отношений, отвечающих социальной, технологической, экологической и т. д. потребностям и свойствам. В этом контексте важен момент определения исследовательских ценностей. Они берутся в единстве с определенными общекультурными ценностями человечества, с судьбами и развитием передовой человеческой цивилизации. Сегодня остро стоит вопрос о рационально-системном развитии всего человечества, когда рычагами и критериями этого развития становятся прогрессивные социальные детерминанты: избавление человечества от угрозы мировой войны, решение продовольственной проблемы, всеобщее образование и культура и др.

Итак, телеономный принцип характеризует существенный аспект детерминации функциональных систем и выполняет важную методологическую роль в обосновании средств научного исследования и преобразования таких систем. Он применяется в различных модификациях. Руководствуясь телеономным принципом, научное познание и практика ориентируются на выявление инвариантов функционирования систем в отношении определенного результата. С другой стороны, телеономные методы познания ориентированы на изучении циклических, кругооборотных изменений целого. При таком подходе охватываются разнородные группы объектов и их состояние как стороны взаимодействия, выступающие и целью, и средством существования друг друга. Наконец, применение телеономного принципа связано с обеспечением оптимальных условий функционирования подсистем и системы в целом по отношению к планомерной деятельности, решающей социально-значимые задачи.

2.6. Интеграция, целостность, системность

Выше отмечалось, что особенности системной детерминации чаще всего характеризуют в рамках соотношения категорий целое и часть. Исходя из этого, многие авторы определяют системный подход как совокупность средств и методов научного познания, основное методологическое содержание которых выражается через принцип целостности. Показательна в этом плане позиция, которую формулировал Блауберг И. В.. Он специально подчеркивал, что системные исследования опираются на целостный подход к предметам. При этом пояснял, что названный подход служит объяснительным принципом, доведенным до использования типологических моделей, схем, эталонов [19].

Концептуально принцип целостности реализуется через понятия «система», «организация», «связь» и через родственные понятия из структурного и функционального, из кибернетического подходов: «структура», «функция», «управление».

В рамках подобного понимания специфики системного подхода отмечается его ориентация на определяющую роль целого по отношению к частям его, разрабатывается антиредукционистская и антимеханистическая направленность современной науки и практики.

Вместе с тем, системная ориентация помогает поиску ответов на новые задачи научного познания, связанные с потребностями синтеза в области технического конструирования, организационной деятельности, с проблемами интеграции и унификации научных знаний.

Методологическая функция системного подхода в решении подобных задач обеспечивается применением принципа целостности в его обновленной интерпретации. Дело идет о том, что в понятии целого фиксируется определенная форма связи, которая является существенной для системного описания и объяснений явлений. Что это за связь? Какое содержание вкладывается в понятие целостности в рамках современных системных исследований?

Анализ существующей литературы по этим вопросам показывает, что за данным понятием закреплено весьма сложное содержание. Его различные аспекты используются в специальных системных разработках. К общим признакам целостности чаще всего относят: наличие и взаимодействие многих элементов, возникновение интегративных свойств как результат такого взаимодействия, противостояние среде, включенность в иерархические отношения экзо-эндогенного типов.

В ходе изучения соотношения целостности и системности, напрашивается вывод, что в строгом смысле слова система — это целостное образование, обладающее новыми качественными характеристиками, не содержащимися в образующих его компонентах. С этой точки зрения главный признак целостной системы — интегративность, появление новых качеств, которых нет у элементов. В то же время в системе могут сохраняться некоторые аддитивные свойства.

Интегративные процессы, которые лежат в основе целостных явлений, обеспечивают возникновение явлений нового порядка, сохраняющих свою качественную определенность в данных условиях. Специфика системных отношений состоит здесь в том, что на определенном уровне целое способно выступать в роли ведущей детерминанты по отношению к частям. Под управляющим воздействием целого может осуществляться перестройка частей, их выбор, селекция, управление частями и т. д. Например, особенности содержания целого могут диктовать соответствующий подбор частей. Скажем, пополнение Академии наук новыми членами имеет смысл при сохранении и управляющем воздействии ее интегрального признака, каковым является высокий уровень научной деятельности каждого представителя Академии.

Современная наука сталкивается с различными механизмами становления интегративного качества. Им соответствуют различные классы целостности, изучение которых предполагает применение специфических понятий, методов.

Иногда в качестве интегративных целостностей рассматривают только органические системы, которые формируются на высших уровнях развития материи. Между тем интеграция является достаточно общим процессом и по существу имеет место в развитии всех форм движения материи. Для проявления интегративных свойств не обязательно наличие сильных специализированных взаимодействий между объектами и их группами. Это обстоятельство хорошо отражается, например, в области статистических исследований, ориентированных на изучение слабых взаимодействий между элементами массовых событий. Но в иных областях науки именно сильные взаимодействия становятся характеристикой целостной системы (как это имеет место в сфере ядерных взаимодействий).

Говоря о расширении границ применения и новых возможностях интегративного способа мышления и познания, следует отметить особую роль понятия «комплекс». Специфика комплексов состоит в том, что возникновение интегративного качества опосредуется здесь кооперативным действием многих компонентов, а также специализацией отдельных групп компонентов. Комплексирование предполагает массовые эффекты, включает усреднение результатов взаимодействия многих разнородных элементов. Оно основано также на переходе количества в качество, на возникновении эффекта массовой силы. Однако решающее влияние на формирование интегративного качества оказывает в данном случае комбинирование взаимодействующих элементов. Хорошо известны, например, разнообразные новые эффекты, которые способен давать комбинированный рабочий день в сравнении с равновеликой суммой отдельных индивидуальных рабочих дней. Помимо количественных результатов, выражающихся в росте объема производимой продукции и сокращении времени на производство, он фиксирует тот факт, что комбинирование создает качественно новую рабочую силу, действующую разносторонне и обладающую вездесущием (К. Маркс).

Задачи комплексирования стали особенно актуальными в современной науке и практике. С их решением связывают получение новых качественных эффектов в экономической области, в социальном развитии, в сфере научно-технического прогресса и т. д. Постановка таких задач породила необходимость комплексного подхода к изучению сложных явлений.

Комплексный подход ориентирует познание и практику на соединение различий, на установление связи там, где традиционно ее не фиксировали. Этот подход помогает преодолеть узкую специализацию познания, произвести коррекцию результатов различных научных дисциплин в изучении сложных объектов. Скажем, уточнить решение экономических проблем в свете их социальных последствий.

Иногда комплексный подход определяют как установку на всестороннее изучение связей и зависимостей сложного явления, на учет массы показателей, фиксирующих изменения многокачественных объектов. В рамках этого определения комплексный подход сводится к разновидности многопредметного исследования и отождествляется по существу с суммативной точкой зрения. Но такая точка зрения неадекватно выражает содержание комплексного подхода. Она не учитывает неодинаковость вклада различных качеств в формирование комплекса, не берет во внимание многокачественность комплекса, не фиксирует критериев соединения разных качеств в едином комплексе.

Напротив, для комплексного подхода характерно требование о необходимости определения главного звена в цепи действующих факторов. Примером может служить решение крупной технической проблемы. Здесь возникает вопрос о сочетании технических, экономических, социальных, экологических характеристик. Их объединение осуществляется с учетом того, что какой-то показатель является лидирующим. Чаще всего эту роль выполняют экономические показатели: стоимость, окупаемость и др. Их учет важен для выбора других характеристик комплекса.

Продолжая свою мысль, отмечу, что понятие «комплекс» является многогранным. Оно не охватывается той трактовкой целостности, которая базируется на представлении о возникновении новых качественных эффектов при интеграции частей. Идея комплексирования сочетается с положениями об уровнях в строении и детерминации систем, об автономности подсистем, о целесообразном их функционировании и т. д. Кроме того, она соотносится с признанием активной роли организационных структур, с выделением различных ступеней структурного взаимодействия.

Соотнося комплексный подход с системным подходом, важно отметить, что специфика последнего связана с пониманием целостности как совокупности функционально нагруженных элементов, каждый из которых необходимым образом дополняет действие других и набор которых достаточен для обеспечения данного типа функционирования всей системы.

С целостностями данного типа мы сталкиваемся повсюду. Они составляют широкий класс объектов неживой природы, объектов жизни, а также социальной материи и технического мира. Примером может служить любая строительная конструкция — в том смысле, что в определенных условиях она функционально неразрушима, а ее необходимые элементы обеспечивают устойчивость, прочность и т. д. С функциональной точки зрения эти конструкции обеспечивают также преобразования кинетической, потенциальной, тепловой энергии, которые не нарушают их несущих свойств.

Подобного рода функциональность присуща также объектам природы. Скажем, функционирование Солнечной системы как особого астрономического объекта обеспечивается взаимодействием ряда элементов, необходимых для данной системы и ее определенного функционирования: центральной массы Солнца, а также масс и векторов скоростей больших и малых планет.

Важным аспектом целостности функционирующих систем является их устойчивость в условиях изменяющейся среды. Механизм устойчивости обеспечивает самосохранение системы.

Законы устойчивости, стабилизации основаны на ограничении случайности — как внешней, так и внутренней. Вместе с тем они характеризуются наличием избирательного сродства, которое проявляется во внутреннем взаимодействии элементов. Эти законы фиксируют также класс допустимых состояний системы. Отбор таких состояний может обеспечиваться механизмами параметризации и оценки параметров системы. Яркий пример формирования подобных механизмов — возникновение у определенного типа систем обратной связи и каналов циркуляции информации.

Наконец, стабилизация проявляется как воспроизводимость системы. И эта воспроизводимость становится основанием, на котором возникает более или менее сложная надстройка системы (В. П. Фофанов).

Современная кибернетика дает материал для уточнения общих механизмов системной воспроизводимости. Для этого необходимы центры информации, а также механизмы синтеза субстрата системы из потоков вещества и энергии. Следовательно, воспроизводимая система должна быть открытой системой. Необходимо и функциональное разделение системы на блоки, каждый из которых реализует стабилизирующую функцию, проявляющуюся лишь в их взаимодействии [20].

Содержательная характеристика целостности, которая выступает в качестве самостоятельного предмета современных системных исследований, опирается на объективный ряд категорий. Этой цели служат категории связь, качество, уровни, организация и др. Их применение обеспечивает философско-методологическое обоснование роли и значения принципа целостности в системных исследованиях, раскрывает место системных методов в решении принципиальных гносеологических проблем.

Не менее важно, однако, оценить специальные функции системного подхода в разработке проблемы целостности. Для такой оценки недостаточно ограничиться анализом объективного содержания понятия «целостность». Его необходимо рассмотреть также в соотношении с особыми операционными формами, с помощью которых решаются общенаучные задачи по воссозданию и управлению целостностями.

Здесь необходимо отметить возможность определения целостности как методологического понятия. В таком случае вопрос ставится не о выработке обобщающего определения, которое характеризовало бы целостные объекты, но о фиксации ориентиров, обозначающих соответствующее направление движения научного мышления.

