Определение системы

Определение системы

    Развитие  определения системы. Потребность в использовании понятия «система» возникала для объектов различной физической природы с древних времен: еще Аристотель обратил внимание на то, что целое (т. е. система) несводимо к сумме частей, его образующих.

    Термин  «система» и связанные с ним  понятия комплексного, системного подхода исследуют и подвергают осмыслению философы, биологи, психологи, кибернетики, физики, математики, экономисты, инженеры различных специальностей. Потребность в использовании этого термина возникает в тех случаях, когда невозможно что-то продемонстрировать, изобразить, представить математическим выражением и нужно подчеркнуть, что это будет большим, сложным, не полностью сразу понятным (с неопределенностью), при этом целым, единым. Например - Солнечная система, система управления станком, система организационного управления предприятием городом, регионом и т. п.), экономическая система, система кровообращения и т. д.

    В математике термин «система» используют для отображения совокупности математических выражений или правил - система уравнений, система исчисления, система мер и т. п. Казалось бы, в этих случаях можно было бы воспользоваться терминами «множество» или «совокупность». Однако понятие системы подчеркивает упорядоченность, целостность, наличие определенных закономерностей ее построения, функционирования и развития.

    Существует  несколько десятков определений  этого понятия. Их анализ показывает, что определение понятия «система» изменялось не только по форме, но и по содержанию. Рассмотрим основные и принципиальные изменения, которые происходили с определением системы по мере развития теории систем и использования этого понятия на практике.

    В первых определениях в той или  иной форме говорилось о том, что  система – это элементы (части, компоненты) а_i и связи (отношения) r_j между ними.

    Используя теоретико-множественные представления, определения этого вида можно записать следующим образом:

    В приведенных формализованных записях  определения использованы различные способы теоретико-множественных представлений: в первых двух - различные способы задания множеств, взаимоотношения между множествами элементов и связей не учитываются; в третьем - отражен тот факт, что система - это не простая совокупность элементов и связей того или иного вида, а включает только те элементы и связи, которые находятся в области пересечения (&) друг с другом (рис. 1.1).

    Так, Л. фон Берталанфи определял систему как «комплекс взаимодействующих компонентов» или как «совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой»..

     В Большой Советской Энциклопедии система определяется прямым переводом с греческого: «составленное, соединенное из частей». (ВСЭ. Изд. 2-е. Т. 39. С. 158).

    Отметим, что термины «элементы» - «компоненты», «связи» - «отношения» обычно используют (особенно в переводах определений) как синонимы. Однако, строго говоря, «компоненты» - понятие более общее, чем «элементы», может означать совокупность элементов; относительно понятий «связь» и «отношение» существуют разные точки зрения, что подробнее рассмотрено в § 2.

    Если  известно, что элементы принципиально  неоднородны, то это можно сразу учесть в определении, выделив разные множества элементов.

    В определении М. Месаровича [8] выделены множество X входных объектов (воздействующих на систему) и множество Y выходных результатов, а между ними установлено обобщающее отношение пересечения.

    Для уточнения элементов и связей в определения включают свойства.

    Так, в определении А.Холла свойства (атрибуты) Q_A дополняют понятие элемента (предмета). А.И.Уёмов, определяя систему через понятия «вещи», «свойства», «отношения», предложил двойственные определения , в одном из  которых свойства q_i характеризуют элементы (вещи) а_i, а в другом -свойства q_} характеризуют связи (отношения) r_j.

    Затем в определениях системы появляется понятие цель. Вначале в неявном виде: в определении Ф.Е. Темникова  «система - организованное множество» (в котором цель появляется при раскрытии понятия организованное); в философском словаре система - «совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих некоторое целостное единство» (Философский словарь. Изд.   4-е. - М: Политиздат, 1980. - С. 329).

    Потом - в виде конечного результата, системообразующего критерия, функции: определения В.И. Вернадского, У.Р. Гибсона, П.К. Анохина, М.Г. Гаазе-Рапопорта, а позднее - и с явным упоминанием о цели. Символически эту группу определений представим следующим образом:

S ≡ <A,R,Z>, 

где Z - цель, совокупность или структура целей.

    В некоторых определениях уточняются условия целеобразования - среда SR, интервал времени ΔT, т. е. период, в рамках которого будет существовать система и ее цели, что сделано, например, в определении В.Н. Сагатовского, которое также положено в основу одной из методик структуризации целей:система «конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделенное из среды в соответствии с определенной целью в рамках определенного временного интервала».

     Далее в определение системы начинают включать, наряду с элементами, связями и целями, наблюдателя N, т. е. лицо, представляющее объект или процесс в виде системы при их исследовании или принятии решения:

S ≡<A,R,Z,N>. 

    На  необходимость учета взаимодействия между изучаемой системой и исследователем первоначально указал У.Р. Эшби. Однако первое определение, в которое в явном виде включен наблюдатель, дал Ю.И. Черняк: «Система есть отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания».

    В последующих вариантах этого  определения Ю.И. Черняк стал учитывать и язык наблюдателя L_N начиная с этого определение: «Система есть отображение на языке наблюдателя (исследователя, конструктора) объектов, отношений и их свойств в решении задачи исследования, познания»:

S ≡ < A, Q_A, R, Z, N, L_N>. 