В рамках такой трактовки «целое» рассматривается не как онтологическая реальность, вытекающая из собственной природы объекта, но как вывод, результат методологического применения понятия «целостности» к изучению объекта. При этом конкретный объект определяется как целое, если он удовлетворяет принятым нами критериям.

В итоге, понятие «целое» наделяется особым смыслом. Оно соотносится с объектом, который предвосхищается образом целостности. Основная функция такого образа — служить методологической установкой, программой исследования.

Указанная интерпретация целостности опирается на совокупность познавательных действий, которые Э. Г. Юдин определял следующим образом:

четкое и резкое определение границ объекта;

разграничение его внутренних и внешних связей;

выявление и анализ системообразующих связей и способа их реализации;

установление механизма функционирования и развития объекта.

Правомерность методологической трактовки понятия «целостность» обосновывается наличием активной исследовательской позиции субъекта в сложных познавательных ситуациях. В таких ситуациях субъект конструирует образ собственных действий. Здесь эффективным является тот образ действий, который предполагает целостную картину объекта. Формирование указанной картины становится центральным звеном многих современных направлений практической деятельности.

Возможность оперативной характеристики понятия «целостность» связана, прежде всего, с разработкой познавательных проблем, обеспечивающих процессы конструирования и практического синтеза целостностей. Реализация системного подхода стыкуется в этой области с задачами проектирования деятельности. Понятие целого, целостная точка зрения выступает в процессе такого проектирования в качестве своеобразного идеального объекта, образца деятельности. Идеализирующая абстракция берет в этом объекте в качестве базового свойства оптимальность. С образцом сравнивают по оптимуму различные варианты создаваемой системы, и ведется выбор допустимых и приемлемых вариантов. Таким путем идут, например, при проектировании человеко-машинных систем.

Методологическая трактовка целостности берет таковую не в качестве предсуществующего свойства, но главным образом как проблему, как своего рода гипотезу в отношении совокупности реальных объектов. Однако не следует абсолютизировать роль гипотетического момента в определении целостности и в установлении специфики системности. Подобная абсолютизация может вести к крайностям субъективизма.

Нельзя забывать, что объективное содержание понятия «целостность» выработано на материале хотя и достаточно простом, но допускающем высокую достоверность выводов. Все эффекты целостности, проявляющиеся в доступных традиционным методам познавательных ситуациях, воспроизводимы посредством практических испытаний (эмерджентность, устойчивость и др.). Это делает объектные определения полноправными ориентирами системного познания и деятельности. Опираясь на них, наука идет от известного к неизвестному. Вместе с тем специфика новой методологической ситуации весьма велика, что позволяет говорить о формировании особого направления в системном подходе. Основным для него является операционная трактовка целостности.

Дальнейшее совершенствование методов системного исследования предполагает углубление теоретического анализа проблемы целостности. Важным аспектом этого направления работ является уточнение специфики детерминации интегративных процессов, изучение условий применения концептуальных форм, способных адекватно отражать детерминацию целостных систем.

Материал, накопленный в области современных системных исследований, убеждает, что характеристика целостности не сводится к плоской формуле о единстве некоторой совокупности частей. Есть еще один существенный момент, на который важно обратить внимание в рамках методологической трактовки понятия «целостность». Я имею в виду подход, который связан в системологии с реализацией глубокой философской идеи о монистическом исследовании сложных явлений. Опираясь на этот методологический ориентир, системный подход преодолевает многие из слабостей механицизма и элементаризма.

Стратегия монизма учитывает, в частности, что целое детерминировано не только частями и их свойствами, проявляющимися в непосредственном взаимодействии. В целом обнаруживаются также интегративные свойства, которые детерминируются организационными отношениями, устанавливающимися между частями целого, между целым и его внешней средой.

При такой стратегии исследование строится на признании факта, что целостность обеспечивается взаимным определением субстрата и организации в рамках системы. В соответствии с этим, изучение целостности предполагает выделение ее адекватных элементов. Оно возможно, когда зафиксированы специфические взаимодействия таких элементов, когда определение элементов, их характеристики включают интегральные характеристики системы.

Специфика детерминации целостных систем создает ситуации, когда простые дедуктивные выводы от свойств элементов к свойствам целого становятся невозможными. Ряд проявлений целого не укладывается в подобные схемы дедукции. В этих ситуациях требуется усложнение методов анализа, сочетание анализа и синтеза. Здесь используются для объяснения явлений понятия и теории разного уровня. Вследствие этого требуется особая осторожность в переносе методов и моделей из одних областей знания в другие, поскольку может возникнуть необходимость введения дополнительных обобщений, учета новых связей и т. п. Системный подход опирается здесь на предпосылку, что не существует абстрактно-общего механизма целостности. Напротив, возникновение целостности — это процесс, который имеет конкретное содержание.

Обычно подчеркивают, что в рамках целого устанавливается взаимная зависимость частей друг от друга. Каждая из них влияет на другие, и все они находятся в соподчиненном положении. Примером может служить связь органов в организме. Благодаря взаимозависимости они выступают носителями не только специфических, но и общих функций.

Эта особенность целого характеризует его неразрывность, что требует признания своего рода кругового действия цело-купных факторов. Так, рассматривая состояние современного научного познания, отмечают неразрывность взаимодействия эмпирического и теоретического уровней знания. Указывают, например, что эмпирическое знание может быть понято и может функционировать только как часть целого, в нем нет исходной абсолютно истинной основы, не зависимой от остального знания.

Указание на неразрывность целого предполагает, что части входят в систему, опосредуясь структурой, сообразуясь с определенными функциями целого. Поэтому изменение ка-кой-либо части не дает однозначного перехода к изменениям свойств целого.

Для описания такого перехода современная наука обращается к понятию «корреляция». Оно используется в разных областях научного знания: в биологии, статистике, технике и т. д. Его современная трактовка выделяет динамический аспект соотношения признаков частей и целого, отражает закономерности соотносительного изменения.

Вместе с тем представление о неразрывности целого не следует абсолютизировать, жестко его противопоставлять требованию выявления фундаментального основания сложного системного образования. Сегодня очевидны, например, недостатки классического атомизма, решавшего весьма прямолинейным способом задачу сведения целого к фундаментальному уровню. Однако на смену ему приходит системный подход, в рамках которого идея фундаментализма меняет свое содержание и формы реализации. Представление о системном подходе как новой форме атомизма обосновывалось в трудах многих исследователей (Ю. В. Сачков, Н. Т. Абрамова и др.).

Полагаю, что развивая эти идеи, важно учитывать субстанциальное содержание базовых системных понятий. В таком случае происходит ориентация научного познания на изучение целостности как существенного, фундаментального отношения, которое проявляется в качественной полноте объекта. Эта полнота воспроизводится на относительно устойчивом основании, раскрывается в действии основного закона, единого принципа, охватывающего бытие сложной системы.

Исследование целостности с учетом принципа фундаментального основания становится актуальным в изучении современных общественных систем. Обращение к категории основания важно для преодоления феноменологической, чисто описательной установки в изучении сложных явлений.

Описательный подход не различает значимых и малозначимых альтернатив, существенных и несущественных свойств целого. Сам по себе он не дает возможности выхода к надежным обобщениям и прогнозам в исследовании сложных объектов.

Для выработки таких обобщений и прогнозов необходимо изучить основание системы, выявить субстанциальный аспект изменений целого. Зачастую выявление основания оказывается непростым делом, требующим многоступенчатого анализа. На каждой ступени выявляются специфические детерминационные отношения, которые необходимо исследовать во взаимодействии друг с другом. В итоге, раскрытие полного основания изменений, превращений сложного объекта сводится к изучению его в качестве системы систем, каждая из которых характеризуется собственной существенной детерминантой.

Показательно, что именно с этих позиций дается в современной литературе характеристика целостности основных форм движения материи. Так, установлено, что химическая форма движения представляет собой своеобразный синтез механических, термических, электрических, магнитных явлений, содержит их в качестве своих моментов. В числе главных детерминант, формирующих химические превращения, Ю. А. Жданов называл следующие:

термодинамический закон устойчивого динамического равновесия исходных и конечных продуктов реакции;

кинетический принцип накопления наиболее быстро образующихся веществ в реакции;

закон роста энтропии в замкнутых системах;

закон замедления роста энтропии в открытых системах;

каталитический механизм ускорения или замедления равновесных процессов;

цепные механизмы (лавинообразные) химических реакций [21].

Аналогичным образом решается в современной науке задача целостного отражения биологической формы движения материи. Здесь идет поиск фундаментальных уровней организации жизни, выявляются соответствующие им основные детерминационные отношения, управляющие органическими изменениями и превращениями. Этот поиск далеко не завершен, поэтому представления о детерминирующих основаниях жизни являются предметом острых дискуссий.

Методологическая функция понятия «целостность» в системных исследованиях во многом определяется тем, что его содержание включает представление о внутренне активной системе. Применение этого понятия указывает на необходимость выявления внутренней детерминации свойств целостного объекта, характеризует недостаточность объяснения специфики объекта извне.

Я уже останавливался на выяснении активной роли целого в отношении своих частей. Эта роль проявляется в том, что целое выступает в качестве устойчивого формообразующего фактора, обеспечивающего взаимодействие частей. Другая сторона активности целого, на которую обращает внимание современная системология, обнаруживается во взаимодействиях целого и среды. Системные методы направлены на изучение тех механизмов, с помощью которых целое выделяется из условий. Общая форма этих механизмов фиксируется понятием «адаптация». Последняя может включать сложные действия по распознаванию условий, обучению, выработке предваряющих моделей поведения. Высокий уровень целостности систем строится на механизмах саморегуляции, самоуправления, автоматизации подсистем и т. д. Соответствующий им круг понятий характеризует специфические способы разрешения противоречий, возникающих в процессе функционирования сложных систем. Вместе с тем они отражают новые факторы самодетерминации, с которыми сталкивается современная наука в изучении целостных объектов.

Адаптивный процесс покоится на взаимной детерминации условий и обусловленного. В его рамках целостность системы проявляется, как способность переводить наличные условия в обусловленное. Здесь обусловленное представляет собой необходимое единство, подчиняющее себе условия, превращает внешние обстоятельства в неотъемлемый момент жизни системы. Вместе с тем активность целого снимает отношения простого сосуществования и безразличия вещей, процессов, составляющих его условия. Это обстоятельство хорошо просматривается в сфере системного анализа, с помощью которого решаются различные практические проблемы. Традиционно в практике применяется прием, когда устанавливается связь между налично данными объектами и их свойствами, в результате чего возникает система с новыми характеристиками, соответствующими определенным условиям. В отличие от этого, системный анализ учитывает взаимодействие условий и обусловленного. Он строится на предпосылке, что характер наличных условий может побудить к переформулированию требований, которым должна отвечать система. Вместе с тем может выявиться недостаточность условий и необходимость пополнения или преобразования соответствующих наличных средств решения проблемы. Отсюда — ориентация системного анализа на описание поведения среды с помощью «сценариев».

Итак, понятие целостности представляет собой своеобразный узел, объединяющий различные содержательные идеи. Методологический анализ этого понятия показывает, что его применение в системных исследованиях основано: на отражении целостного характера системной детерминации; связана с изучением детерминации развивающихся целостностей.

Методология целостного подхода находится в динамичном состоянии. Не вызывает сомнений, что в будущем эта ветвь методологии способна раскрыть новые стратегические цели системного познания, содействовать обогащению представлений о взаимодействии философской методологии и системного подхода. Здесь я ограничусь только постановкой новой методологической задачи. Ее решение выходит за рамки проблем, обсуждаемых в настоящей работе.

Раздел III. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ И ОБЩЕНАУЧНЫЕ ТЕОРИИ СИСТЕМОВЕДЕНИЯ

3.1. Специфика системного моделирования

В этом параграфе исследуется формирование методологии системного моделирования, прослеживается эволюция его общих принципов на материале истории научного познания. Главная проблема, которая анализируется в данной работе, связана с раскрытием моделирующей функции научного познания в сфере системных исследований. Указанная функция трактуется в самом широком плане как использование приближенных к реальности форм и способов описания и объяснения мира, основанных на учете практических возможностей субъекта науки. При этом берется во внимание, что моделирующее научное познание, развиваясь в рамках системной парадигмы, изменяет представление о собственном предмете исследования. Оно осуществляет переход от изучения монообъектов к исследованию взаимодействий. Отражением такого перехода стало широкое использование в научном моделировании представления о состоянии объекта в различные моменты его существования, а также применение языка событий для описания смены подобных состояний. Указанные моделирующие средства играют, например, значительную роль в современной физике, но они же используются в рамках статистического подхода к объектам науки. Вместе с тем, они служат средством описания алгоритмов изменения кибернетических систем.

Новая предметная область научного познания рассматривается в предлагаемой работе в контексте исторической эволюции принципов системного моделирования. Ее первая фаза породила методы функционального описания сложных объектов, тогда как современный этап связан с формированием принципов, ориентированных на описание организации и динамики сложного поведения. Дальнейший прогресс методов системного моделирования требует усиления внимания к моделирующему описанию объектов, способных к самоорганизации.

Говоря методологических регулятивах системного моделирования, необходимо иметь в виду следующие онтологические характеристики, в которых проявляется природа системности: качественную дифференцированность и целостную интегрированность элементов, функциональную разделённость и необходимое взаимодополнение элементов в рамках определённого типа устойчивого, воспроизводящегося функционирования. Вместе с тем, в науках системного типа осуществляется опора на представления о функциональной целостности и самообусловленности объектов, об интегративном характере законов системного взаимодействия, о внутренней интенсивной организации системных процессов.

Уточняя моделирующую функцию системного подхода в познании, отмечу, что его применение свидетельствует о переходе познания на теоретический уровень исследования. В самом общем плане подобный переход связан с установлением законов поведения той системы, которая выделяется в качестве предмета исследования. Для теоретических наук важно уметь выявить систему, обладающую законосообразным поведением. Этому служат две модели систем.

Первая из них ориентирована на функциональное описание поведения объектов без учёта их внутренней структуры. Переход к закономерному представлению соответствующего поведения достигается в данном случае с помощью системы-модели, в которой минимизировано число свойств, характеризующих смену состояний системы во времени. Набор этих свойств считается достаточным, если сохраняется детерминированность, определённость описания функциональной картины сложного объекта.

Описание реальной системы может включать бесконечное число параметров (свойств). Однако, без ущерба для избранного уровня исследования от ряда из этих свойств можно отвлечься, существенно сократив число значимых переменных. Классический пример - механическая задача исследования колебаний маятника. Здесь значимы лишь два параметра: амплитуда и частота, взаимосвязь которых даёт полное определение колебательных движений маятника.

Показательно, что модели функционального описания систем обеспечивают отражение законов как однозначного, так и вероятностного типов. Применение идеализаций, связанных с отражением однозначных законов, является традиционным для периода классической науки. Например, законы классической термодинамики выявлены на моделях, которые учитывают однозначную детерминацию между переменными, отражающими состояние термодинамической системы. В современной науке развивается более общий подход, основанный на применении модели вероятностной системы. В отношении к ней однозначная модель рассматривается как предельный случай описания закономерной связи между элементами системы.

Другая модификация системного описания базируется на представлении, что изменение состояний сложного объекта сводится к изменению, как линии его поведения, так и внутренней организации, структурной упорядоченности элементов. В этом случае используются структурно-функциональные модели, построение которых регулируется требованием об устранении избыточности и неопределённости во взаимосвязи между структурой и функциями системы. Такая взаимосвязь не обязательно должна быть жесткой. Поэтому в познании и на практике удовлетворительными признают модели, которые способны оптимизировать функциональную структуру по главному параметру, характеризующему эффективную линию поведения системы.

К сказанному надо добавить, что понятие «система» и принцип системности, выступая средствами теоретического познания, расширяют возможности сущностного отражения действительности. Они служат регулятивами исследования закономерно определённого состава, структуры, оснований качественной определённости и функциональной целостности объектов. При этом они ориентируют познание на применение методов, предполагающих отказ от элементно-казуальных схем изучения материальных объектов. Напомним, что классическое естествознание во многом опиралось именно на эти схемы. Их применение обеспечивало успешное решение задач по овладению простыми физическими и химическими процессами, сводя их к последовательности действий отдельных звеньев, узлов, связанных однозначной цепью казуальных законов. Напротив, принципиальная постановка проблем современной науки характеризуется стремлением к отражению интегральной картины связи явлений, к объяснению всякого отдельного процесса из совокупного процесса «жизнедеятельности» и развития той или иной системы. Применение данной схемы объяснения основано на учёте многовариантных способов действия элементов системы. Вместе с тем принимаются во внимание возможности описания системы с точки зрения «пользы», «вреда», «нормы» функционирования. С этих позиций оценивается поведение системы как целого не только в технических и общественных, но и в естественных науках.

Так, современная биология опирается на теоретико-методологические программы, которые выделяют ряд взаимодействующих аспектов многогранной сущности живого и уточняют системные признаки биологической организации материи. К общим сторонам этой сущности относятся: многоуровневая природа жизни, принадлежность ее к различным типам функционирования во времени, нелинейный, ветвящийся путь генезиса и эволюции живого. Соответственно, объяснение феномена жизни строится с применением всех названных фундаментальных идей, которые рассматриваются как дополняющие и конкретизирующие друг друга. Принцип системности в объяснении жизненных процессов реализуется также через использование синтетических понятии, на базе которых складываются интегральные методы биологического исследования. Примером может служить применение понятия о структурно-генетическом плане формирования отдельного организма, понятия об адаптациогенезисе как особой форме эволюции живых систем и др.

3.2. Системное моделирование в механике

Предлагаемый ниже материал базируется на использовании ранее опубликованной работы автора [1]. Здесь же автор стремится доказать, что истоки системного моделирования можно обнаружить в методологических исследовательских подходах, на которые опирается одна из фундаментальных наук естествознания - механика.

Классические принципы и модели механического исследования были построены на основе трудов Галилея и Ньютона. В них использовалось представление об относительно полном круге обусловленности механических явлений. Эта совокупная обусловленность выражается посредством вычленения тела движения и тела отсчета, с последним связывается трёхмерная сеть ортогональных координат. Наличие механического движения устанавливается относительно координатной сети, которая не может привносить возмущения в механическое движение, поэтому она рассматривается как инерционная.

Тело, в отношении которого изучается механическое движение, может либо перемещаться относительно координат, либо покоиться. Само оно рассматривается как система точек, обладающих механическими свойствами. Описание таких свойств даётся с помощью понятий масса, расстояние, время, сила, энергия, импульс и др. В соотношениях указанных свойств установлены определенные инварианты, которое фиксируются как законы механики.

Методология классической механики неразрывно связана с понятием изолированной системы частиц и применительно к этой системе формулирует три основных закона механики. Одновременно механика предполагает, что в рамках такой системы частицы взаимодействуют друг с другом и это взаимодействие проявляется с некоторой силой, получающей количественное выражение. Для механики характерно рассмотрение силы в качестве причины изменения движения по прямой (например, в качестве причины ускоренного механического движения). Вместе с тем, совокупное действие многих сил, как утверждается в механике, способно породить сложное движение (возвратно-поступательное, винтовое, круговое и т.д.). Причём, подобное совокупное действие не обязательно описывается моделью арифметического или алгебраического сложения сил. Нередко здесь используется модель векторного соединения, выражающая не что иное, как композицию системы действующих сил.

Показательно и другое. В механике система частиц рассматривается в качестве целостности, выделенной из среды. Целостная точка зрения ведёт в данном случае к пониманию системы как образования, на которое не действуют моменты внешних сил. Напротив, механический подход предполагает, что состояние системы полностью определяется законом сохранения внутренних моментов сил и законом сохранения момента импульса. В дополнение к этим законам вводится также положение, согласно которому целостное описание системы связано с учётом её полной энергии. Данное положение обобщается до принципа, утверждающего, что энергию изолированной системы можно преобразовать из одной формы в другую, однако полная энергия в её различных формах не исчезает и не рождается из ничего.

Нетрудно установить, что классический образ предмета механического исследования строится на представлении о сохраняемости системы и устойчивости её фундаментальных параметров и законов. Механика покоится на принципе, что природа одинакова, а механическая материя сохраняет своё бытие во все моменты движения. Утверждается, например, сохраняемость массы, ритма времени, полной энергии.

Ситуация меняется, однако, в релятивистской механике. Здесь принимается во внимание равномерное поступательное движение систем друг относительно друга и устанавливается его соответствие со скоростью движения света в вакууме. Релятивистская механика учитывает, что ряд существенных параметров системы претерпевают изменения в условиях движения, близкого (соизмеримого) со скоростью света. В подобных условиях выявляется зависимость базовых параметров механических систем от пространственно-временной неоднородности материи. Здесь возникают различия между свойствами систем, фиксируемыми в покоящемся и движущемся состояниях. Тем не менее, полное описание системы строится с учетом ряда универсальных законов сохранения (сохранения импульсов, сохранения энергии и др.).

Из постулатов теории относительности зависимость длительности интервалов времени и длин отрезков от выбора инерциальной системы отсчёта. Здесь релятивистский закон сложения скоростей существенно отличается от классического закона сложения скоростей. В классической физике при переходе от одной инерциальной системы (№ 1) к другой (№ 2) время остается тем же: , а пространственная координата изменяется по уравнению В теории относительности применяются так называемые преобразования Лоренца:

В итоге модели описания механических систем существенно модернизируются [2].