    В определениях системы бывает и большее  число составляющих, что связано с необходимостью дифференциации в конкретных условиях видов элементов, связей и т. д.

    Сопоставляя эволюцию определения системы (элементы и связи, затем - цель, затем - наблюдатель) и эволюцию использования категорий теории познания в исследовательской деятельности, можно обнаружить сходство: вначале модели (особенно формальные) базировались на учете только элементов и связей, взаимодействий между ними, затем - стали уделять внимание цели, поиску методов ее формализованного представления (целевая функция, критерий функционирования и т. п.), а начиная с 60-х гг. XX в. все большее внимание обращают на наблюдателя, лицо, осуществляющее моделирование или проводящее эксперимент (даже в физике), т. е. лицо, принимающее решение.

    С учетом этого и опираясь на более  глубокий анализ сущности понятия системы, приводимый ниже, следует, по-видимому, относиться к этому понятию как к категории теории познания, теории отражения.

    В связи с этим интересно обратить внимание на вопрос о материальности или нематериальности системы, рассматриваемый ниже.

  Взгляд  на определение системы как на средство ее исследования позволил осознать целесообразность определения, в котором объект не расчленяется на элементы, т.е. разрушается, что делается в вышеприведенных определениях, а представляется как совокупность укрупненных компонент, принципиально необходимых для существования и функционирования исследуемой или создаваемой системы.

    Материальна или нематериальна  система? В период становления теории систем довольно часто возникали дискуссии о том, материальны или нематериальны системы.

    С одной стороны, стремясь подчеркнуть  материальность систем, некоторые исследователи в своих определениях заменяли термин элемент терминами вещь, объект, предмет; и хотя последние можно трактовать и как абстрактные объекты или предметы исследования, все же авторы этих определений явно хотели обратить внимание на овеществленность, материальность системы.

    С другой стороны, в приведенном определении  Ю.И. Черняка и особенно в определении С. Оптнера, систему можно трактовать только как отображение, т. е. как нечто, существующее лишь в сознании исследователя, конструктора. Любой специалист, понимающий закономерности теории отражения, должен, казалось бы, возразить: но ведь очевидно, что замысел (идеальное представление системы) потом будет существовать в материальном воплощении, а для задач принятия решений важно акцентировать внимание на том, что понятие системы может быть средством исследования проблемы, решения задачи. Тем не менее упомянутые определения подвергались в тот период критике со стороны приверженцев материальности систем, особенно философов.

    Бессмысленность спора о материальности и   нематериальности системы показал В.Г. Афанасьев (рис. 1.2): «...объективно  существующие системы, используемое как инструмент познания системы, — и снова реальная система, знания о которой обогащены нашими системными представлениями, - такова диалектика объективного и субъективного в системе» (Вопросы философии. 1980. №6. С. 62+78.).

    Обратим внимание на то, что в Большой Советской  Энциклопедии,  наряду с  выше 
приведенным  определением,  дается  следующее: система - «объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе» (БСЭ. Изд. 2-е. Т. 39. С. 158), т. е. подчеркивается, что понятие элемента (а следовательно, и системы) можно применять как к существующим, материально реализованным предметам, так и к знаниям об этих предметах или о будущих их реализациях.

    Таким образом, в понятии система (как и любой другой категории познания) объективное и субъективное составляют диалектическое единство, и следует говорить не о материальности или нематериальности системы, а о подходе к объектам исследования как к системам, о различном представлении их на разных стадиях познания или создания.

    Иными словами, в термин система на разных стадиях ее рассмотрения можно вкладывать разные понятия, говорить как бы о существовании системы в разных формах. М. Месарович, например, предлагает выделять страты рассмотрения системы (см. § 2).

    Аналогичные страты могут существовать не только при создании, но и при познании объекта, т. е. при отображении реально существующих объектов в виде абстрактно представляемых в нашем сознании (в моделях) систем, что затем поможет создать новые объекты или разработать рекомендации по преобразованию (перестройке, реконструкции) существующих.

    Методика системного анализа (или модель системного исследования) может разрабатываться не обязательно с охватом всего процесса познания или проектирования системы, а для одной из ее страт (что, как правило, и бывает на практике), и для того, чтобы не возникало терминологических и иных разногласий между исследователями или разработчиками системы, нужно прежде всего четко оговорить, о какой именно страте рассмотрения системы идет речь.

    Система и среда. На первых этапах системного анализа важно уметь отделить (отграничить, как предлагают называть этот первый этап исследователи систем, чтобы точнее его определить) систему от среды, с которой взаимодействует система. Иногда даже определения системы, применяющиеся на начальных этапах исследования, базируются на отделении системы от среды.

    Сложное взаимодействие системы с ее окружением отражено в определении В.Н. Садовского и Э.Г. Юдина: «...2) она образует особое единство со средой; 3) как правило, любая исследуемая система представляет собой элемент системы более высокого порядка; 4) элементы любой исследуемой системы, в свою очередь, обычно выступают как системы более низкого порядка».

    Согласуется с этим определением и развивает его предлагаемое в одной из методик системного анализа целей разделение сложной среды на надсистему, или вышестоящие системы; нижележащие, или подведомственные, системы; системы актуальной , или существенной среды.