Ряд особенностей в моделирование механических систем внесла квантовая механика. Она имеет отношение к описанию поведения микрочастиц или их совокупностей. В этом описании учитывается волновая (колебательная) природа микрообъектов. Вместе с тем, учитываются квантование их свойств и квантовые переходы от одного состояния частиц к другому. Характеристика волновых эффектов в динамике частиц даётся с помощью волнового уравнения Шрёдингера. В состав этого уравнения включается пси-функция, квадрат модуля которой представляет собой плотность вероятности обнаружения частицы в заданной точке. Достоверность обнаружения частицы где-нибудь в пространстве выражается с помощью условия нормирования и записывается формулой, представленной в источнике [3]. Результат определяется интегрированием знаменитой в физике особой пси-функции.

По значениям указанной функции можно вычислить спектр квантовых энергетических состояний, допустимых для частицы. Исходя из волновых представлений, частица рассматривается в квантовой механике как «локализованная» в области суперпозиции бесконечного числа волн, как волновой пакет. Частота и длина волны в центре пакета вычисляются по формулам, в составе которых задействована так называемая постоянная Планка.

Замечательным результатом квантовой механики является возможность двойственного описания её объектов: либо как волны (со своей амплитудой, частотой и длиной волны), либо как частицы (со своей массой, энергией и импульсом). Выбор описания зависит от условий наблюдения и от постановки задач в эксперименте. Существенным для квантово-механического описания системы является вывод о неустранимой неопределённости такого описания. Этот вывод тесно связан со знаменитым принципом неопределённости Гейзенберга, с помощью которого фиксируется невозможность сужения области фиксации микрочастицы точнее некоторого предела. Величина предела устанавливается из соотношения, в котором устанавливается связь энергии импульса, времени и постоянной Планка.

Далее. Квантово-механические системы изменяют свои состояния, и это показано в теории и эксперименте. Изменения в квантовом мире происходят как при внешних воздействиях (бомбардировка атомов, приложение внешнего магнитного поля и т.д.), так и самопроизвольно. Например, потеря атомом энергии и излучение кванта энергии может происходить спонтанно и беспорядочно во времени. Предсказать точно момент энергетического перехода невозможно. Однако можно вычислить вероятность перехода в единицу времени. При этом действуют определённые правила отбора (ограничения на квантовые числа), при наличии которых вероятность перехода стремится к максимуму и даже приближается к единице. Существуют также запрещённые переходы, вероятность которых низкая. Самопроизвольный и случайный характер изменения энергетических состояний квантовых систем требует, таким образом, выработки специфических средств их описания, в состав которых входит понятие вероятности. Это обстоятельство давно подмечено методологами науки. Однако мало внимания обращается на то, что в квантовой механике используется более абстрактное, нежели в классической механике, определение состояния, связанное с вероятностью обнаружения электрона, например, в пространстве допустимых для него состояний.

В общем случае для этого требуется знать значения измеримых параметров Р и q , проецированных на ортогональные оси координат. Но соотношение указанных параметров здесь иное, нежели в классической механике, поскольку есть запрет на их совместное точное измерение - согласно принципу неопределённостей Гейзенберга. Тем не менее, в квантовой теории существуют специфические средства для получения замкнутого в информационном отношении описания поведения квантовых систем. Так, широко используется описание, основанное на понятии «комплексная волновая функция», которое выработано в рамках концепции волновой природы материи и с помощью которого даётся полное описание системы.

В итоге надо сказать, что классическое моделирование механических систем основано на идее единства мира, на качественном сохранении его законов. На этом же базируется теория относительности - при всех её специфических отличиях от классической теории. В этих вариантах механики описание движения систем не содержит представления о внутреннем импульсе и источнике изменении. Здесь мы имеем дело с системами, которые не определяют собственного начала движения и его окончания. Описательные модели таких систем строятся на предпосылке, что система может начинать движение из любого прошлого состояния и способна пробегать все свои состояния на шкале времени бесконечно, если не возникает внешних препятствий. Однако в квантовой механике уже вводится идея спонтанных изменений, а также используется представление о качественных преобразованиях состояний систем путём квантования.

3.3. Моделирование систем в термодинамике

Теоретическая термодинамика опирается на представление о системах, характеризующих процессы переноса тепла от источника тепла к холодильнику с помощью рабочего тела. Такие системы способны выполнять некоторую полезную работу. В общем случае процессы в подобной системе являются обратимыми. Главное условие обратимости - сохранение равновесного состояния всех тел, принимающих участие в термодинамическом процессе. Здесь предполагается неизменной связь между параметрами состояния, т.е. квазистатичность, сохранение определённой константы в соотношениях термодинамических параметров. Весьма важную форму этой константы даёт, например, закон Менделеева-Клапейрона: PV = GRT.

Одним из общих результатов теоретической термодинамики является выработка представления о том, что состояние термодинамической системы зависит как от внешних, так и внутренних условий. Это обстоятельство учитывается в понятиях о свободной и скрытой теплоте, а также о внешней работе и внутренней энергии термодинамической системы. С представлением о внутренней энергии в термодинамике тесно связано понятие о самопроизвольном процессе, который осуществляется как переход теплоты от более нагретого тела к менее нагретому. Для противоположного перехода нужна энергетическая компенсация [4].

Надо заметить, что специфика описания термодинамических систем существенно связана с доказательством возможности замещения (эквивалентности) основных процессов, протекающих в системе (превращение тепла в работу и переход тепла от более нагретого тела к менее нагретому, которые представляются как эквивалентные). На это обстоятельство обратил в свое время внимание Р. Клаузиус [5]. Он же обосновал необходимость и всеобщность идеи циклов в описании термодинамических превращений. С помощью этой идеи улавливается одно из базовых проявлений сложных систем - циклический характер протекающих в них процессов. Там, где предполагается разрыв замкнутой цепи, всегда обнаруживается компенсирующее направление процесса.

Термодинамика дает полное отражение указанной компенсации для неживых систем. Этой цели служат первое и второе начала термодинамики, задающие матрицу энергоэнтропийного описания внутрисистемных преобразований. Существенно то, что подобный способ моделирующего описания был разработан в недрах классической термодинамики, которая имеет предметом равновесные системы. Это - термостатика. Она занята отысканием функциональных определителей для замкнутых систем, таких как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия.

Напротив, современная неклассическая термодинамика имеет дело с неравновесными системами. Для этих систем характерна определённая необратимость, эффект которой невозможно свести к нулю. Соответственно, методы неклассической термодинамики основаны на использовании неизвестных для классического подхода понятий, таких как «поток энтропии», «скорость возрастания энтропии» и др. Опора на такие понятия дала возможность вывести термодинамические уравнения движения, выявить принципы симметрии, которые обусловливают протекание термодинамических процессов в системе. Тем самым вводился в научную методологию язык обобщенного типологического описания систем.

К термодинамике примыкает молекулярно-кинетическая теория. В ней моделируется поведение газа, замкнутого в некотором объеме. При этом учитывается корпускулярно-молекулярная структура газа, а молекулы рассматриваются как свободно движущиеся в пространстве. Одновременно вводится представление о том, что полная «живая сила» всех молекул (по терминологии Джоуля) обуславливает теплоту газового тела.

В рамках этой теории впервые в науке введено уровневое понимание системы и была предпринята попытка объяснить макрохарактеристики термодинамической системы с помощью микрохарактеристик. Здесь, исходя из механической трактовки движения молекул, показывается, что существует функциональная зависимость между давлением газа, его плотностью и суммарной кинетической энергией занимающих его объём молекул. Следствием такой зависимости является, в частности, хорошо известный закон Бойля-Мариотта.

Рассматриваемая теория учитывает ряд сложных условий, влияющих на термопараметры системы:

- способность молекул совершать внутреннее движение;

- существование средней длины свободного пути молекулы;

- неравномерность распределения скоростей молекул. Известно, что на первых этапах своего формирования молекулярно-кинетическая теория базировалась на общих методологических принципах механики. Процессы, протекающие в молекулярных системах, описывались сугубо с механических позиций.

Более того, классики термодинамики пытались трактовать само учение о теплоте в качестве одного из разделов механической теории. Ярким проявлением этой тенденции были работы по обоснованию второго начала термодинамики, основанные на предположении о наличии некоторого механизма молекулярного движения и механике сил, действующих между молекулами. По такому пути двигался, например, JI. Больцман. Однако не кто-нибудь, а именно Л. Больцман, осознал невозможность полной аналогии в механическом и молекулярно-кинетическом описаниях системы. В последнем случае неизбежно привлечение понятий, выходящих за рамки механики. В число таких понятий входило, например, определение средней кинетической энергии в течение значительного промежутка времени. Полное осознание данного обстоятельства послужило основанием для характеристики законов кинетической теории как статистических [6].

Изучение молекулярных систем показало, что из взаимодействий одного какого-либо уровня могут рождаться новые качественные особенности, характерные для больших совокупностей. Так, из хаотического движения молекул возникают закономерности, наблюдаемые в поведении массы газа как целого. При этом мы имеем дело с особым типом формирования состояния системы. Здесь наличие беспорядка на некотором элементном уровне обуславливает равновозможность всех направлений движения молекул в пространстве, а также одинаковую плотность газа в разных частях его замкнутого объёма (показано Р. Клаузиусом). А учёт таких параметров становится отправной точкой для применения новых способов моделирования молекулярной системы. В отношении последней признается, что начальные координаты и скорости молекул неизвестны. Тем не менее, можно установить статистические переходы от микропараметров к макропараметрам системы и на этом основании формулировать достаточно строгие выводы о поведении газа в целом.

В этой области науки было показано, что статистическое описание молекулярных процессов позволяет получать вполне строгие выводы в отношении ряда явлений: выравнивание температуры за счёт усреднения скоростей молекул и их перемешивания, установление теплового равновесия и т.д. Новизна статистического моделирования заключается еще и в том, что в описание молекулярных систем и в анализ их функционирования вводится идея множества путей приобретения системой некоторого предпочтительного состояния. Статистический подход, применяемый в таком анализе, учитывает разнообразие этого множества и выявляет вероятность нахождения системы в некотором конечном состоянии. Для предпочтительного состояния вероятность должна иметь максимальное значение, во всех других случаях вероятность уменьшается. Существенно, что за мерой вероятности состояния системы стоит, как показал еще JI. Больцман, «мера распределяемости» (хаотичности) системы [7].

3.4. Системное моделирование химических реакций

Каковы системные характеристики химического взаимодействия, как проявляется системность в условиях химического реагирования? Поиск ответов на эти вопросы связан с разработкой методологии моделирования в рамках современной химической кинетики. Новые принципы системного моделирования опираются здесь на фундаментальный факт, что химические реакции обладают способностью переходить к состоянию равновесия, т. е. самопроизвольно достигать стадии, когда прямые и обратные реакции в массе своей (статистически) компенсируют друг друга. В этом случае суммарное изменение концентрации любого вещества, участвующего в реакции, прекращается. Здесь вступают в дело константы равновесия, проявляется закон сохраняемости, имеющий, впрочем, динамическую форму.

Следует отметить также, что специфика системного моделирования в химической кинетике связана с установлением факта существования термодинамического контроля, своеобразного термоограничителя, канализирующего, направляющего реакции в сторону устойчивого динамического равновесия исходных и конечных продуктов. Но одновременно здесь действует кинетический контроль реакций, который направляет систему не к равновесию, а к накоплению наиболее быстро образующихся веществ.

Несомненно, что в области химического реагирования мы имеем дело с системами нового уровня сложности. Здесь действуют уже механизмы регуляции и саморегуляции. Так, многие химические реакции регулируются каталитическими факторами, которые либо ускоряют, либо замедляют процесс, не нарушая положения равновесия.

В данной области нередко возникают автоматические реакции, когда образующееся новое вещество содействует возникновению подобных себе сложных молекул. При моделирующем описании подобных процессов важную роль играет принцип воспроизведения сложных макромолекул. Более общая его формулировка связана с идеей поддержания суперустойчивости химического процесса, обеспечивающего возникновение подобных молекул.

Переход к методам описания сложных реакций опирается в современной химической кинетике на представления о протекании реакций в открытых системах. Введение подобных представлений позволило установить, что протекание реакций зависит не от отдельных внешних факторов, влияние которых сказывается, конечно, на поведении открытой системы. Но главной детерминантой здесь выступает так называемая потоковая зависимость. Потоки имеют направление, определяемое действием какой-либо весьма обшей причины. В кинетике действие подобной причины обозначается понятием «сродство». На основе сродства втягиваются в реакцию вещества, необходимые для процесса замещения в химических превращениях. Если говорить в более общем плане, то сродство, как уже отмечалось в научной литературе, выявляет спонтанную продуктивную активность химической системы [8].

Наконец разработка проблемы моделирования в кинетике связана с учетом самопроизвольного характера химических реакций, с признанием существенной роли самодетерминированных изменений в химических системах. Благодаря этому, соответствующие системы реализуют автономный режим функционирования. Например, установлено, что из числа возможных химических реакций будет протекать именно та, которая сопровождается максимальным выделением тепла. Детерминирующим принципом химических превращений является также поддержание хода реакций, который ведет к уменьшению свободной энергии системы. На это в свое время указал Вант-Гофф. Внутренняя детерминация действует и в так называемых цепных реакциях, когда некая малая причина способна привести в действие лавинообразный процесс синтеза или распада вещества. Соответствующая внутренняя направленность процесса обнаруживается, например, при полимеризации малых молекул в высокомолекулярное соединение, при взрыве порохового заряда и т.д. Интересно, что в каталитических и цепных процессах возникают явления, которые могут описываться в терминах теории управления, поскольку дело идет об отражении обратных связей, автоколебательных изменений системы, о перераспределении энергии между основной реакцией и регуляторными механизмами. Следует согласиться с утверждением, что на соответствующем языке можно описывать свойства реакций как носителей некоторой информации [9].

3.5. Моделирование биомолекулярных систем

Изучение молекулярных основ жизни составляет одно из новых направлений современной биологии. Данное направление ориентировано на исследование особенностей химической эволюции биомолекул и стремится раскрыть механизмы самоорганизации живых систем. Применяемая здесь методология строится на выделении относительно простых свойств живых систем (их атрибутивных характеристик). Далее создается гипотетическая модель добиологической системы, которая сопоставляется с набором атрибутивных свойств жизни. В конечном счете, ставится цель показать, что добиологическая молекулярная система может превратиться в биологическую, что такой ход ее изменений не противоречит известным научным данным, а также известным законам науки, т.е. он является закономерно обусловленным.

Предпосылкой формирования моделей добиологических систем служит представление о том, что биомолекулы активно ищут гармонического, взаимно согласованного функционирования и активно противостоят разложению, в силу чего несут в себе «принцип сохранения». Другой постулат связан с осознанием того, что живые системы обладают природой становящегося целого. Они базируются на некоторых устойчивых отношениях. Но вместе с тем им свойственны инновации становления, в них возникают качественные дифференциации, над исходными структурами надстраиваются новые элементы и подсистемы.

В указанных системах действуют законы преобразования внутренней энергии. Они сами производят свои фундаментальные изменения. Но раз так, то они должны иметь и реально обладают способностью к воспроизводству собственных состояний активности. Эта способность проявляется в их циклическом функционировании. С этих позиций в_ современной науке изучаются возможности преобразования предбиологических систем в живые системы. В ходе такого изучения главное внимание уделяется выявлению способов самодетерминации, реализация которых обеспечивает переход к высшим формам организации, свойственной объектам жизни. В этой области исследований возникают специфические проблемы, разрешение которых имеет важное значение для методологии системного моделирования. Фундаментальный вклад в их осмысление внесли работы М. Эйгена, взгляды которого по соответствующим вопросам требуют самостоятельного освещения.

М. Эйген начинал с анализа особенностей отношений, формирующихся на молекулярном уровне живой клетки. Он отмечал, что здесь действуют процессы переноса информации, осуществляется кодирование наследуемых признаков, действует механизм биосинтеза. В этих процессах участвуют два класса молекул: нуклеиновые кислоты и белки. М. Эйген подчёркивал, что информационные процессы этого уровня изучены достаточно хорошо. Известны носители информации (нуклеотиды), изучено их элементарное строение, количественные характеристики, структурные соотношения и упорядоченность элементов. Установлено наличие регуляторов биосинтеза (наличие активного центра, механизма узнавания и т.д.). Раскрыт механизм воспроизводимости нуклеиновых кислот. Рассчитана минимальная длина полипептидной цепи хорошо адаптированного белка. В ней 4-5 активно действующих центров. Она охватывает около 100 аминокислотных остатков. Биологи могут дать количественную оценку возможностей расположения аминокислотных остатков в такой цепи.

М. Эйген и сотрудники его школы полагали, что возникновение биомолекул с их сложнейшими связями и множеством структурных вариаций не могло идти путём слепого перебора массы возможностей. Числовые значения такого перебора столь велики, что реально он не мог иметь место ни на Земле, ни в ходе Космической эволюции. Поэтому реальные белковые молекулы следует рассматривать как уникальные. Но такие молекулы ещё и оптимальны (по скорости протекания микрореакций и по согласованности) [10].

Белковые молекулы обладают высочайшей организованностью. Это неоспоримый факт. Но есть еще одно важное обстоятельство: для их изучения требуется понятие самоорганизации. Это обстоятельство настойчиво подчеркивал М. Эйген. Для истолкования сверхсложной организации живого М Эйген использовал представление о семантической (селективной) информации. Он отмечал, что в информационном процессе есть физическая компонента - сигналы. Но есть и формальная компонента - код (знаковая система). Сочетания, группировки сигналов могут иметь характер кода, если они упорядочены и к ним находится интерпретирующий ключ. Главное же - это наличие функциональной упорядоченности сигналов, которая обеспечивает сохранение живой организации (и её дальнейшее развитие).

Из положений, рассмотренных М. Эйгеном, напрашивается вывод, что для систем, организованных как знаковые структуры, законы информации имеют универсальное значение. Управляющее воздействие информации обнаруживается там, где есть альтернативы, и есть возможность выбора альтернатив. Информации требуется тем больше, чем больше надо отсечь альтернатив. Процесс не требует информационной регуляции, если он идёт однозначно, без альтернатив, если все возможности кроме одной равны нулю. Известно, что альтернативы могут распределяться случайно-равномерным образом, тогда для их выбора нет предпочтительных условий. Но могут существовать и другие ситуации, когда возможности выбора альтернатив неодинаковы. Общим таким условием является, как полагал М. Эйген, избыточность ряда или одной возможности [11]. Так, например, некоторые альтернативы могут возникать чаще других, и они будут выделяться по их частоте. Могут также возникать предпочтительные последовательности в выборе альтернатив, когда выбор одной тесно обуславливает выбор некоторых иных (например, в белке есть сложные условия соседства аминокислотных остатков). Но любое ограничение неопределенности выбора альтернатив правомерно характеризовать как прирост информации. Существенно, что этот прирост возникает в рамках самодетерминированого процесса.

Развивая свою концепцию, М. Эйген утверждал, что формирование биомолекулярных систем моделируется образами теории игр. Наиболее подходящими к этому случаю оказываются модели стратегических игр. За основу Эйген брал модели «игры в бисер». В рамках подобной игры есть определенные правила выбора. Есть также фиксированный конечный временной интервал игры. Наконец, имеется результат, обусловленный серией выбора. Во множестве серий этот результат является статистическим параметром, колеблющимся вокруг некоторого среднего значения.

По Эйгену, возможен тип игры, который не связан с совершенно детерминированным результатом - вследствие нивелирования флуктуации распределения вероятностей. В «игре» хотя и возможен отбор лишь одного состояния или альтернативы, но какая из них «выживает» заранее сказать нельзя, поскольку может сработать механизм флуктуационных катастроф для ряда альтернатив. Правда срабатывает и защита от катастроф - благодаря избыточности некоторых из альтернатив. Об этом Эйген прямо не говорит, но именно так функционирует его модель «игры в бисер».

Надо добавить, что усиление флуктуации становится новой детерминантой, действующей как фактор отбора и влияющей на направленный процесс эволюции состояний системы. Такой процесс, по Эйгену, охватывается понятием гиперцикла, отражающим особый класс самоорганизующихся химических цепей. Существование гиперцикла предполагает наличие высокоэнергетического строительного материала, который может репродуцировать свои составные части, но может ещё не быть индивидуальным живым существом [12].

Новизна моделирующего подхода в концепции М. Эйгена состоит в том, что гиперцикловые системы рассматриваются в ней в ряду факторов универсальной эволюции. Базой к тому служит формирование самодетерминированной организации, законы функционирования которой могут служить объяснением перехода от преджизни к живым молекулярным системам.

3.6. Кибернетика и системное моделирование

Проблемы моделирования, поднимаемые и обсуждаемые кибернетикой, разнообразны и многоаспектны. Их обсуждению посвящена серьёзная литература [13]. Не претендуя на всесторонний анализ этих проблем, сосредоточу внимание на таких фундаментальных идеях, разработка которых выдвигает кибернетику в ряд отраслей знания, сформировавших современную методологическую тенденцию моделирования сложных систем.

В первую очередь следует назвать разработку идей и представлений об управляющей системе, об информационном характере управляющего процесса. Суть дела заключается в том, что изменение состояний системы обеспечивается не прямым принуждением, а выступает в обрамлении некоторой стратегии поведения системы и предполагает достижение определенной цели ее функционирования. В этом случае и говорят, что вместо принуждения действует управление, которое осуществляется путем саморегулирования и выбора из ряда альтернативных путей изменения.

Управление же неразрывно связано с целевым отношением системы к действиям внешней среды. Описание такого отношения не может быть уложено в причинно-следственный ряд, даже если предположить переход внешней причины во внутреннюю. На самом деле для кибернетической системы характерна своеобразная нейтральность к действию внешних факторов. Использование подобной нейтральности становится фактором приспособления соответствующей системы к внешним условиям, которые осваиваются применительно к логике целевого функционирования системы. Существенно, что здесь имеет место не простое ослабление внешних воздействий, а устанавливается новый принцип бытия системы, изменения которой обусловлены согласованием её входов и выходов с ее внутренним состоянием.

Как моделируется подобное согласование? Оно покоится на принципах обработки информации. Кибернетика рассматривает замкнутые циклы обработки информации в пределах компенсирующих управляющих процессов. Наиболее изучены сегодня те процессы, которые реализуются с помощью ЭВМ. Среди последних выделяются цифровые вычислительные машины, использующие информацию в виде числовых кодов. Сфера их действия универсальна. Они функционируют в автоматическом режиме. Описание процесса обработки информации (арифметического, логического) сообщается машине программой, первоначально записанной на бумаге в виде некоторого текста на языке, называемом алгоритмическим. ЭВМ снабжается особым устройством - памятью, в которой фиксируются вводимая информация, программа, а также промежуточные и окончательные результаты обработки информации. Для автоматического согласования всех устройств, связанных с потоком информации, служит блок управления.

Ориентация кибернетики на создание ЭВМ привела к тому, что её основным методом стал метод алгоритмического описания управляющих систем. Соответственно сформировалась и математическая основа кибернетики как разработка управляющих алгоритмов (программ). Специалисты-кибернетики знают, что для реализации некоторого процесса управления, т.е. процесса переработки информации, необходимо построить такой алгоритм, такую же или примерно такую же переработку информации, как и исходный процесс, и оценить качество приближения.

Однако существуют кибернетические системы, способные функционировать не только по стратегии, заложенной в управляющем алгоритме, но и изменять своё поведение в соответствии со свежей накапливаемой информацией. Например, известны кибернетические системы, которые могут ориентироваться на частоту появления событий и их новизну, запоминая с наибольшей вероятностью события, протекающие весьма часто, и вырабатывая своего рода навык поведения в типично повторяющихся условиях среды. Есть системы, способные к непрерывному уточнению и обновлению данных об объекте, записанных на матрице запоминающих устройств. Процесс управления при этом направлен на идентификацию модели объекта с реальным объектом. Кроме того, известны так называемые системы адаптации, реализующие итерационный процесс поиска усреднённых прототипов. Такие системы используют короткий интервал текущей информации, тогда как названные выше обучающие системы используют более длинные выборки. Наконец, выявлены самоорганизующиеся системы, в которых процессы реализуются в рамках сложных сетей взаимодействий элементов, причём, каждый элемент несёт собственный алгоритм действия, находящийся под интегральным воздействием как внешних, так и внутренних регулирующих факторов. В результате процесса самоорганизации сеть постепенно оптимизирует свои показатели в направлении лучшего решения задач управления. С позиций искусственного интеллекта эти вопросы освещаются многими исследователями [14].

Авторитетные специалисты связывали с указанной способностью кибернетических систем понятие «самоприспособление». Оно отражает самонастройку системы по отношению к факторам среды, к её изменениям - в пределах некоторого допустимого для данной системы порога изменчивости. У. Р. Эшби, например, использовал для характеристики такого самоприспособления термин «ультраустойчивость». С помощью последнего он подчёркивал отличие названных систем от тех, у которых отсутствует способность к самоприспособлению. При наличии же этой способности системы открыты для взаимодействия со средой через особый канал информации, используемой для коррекции «выхода» системы в случае его отклонения от некоторой нормы. Здесь действует обратная связь, т.е. замкнутый контур регуляции поведения системы.

Соответствующая регуляция, как показано в кибернетических исследованиях, строится на учете результатов, обусловленных поведением системы, и на упреждающем поиске допустимых состояний в изменяющейся среде. Тогда мы имеем дело, либо с отрицательной, либо с положительной обратной связью [15].

Понятие «самоприспособление» даёт возможность строить модели самоорганизации. Однако оно предлагает весьма упрощённый образ универсальной самоорганизации и не выражает многих её аспектов, проявляющихся, например, в развитии и функционировании сложных биологических или социальных систем. Тем не менее, подход к изучению самоорганизации, учитывающий процессы самоприспособления, является весьма поучительным. Он связан с фиксацией такого типа детерминации, который обеспечивает преобразование внешних воздействии посредством упорядоченных внутренних отношений системы. При этом полагается, что сама система вносит решающий вклад в конечный результат её изменении.

В сфере кибернетики рассматриваются изменения системы как обусловленные правилами внутренних переходов, как зависимые от потоков внутренней информации и от принятых в системе способов оценки эффективности результатов её функционирования. Надо отметить и то обстоятельство, что законы функционирования кибернетической системы выделяют её из среды, поскольку она контролирует собственные существенные переменные и способна регулировать входные параметры. Как раз в последнем случае реализуется система воздействий по замкнутому кругу. Здесь, как отмечалось выше, изменение переменных системы за пределы конкретных ограничений необходимо вызывает управляющее воздействие, компенсируя любые возмущения, способные перевести систему в неуправляемое состояние. В частности, компенсируются и такие возмущения, причина возникновения которых может быть неизвестна. Поэтому механизм обратной связи помогает системе эффективно функционировать в сложных переплетениях причинных факторов, а также в неопределённых условиях.

Иногда в действии данного механизма хотят видеть проявление самопричинения. С этим нельзя согласиться, ибо самопричинение предполагает воздействие следствия на собственную причину. Оно имеет место при тождестве следствия и причины в их глубинном основании. Между тем в кибернетических системах следствие, по существу, отделяется от своей причины, если рассматривать цепь обратной связи. Здесь следствие как выходное воздействие влияет на свою причину через определённый временной интервал - уже как другая, внешняя причина, приведенная в постоянное сцепление с входным воздействием.

Добавлю, что новизна сложных кибернетических систем связана не столько с сохранением её фиксированных состояний, сколько с обеспечением перехода в новые состояния, отвечающие изменившимся условиям среды. Жесткого алгоритма такого перехода обычно не существует. Но новые состояния можно предсказать статистически, анализируя временные ряды (т.е. дискретную или непрерывную последовательность событии, распределённых во времени). При этом учитывается, что статистический разброс временных рядов ограничивается механизмом оптимального выбора поведения, а также механизмом минимизации ошибки управления [16].

Кроме того, следует иметь в виду, что детерминационные отношения в управляющих системах складываются иначе, чем в физических. Доминирующей детерминантой физических систем является действие закона сохранения энергии. В кибернетике же установлено, что сохраняемость количества энергии входного воздействия и количества энергии выходного воздействия может нарушаться. В частности, могут возникать ситуации, когда малые по энергии входы способны вызывать масштабные по энергетическим характеристикам выходы. Очевидно, что такого рода ситуация моделируется на основе представления о системе, функционирующей в направлении сохранения заданной определённости достижения интегральной цели поведения системы. Соответствующее функционирование реализуется в замкнутом цикле, обеспечивающем сохранение общего количества циркулируемой информации.

Разумеется, из-за шума в кибернетических системах часть информации неизбежно нивелируется в неопределённость. Тем не менее, в них на уровне управления возникает дополнительная информация, которая компенсирует потери. Отмечая действие закона сохранения информации, следует учитывать и возможности усовершенствования механизмов управления системой - за счет увеличения объема циркулирующей информации. Но новый объем информации опять-таки идёт на компенсацию неопределённости, связанной, например, с организацией процессов самоприспособления систем к новым условиям функционирования. И поэтому в общем случае правомерно говорить о проявлении классических законов сохранения в функционировании кибернетических систем, а вместе с тем - об изменении формы действия указанных законов.

3.7. Вопросы моделирования в синергетике

Синергетика - междисциплинарное направление исследований. В центре его стоит проблема самоорганизации. На эту проблему указывается в обширной литературе, посвященной анализу предмета и методов синергетики. Кроме того, современные исследователи отмечают связь синергетического подхода с изучением процессов самоорганизации в условиях, отличных от гомеостатических [17]. Подобное отличие позволяет специфицировать предметную область синергетики от кибернетики, ибо последняя занимается самоорганизацией, связанной с перестройкой поведения системы без нарушения основной цели её функционирования.

Говоря о своеобразии моделей описания самоорганизации в синергетике, следует учитывать, что она обращена к изучению самоактивности систем. Синергетика опирается на представление, что существует класс систем, обнаруживающих способность к самопроизвольной организации, к упорядочению отношений между элементами, когда на такие отношения накладывается термодинамический закон дезорганизации. Используя этот подход, синергетика стремится объяснить механизм преодоления порога, отделяющего неживые объекты от высокоорганизованных живых образований.

Как достигается подобное объяснение? Основной путь здесь связан с применением уровневой модели системы. Причем такая модель предполагает неполную сводимость свойств макроуровня к свойствам микроуровня. Анализ накопленного в синергетике материала показывает, что в данной области познания можно описывать макроповедение системы с помощью особой группы обобщенных параметров. Одновременно сохраняется возможность описания микроповедения ее элементов с помощью большого числа дифференциальных уравнений. Такая особенность синергетической модели роднит ее с моделями, используемыми в термодинамике и статистической физике. Однако синергетика, в отличие от термодинамики и статистической физики, не предполагает молекулярно-хаотического распределения элементов системы. Напротив, в ней важную роль играет понятие «коллективного состояния», с помощью которого фиксируется способность элементов системы к коллективному выживанию и к поддержанию устойчивой организации системы под воздействием неопределённостных факторов внешней среды [18].

Известно, что в системах, находящихся в состоянии молекулярного хаоса, не может самопроизвольно рождаться и сохраняться устойчивая организация. Эти системы эволюционируют в направлении термодинамического равновесия, при котором неопределённость состояния их микроэлементов достигает максимума. Одновременно в них минимизируется уровень свободной энергии.

Что касается синергетического подхода, то он выявляет новую ситуацию, в которой условием возникновения коллективных (кооперативных) состояний элементов становится сильная неустойчивость системы. При сильной неустойчивости даже малое случайное отклонение на микроуровне может резко усиливаться и давать макроэффект, новое макросвойство системы.

Иногда предполагают, что в неживых системах синергетическое объединение элементов, способствуя возникновению устойчивой структуры, не сказывается на природе самих элементов. Думается, однако, что синергетические процессы идут по-другому. Теперь уже известно, что для их реализации требуется достаточно высокий уровень энергетической подпитки системы, а также необходимо возбуждение активности её элементов сверх той меры активности, которую они проявляют в стационарном термодинамическом состоянии. Лишь при таком условии потенциально любой из элементов может отклониться от среднего уровня флуктуации. Но именно при этом условии высока вероятность возникновения новых функциональных элементов в системе, для которых нормой становится сверхсильная флуктуация, если её сравнивать с прежними порогами случайных отклонений в поведении элементов. Подобные новые функциональные узлы способны возникать благодаря распространению поля активности отдельных старых элементов, а также благодаря группировке, суммированию и умножению их действия. Эту новую роль могут играть и вносимые в систему обновленные вещественные компоненты, обладающие резонирующими, каталитическими свойствами. В проведенных уже исследованиях показано, например, что на предбиологическом уровне организации систем проявляются своеобразные автопоэтические механизмы их обновления [19].

Выделяя случай вхождения в систему новых элементов и вовлечение в нее с помощью последних новых процессов, надо иметь в виду, что абстрактно возможны два типа реакции старой системы: 1) отторжение новых элементов; 2) выживание и размножение новых элементов, а вместе с тем - возникновение нового режима функционирования системы. Можно уверенно предположить, например, что второй тип сопутствовал пред-биологической эволюции. Современные исследования показывают, как могли возникнуть системы, устойчивые к появлению «мутантных» полимеров и одновременно приспособленные к росту своей организации. Ранее уже рассматривалась концепция М. Эйгена, которая дает объяснение таким возможностям. Конкретный механизм возникновения соответствующих систем должен включать, по М. Эйгену, автокаталитический синтез новых молекул из молекул исходного множества [20].

Синергетика, однако, вводит представление о дополнительных аспектах самопроизвольной организации, рассматривая условия отбора новых структур. Принятый в её рамках подход учитывает, что отбор не задаётся каким-либо априорным правилом, равно как не регулируется и не направляется к какой-либо заранее установленной цели. Напротив, результат отбора трактуется в ней как следствие особого флуктуационного поведения системы, когда флуктуации столь сильны, что выводят систему из прежнего равновесия со средой. При этом происходит вымирание вероятностей, с которыми поддерживался средний уровень равновесных флуктуации, в силу чего обеспечивается прирост информации и под воздействием этого фактора идет рост самоорганизации системы.

Интересно, что модель синергетической системы фиксирует процесс самопроизвольной организации как зависимый от определённого типа взаимодействий системы со средой. Это взаимодействие необычное. В науке чаще всего обращается внимание на его открытый характер, на установление обмена между системой и средой потоками вещества, энергии и информации. Однако главное здесь состоит в том, что система за счёт резких флуктуации, дающих макроскопический эффект, приобретает, по выражению И. Пригожина, диссипативную структуру [21].

Сегодня существуют значительные трудности в определении смысла данного понятия. Ясно, по крайней мере, что оно позволяет уловить новые аспекты системной картины мира, не раскрываемые другими понятиями системного ряда. В исследованных синергетикой ситуациях диссипативная структура представляется как форма динамической организации, которая выходит за рамки динамики хаоса и обнаруживает законы неклассической термодинамической эволюции. Наличие этой структуры свидетельствует, что система может длительное время пребывать в состоянии, далёком от теплового равновесия. Диссипация означает рассеивание беспорядка системы в окружающую среду, но вместе с тем растет внутренняя упорядоченность некой глобальной ситуации, обладающей неравновесностью [22].

Упорядоченность проявляется в данной ситуации через наложение ограничений на уровень флуктуации. Но, кроме того, для системы, находящейся в неравновесном состоянии, как бы предзадан выбор одной из нескольких ветвей последующей эволюции, т.е. один из многих аттракторов. Ограничения накладываются факторами мирового целого, в том числе малозаметными привходящими действиями, например, малыми изменениями гравитационных сил, потенциалов электрических полей и т.п. Влияние последних становится параметром порядка, а по терминологии Г. Хакена — информатором [23].

Г. Хакен справедливо говорил о возникновении в условиях диссипации целостного информационного пространства или сигнальной среды. Он показал, что извлечение соответствующего сигнала может побудить исходную систему пробежать все допустимые ветвления. Но содержащаяся в сигнале информация может оказаться также недостаточной или избыточной. В последнем случае к одному и тому же аттрактору ведут несколько сигналов. Понятно также, что из возникшей универсальной информационной среды черпают свою часть информации микроэлементы системы, обладающие коллективным действием, сравнимым с макропараметрами системы.

Существенно также, что рождение, упорядочивающей информации идет в уровневом масштабе, поэтому способы построения синергетических моделей не опровергают положения термодинамики о невозможности возникновения самоорганизации внутри теплового хаоса. Но синергетика обращает внимание на способы надстраивания регулирующей информации над уровнем теплового равновесия. В силу этого надстраивания физические, неживые системы перестают быть «слепыми», нейтральными к влиянию суперсистемных факторов; напротив, они приобретают способность «учитывать» указанные факторы в своем функционировании. Уровневый подход, тем самым, включается в описание объективных сложных систем, уточняет характер их спонтанной «адаптивной организации» и подстройки к окружающей среде.

Из сказанного выше можно заключить, что в классической науке модели функциональной устойчивости отражают обратимые изменения объектов. В современной науке такие модели фиксируют законы активного поведения систем, отражают механизмы интенсификации внутренних процессов, учитывают способы порождения новой информации и действие факторов самоорганизации систем.

Что касается междисциплинарных исследований, то в них методы моделирования опираются на язык типологического выражения системных законов. С его помощью решается задача роста информационной ёмкости описания целостных многокачественных объектов. Концептуальную основу такого языка образуют понятия «взаимодействие», «событие», «поведение», «организация», которые формируют смысловое поле моделирования сложных системных отношений и выводят на обобщённую трактовку закономерности, приспособленной к отражению динамики самоактивных, саморегулирующихся и самоорганизующихся систем.

3.8. Путь к общенаучной теории систем

Особое направление системных исследований характеризуется установкой на разработку теоретического аппарата системного знания. Формирование теоретических системных представлений тесно связано с появлением нового класса дисциплин, таких как кибернетика, теория игр, теория решений, исследование операций и т. д. В центр данного направления ставится обобщенное понятие «система», которое в рамках теории получает то или иное модельное изображение. Широкую известность, например, приобрели модели «черного ящика» и «открытой системы», которые служат теперь исходными ступенями для выработки более общих моделей в различных вариантах общей теории систем (ОТС).

Сегодня продолжаются дискуссии по поводу статуса ОТС, ее познавательной ценности, вокруг средств и методов ее построения. В литературе отмечаются сложности определения предметной области ОТС. Применяются различные подходы к формированию конструктивных элементов ОТС.

В свое время Л. Берталанфи вел речь об ОТС в качестве теории в широком смысле слова. В нее он включал совокупность общих идей, принципов и понятий, а также инвариантные формы, абстрактные модели, позволяющие использовать методы формального и математического исследования.

Другие варианты построения ОТС использовали специальные требования методологии науки в отношении формирования теорий. В этом случае ее основными компонентами называли: определение идеализированного объекта, правила логического вывода и доказательства, а также совокупность выводимых утверждений о системных объектах (А. И. Уемов).

Ряд вариантов ОТС опирались на фиксированную эмпирическую базу. При этом общая теория систем рассматривалась как абстрактное отражение свойств эмпирически наблюдаемых и изучаемых систем. Предлагался также путь построения ОТС, который связан с движением от представления о том, что допустимо считать системой. Конструктивная и методологическая функция такого варианта ОТС выдвигалась на первый план (У. Росс Эшби).

Дискуссии вокруг проблемы формирования общей теории систем не завершены. Многие вопросы остаются открытыми. Например, вопрос о соотношении ОТС с теорией диалектики, с кибернетикой, синергетикой, математикой. Продолжается обсуждение методологических принципов, на которые опираются создатели тех или иных вариантов ОТС.

На фоне трудностей, с которыми сталкивается развитие ОТС, хотелось бы подчеркнуть, что следует соблюдать определенную осторожность в оценке ее перспектив, не преувеличивая ее претензий, но и не умаляя ее связи с общим прогрессом научного познания. А такая связь, безусловно, имеется.

Я исхожу из того, что ОТС формируется в рамках широкой тенденции междисциплинарных исследований, ориентированных не на субстратно-субстанциональный аспект действительности, а на отношения между вещами и явлениями. По мысли авторов большинства общесистемных концепций, ОТС призвана теоретически оформить данную тенденцию, с тем, чтобы обобщить имеющиеся опыты приложения системных идей и дать в руки исследователей надежный метод познания.

Руководствуясь междисциплинарной трактовкой статуса общей теории систем, ее задачи формулируют на уровне общенаучных требований. Среди этих требований выделяют разработку принципов и методов унификации теоретического описания объектов. В данной связи указывают на возможность применения ее базовых понятий, абстрактных логико-математических моделей описания систем к решению задач интеграции научного знания. Кроме того, многие авторы считают, что общая теория систем содействует научному объяснению и становлению теоретического знания в тех областях науки, где прежде их не было. Подчеркивается также, что средства ОТС ведут к более высокой степени обобщения знаний, чем это позволяют сделать специальные науки.

Замечу, что многие попытки построения общей теории систем тяготеют к истолкованию ее в качестве одной из форм фундаментального знания. В то же время ставится задача разработки в рамках ОТС специализированных средств, приспособленных для получения выводов о конкретных системах.

Полагаю, что стремление к синтезу указанных установок в рамках единой теории систем содержит определенное противоречие, которое свидетельствует о недостаточной развитости теоретического системного знания. Думается, что такие задачи одновременно может и должна решать не отдельная, хотя и общего порядка, теория, но целое научное направление, в состав которого могут входить теории разного уровня. Применительно к системным исследованиям это означает, что теоретико-системные разработки абстрактно всеобщего уровня должны дополняться теориями «среднего уровня», а также прикладными вариантами теории систем, наподобие того, как теоретическая механика дополняется технической, строительной механикой и т. д.

Специфика теоретико-системных разработок связана с исследованием концептуальных средств, предназначенных для определения системы как основного предмета научного познания. Вместе с тем здесь учитывается сводимость широкого круга явлений к тому или иному классу моделей систем, вырабатывается общая точка зрения на существенные свойства системности, изучаются средства упрощения реальных связей и взаимодействий, обеспечивающие переход к системному описанию объектов.

Ранее было установлено, что существуют разные способы определения предметной области ОТС. Среди них есть такие, которые охватывают объекты и типы систем. Другие варианты связаны с трактовкой теории систем в логико-методологическом плане.

Исследуются возможности ориентации ОТС на изучение законов-аналогов, с помощью которых можно выделить новую область качественного определения явлений. При этом опираются на представление об объектах научного познания как специфических носителях униформных отношений и способов функционирования. В основу описания систем кладутся, например, модели структурного и организационного типов. С их помощью изучаются упорядоченные взаимодействия гомогенных и гетерогенных элементов систем, организация свойств, функций и т. д.

Переход к общим понятиям в сфере ОТС иногда связан с фиксацией весьма ограниченного круга свойств, определяемых в качестве признаков системности. Берталанфи, например, характеризует систему как комплекс взаимодействующих элементов. Некоторые авторы считают возможным использовать универсальные абстрактные определения системы, разрабатываемые на уровне моделей чистой математики. Так, М. Месарович полагал, что общая теория систем по необходимости должна изучать общие абстрактные системы. «...Нам достаточно будет понимать абстрактную систему как некоторую абстрактную аналогию или модель определенного класса реально существующих систем. Тогда общую теорию систем можно рассматривать как теорию абстрактных моделей» [24].

Неоднократно высказывалась мысль, что применение традиционных абстракций для построения ОТС ведет к серьезным логическим и гносеологическим трудностям. В частности, надо признать невозможность конструирования универсального абстрактного языка описания свойств, существенных для любых системных объектов. Тем не менее, в специальных моделях, разрабатываемых теориями среднего уровня, достигается допустимая мера сводимости разнородных явлений и процессов к общим аналогам — информационным, гомеостатическим, эквифинальным и т. д. Их применение дает реальный рост емкости каналов междисциплинарного общения внутри научного знания.

Еще один путь решения междисциплинарных задач - это метатеоретическое построение общей теории систем. Он во многом противоположен построению ОТС как научно-технической теории обычного типа. В рамках метатеоретического подхода анализируются структура, средства выражения и методы специализированных системных теорий. При этом учитываются два уровня анализа: синтаксический и семантический.

В. Н. Садовский относил к сугубо метатеоретическим такие задачи ОТС: разработку средств представления исследуемых объектов как систем; построение обобщенных моделей систем (например, их динамики, роста, поведения); исследование концептуальной структуры системных теорий [25].

Достоинство такого подхода в том, что он ведет к формированию весьма общих моделей системности. Вместе с тем здесь учитывается, что их применение должно приводить к нетривиальной постановке проблем, к построению нового предмета исследования.

Метатеоретическая концепция теории систем дает некоторую надстройку к известному массиву специализированных системных теорий. Ее средства позволяют расширить и уточнить логический базис теоретико-системных исследований. Но они не дают ответа на вопрос о месте теоретических системных концепций в формировании современной общенаучной картины мира. Тогда как без этого ответа нельзя правильно оценить воздействие системных теоретических понятий на развитие предметных областей научного знания. А такое воздействие, безусловно, имеется. В качестве примера можно указать на концепцию «системы видов», на идею биоценоза и др., которые акцентируют внимание биологов на многоуровневом характере организации объектов жизни, на определенной упорядоченности их элементов, на сложном типе взаимодействий этих элементов.

Содержательные средства системного знания все чаще становятся регулятивами построения специальных научных теорий. Эту роль выполняют представления о структурах, организации, сложности, функциях и т. д., которые составляют базовый концептуальный аппарат различных вариантов общей теории систем.

На мой взгляд, общее значение подобных теорий не замыкается в области формально-логического анализа, но предполагает соотнесение с реальными потребностями научного знания в целом. Что здесь имеется в виду? Важно зафиксировать тот факт, что широкий круг научных дисциплин вплотную подошел к изучению объектов принципиально нового уровня сложности, в отношении которых традиционные теоретические средства оказываются недостаточными. Выявление этого факта свидетельствует о новом состоянии науки. И в этом аспекте следует оценивать многие формы внутринаучной рефлексии, в том числе попытки построения общей теории систем. Отмеченные выше два способа построения подобных теорий не противоречат друг другу, но составляют во взаимодействии единый базис системной ориентации современной науки.

Для экспликации высказанного тезиса полезно рассмотреть содержательный потенциал теоретико-системных обобщений. В качестве конкретных образцов анализа я остановлюсь на трех вариантах ОТС, получивших широкую известность в современной науке:

1) теория систем Л. Берталанфи, которая исследует изоморфизм законов систем;

2) концепция кибернетики У. Росс Эшби, связанную с теорией индуктивного обобщения;

3) ОТС в трактовке А. И. Уемова, которая опирается на метод общесистемных параметрических размерностей.

3.8.1. Общая теория систем: концепция Л. Берталанфи

Для концепции Л. Берталанфи характерны два момента: взгляд на систему как определенную целостность; и стремление к обобщениям высокого уровня, позволяющим синтезировать теоретические модели специальных наук.

Л. Берталанфи отдавал отчет в том, что в науке работают теоретические модели систем лишь уровня некоторой особенности (например, модель эквифинальных систем). Однако он высказывал уверенность, что возможна разработка синтетической модели систем, которая оказалась бы способной выполнить функцию теоретического языка всей современной науки.

В своих поздних работах Л. Берталанфи принимал смягченную версию системного универсализма, отмечая способность ОТС к охвату ряда новых проблем и их решению, причем таких, которые отвергались ранее как «метафизические». Одновременно он оценивал ОТС лишь как одну из теорий, реализующих новую парадигму, концептуальную схему, совершающую сдвиг в исследуемых проблемах и правилах научной деятельности.

В своих статьях 60-х годов Берталанфи вел речь об ОТС в двух смыслах. В широком смысле ОТС выступает как некая совокупность идей и проблем исследования и конструирования систем. В ее теоретическую часть Берталанфи включал кибернетику, теорию информации, теорию игр, теорию решений, топологию, факториальный анализ.

В этот перечень системных научных дисциплин Берталанфи включал также общую теорию систем в узком смысле слова. Ее центральное звено, по мнению Берталанфи, составляет универсальное определение системы, выработанное с учетом характеристик эмпирически обнаруживаемых систем. Общая теория разрабатывает средства для перехода от универсального определения системы к системам, так сказать, низших разрядов, с которыми имеет дело эмпирическое исследование. Берталанфи вел речь не о прямом переносе общего знания о «системе» на фактически наблюдаемые натуральные объекты. Он принимал во внимание промежуточные звенья, так сказать, средний разряд классификации систем — целую группу научных дисциплин, изучающих системы. Одновременно он отмечал, что общесистемное знание способно оказывать воздействие на уровень эмпирического описания систем только в виде изоморфных структур, гомологий и аналогий [26].

Это означает, что собственная функция универсального понятия системы состоит в том, чтобы служить методологическим ориентиром в разработке формально-математических средств описания систем. Эффективность данной функции определяется возможностями выбора достаточно мощных абстрактных моделей, которые должны найти применение в специализированных системных теориях.

Стремясь к созданию эффективной теории, Берталанфи разрабатывал ОТС в качестве логико-математической области исследований, задачей которой является формулирование и выведение принципов, применимых к «системам» вообще. Он использовал для построения ОТС классическую математику, считая, что на этой основе можно установить всеобщие формальные свойства систем, разработать средства для их исследования и описания. Широкая общность и приложимость классической математики дает, по его мнению, гарантии отнесения некоторых формальных системных свойств к любым объектам, которые представляют собой системы. В качестве примера он называл обобщенные принципы кинетики, применимые, в частности, к популяциям молекул и к объединениям биологических существ, т. е. к химическим и экологическим системам. Вместе с тем, указывал на уравнения диффузии, используемые в физической химии и в социальной психологии для анализа процессов распространения слухов и т. д.

Двигаясь по пути выявления формальных системных свойств, относящихся к любой сущности, которая является системой (здесь используется общая модель системы, которую можно выразить понятием «организованное целое»), Берталанфи формулировал ряд общесистемных законов. Например:

1. Закон оптимальных размеров системы (ограничение размеров ростом коммуникативных сетей);

2. Закон неустойчивости (отсутствие устойчивого равновесия из-за циклических флуктуаций, обусловленных взаимодействием систем);

3. Закон олигополии (имеется возможность сосуществования многих соперничающих малых систем, но при наличии лишь двух огромных конфликтующих систем происходит страшный взрыв и, возможно, самоуничтожение обеих).

Установление такого рода законов Берталанфи оправдывал ценностью и плодотворностью идеи изоморфизма, играющей существенную роль в современной науке. Основное назначение этой идеи он видел в необходимости расширить наши концептуальные схемы, чтобы установить совокупность точных законов в тех сферах, где применение физико-химических законов, долгое время считавшихся эталоном «законов природы», оказывается невозможным [27]. Согласно Берталанфи, целый ряд наук имеет дело с «системами», и поэтому обнаруживается формальное соответствие или изоморфизм их общих принципов или даже их особых законов, если условия отвечают рассматриваемым явлениям.

Оценивая позицию Л. Берталанфи, надо подчеркнуть, что изоморфное описание позволяет усиливать исследование, наводить на новые и подчас неожиданные стороны того или иного фрагмента реальности. Однако оно не может считаться собственно объяснением, поскольку для этого требуется указание на действительные условия и факторы, а также на специфические законы явлений. Добавлю также, что применение принципа изоморфизма законов создает условия для обобщенного описания разнокачественных явлений. Тем не менее, такой подход мало содействует решению основной проблемы описания сложных процессов и объектов, с которой сталкиваются в современной науке и практике, — проблемы синтеза неоднородных качеств. Сегодня во многом открытыми остаются вопросы: насколько широко может быть распространен принцип изоморфизма законов в исследовании систем? Возможна ли в рамках ОТС информационная модель, устанавливающая соответствие законов любых качественно отличающихся систем?

У Берталанфи нет убедительного ответа на эти вопросы. Он считает допустимым опираться на концепт универсальной системы. Но в качестве основы обобщений в собственных системных разработках применяет достаточно ограниченные и специализированные классы системных моделей — модель открытой системы, модель эквифинальной системы.

В настоящее время большинство авторов склоняются к выводу, что не существует общесистемных предметных моделей, применимых к сколь угодно различающимся в качественном отношении системам. Это не отрицает правомерности построения обобщенных концепций теории систем, обобщенных в отношении определенных классов задач, теорий, принципов описания тех или иных типов систем.

Можно утверждать также, что логико-методологическая значимость обобщенных системных моделей заключается не в открытии способов универсального теоретического изображения объектов знания, но в уточнении особенностей конструирования абстрактных объектов, позволяющих формулировать типичные классы законов, используемых в научном познании. Как подчеркивал Л. Берталанфи, эта задача решается современной наукой на основе применения принципа системности, который отражает методологические требования изучения сложных организаций.

Их отличительным признаком Берталанфи считал наличие сильных взаимодействий между компонентами, а также нелинейность связей. Исходя из этого, он определял процедуру системного исследования как противоположную аналитической процедуре классической науки и подчеркивал, что системный подход применяется тогда, когда невозможно реально, логически или математически «извлекать» части из целого, а затем их «собирать», восстанавливая целостную картину.

Представление об организованной сложности, на которое опирается JI. Берталанфи при построении общей теории систем, вносит элементы диалектического мышления в современное научное познание. Однако эту роль ОТС не следует переоценивать. Берталанфи противопоставлял, например, возможности логико-математического определения понятий, охватывающих проблемы сложности и целостности, философскому истолкованию этих понятий. Он считал главным результатом овладения сложностью выработку математических моделей для понятий «прогрессивной сегрегации», «механизации», «централизации», «индивидуализации», «иерархического порядка», «финальности» и «эквифинальности» и др.

Здесь Л. Берталанфи оказывается в плену методологической иллюзии, отдавая приоритет в прогрессе научного знания его математической форме. Тогда как математизация — это только один из аспектов преобразования содержания научного знания. В сети системных понятий представлена новая исследовательская стратегия, новые детерминистские установки научного познания. В известной мере Берталанфи учитывает это обстоятельство. Но он сводит предмет ОТС к изучению законов организации, координации целого и частей, исключая из сферы ее исследования законы уровневой детерминации, законы самоорганизации и ряд других. Поэтому ОТС Берталанфи имеет ограниченное методологическое значение и не вправе претендовать на статус общенаучной теории.