Основы системных техник. Начальный курс

Что такое система?

Существует большое разнообразие определений слова «система». Само слово «система» происходит от древнегреческого σύστημα (systema) и переводится как «соединение», или как «целое, составленное из частей». Приведём несколько определений слова «система» разных авторов.

Система – это комплекс элементов, находящихся во взаимодействии и единстве (Л. Берталанфи).

Система есть объект, целостность которого обеспечивается совокупностью связей и отношений между группами элементов, объединённых развёрнутыми в пространстве и во времени структурами (М. Сетров).

Система – это множество связанных действующих элементов (О. Ланге).

Система – порядок, обусловленный планомерным, правильным расположением частей в определённой связи (Краткий словарь иностранных слов).

Система – соподчинённая сложная взаимосвязь частей, выражающая в своих противоречивых тенденциях, в своём непрерывном движении высшее единство – развивающуюся организацию (И. Шмальгаузен).

Система – понятие, служащее для воспроизведения в знании целостного объекта (И. Блауберг).

Система – множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно с каждым другим элементом, а два любых подмножества этого множества не могут быть независимыми (Э. Акофф).

Система – это устройство, структура, представляющая собой единство взаимно связанных частей (Словарь русского языка).

Как видно из приведённых выше определений, речь идёт про что-то целостное, состоящее из элементов, соединённых связями. Для наших целей изучения системии в первом приближении дадим такое определение: «Система – это совокупность объектов, соединённых устойчивыми связями». То есть системы состоят из объектов и устойчивых связей между ними. Несвязанные между собой объекты систему не образуют. Только объекты, устойчиво связанные между собой тем либо иным образом, могут формировать систему.

Любая система имеет ряд признаков:

– система состоит из совокупности элементов;

– элементы системы связаны между собой – имеют связи;

– система имеет внешнюю границу и внутреннюю среду, отделяя свои элементы от элементов других систем;

– система состоит из систем меньшего порядка;

– система входит в систему большего порядка как элемент.

Сила системы в связях между её элементами, а не в силе элементов системы!

Эгоидные и нефелоидные системы

Лучше один плохой генерал, чем два хороших.

Наполеон

Все объекты с точки зрения систем можно разделить на системные объекты и несистемные объекты. Несистемные объекты – это те объекты, которые не имеют структуру системы и не обладают свойствами систем. А системные объекты сами состоят из систем и имеют свойства систем и структуру систем. Наш соотечественник Александр Васильевич Клименко изучал и описывал системные и несистемные объекты и назвал системные объекты эгоидами, а несистемные объекты нефелоидами.

Слово «нефелоид» происходит от древнегреческого слова nεφέλη (nephelon), которое переводится как «облако». Облако не имеет структуры, оно представляет собой хаотически распределенное некоторое количество воды в определённом объёме воздуха. Хотя облако и состоит из систем – молекул воды, молекул газов воздуха и других веществ, но структурированную систему не представляет. Облако не проявляет всех свойств систем. При этом границы у облака есть, и мы их можем наблюдать. Форма тоже есть, и мы можем выделять кучевые, перистые облака и облака других форм. Все объекты, которые имеют форму, но не имеют системной структуры, можно назвать нефелоидами.

Системные объекты, или эгоиды – это системы, состоящие из систем. Именно так: системные объекты состоят из систем меньшего порядка и сами являются системами. На отличиях эгоидов и нефелоидов нужно подробнее остановиться и уделить этому вопросу внимание, поскольку это важно для понимания системного подхода.

Рассмотрим строение эгоидов на примере человека. Человек – это система. С этим, думаю, никто не будет особо спорить в силу очевидности и общепринятости этого факта. Поскольку человек – это система, то есть системный объект, эгоид, то он должен состоять из систем меньшего порядка. Системы меньшего порядка в теле человека мы все обычно изучаем в школьном курсе биологии в разделе «анатомия». И мы знаем, что тело человека как система состоит из систем органов. Системы органов – это тоже системы, поэтому они должны состоять из систем, что мы легко можем проследить. Системы органов состоят из органов. А органы, в свою очередь, тоже состоят из систем – клеток.

Клетка – это система, которая тоже состоит из систем: ядра и органоидов. Органоиды тоже системы, поэтому они тоже состоят из систем. Те, кто изучают цитологию – науку о клетках, скажут, какое сложное и гармоничное у них строение, и их составляют системы, например, молекулы белков и нуклеиновых кислот. Дальше по мере уменьшения бесконечность строения систем из системных объектов продолжится. И по мере изучения микромира мы будем выделять всё более мелкие по размеру системы.

Но и в сторону бо́льших порядков это правило работает так же. Человек как система с другими людьми (системами того же порядка, что и человек) составляет семью, род. Системы родов составляют системы этносов, наций. Люди как системные объекты формируют системы предприятий, профессиональных сообществ, городов, государств и т. д. То есть системы формируют системы и состоят из систем.

Теперь вернёмся к понятию эгоид и расшифруем его. Слово «эгоид» происходит от древнегреческого eγώ, которое перешло в латинское слово ego и переводится как «я». Почему для системных объектов было выбрано слово «эго»? Дело в том, что при сборке системы большего порядка из систем меньшего порядка один из почти равнозначных элементов меньшего порядка становится центром, собирающим систему и управляющим системой. То есть берёт на себя функцию системообразования – эго. А эту функцию может взять на себя любой системный объект, поэтому все системные объекты называют эгоидами. Тот эгоид, который берёт на себя функцию управления системой, имеет особое название и называется эгокрейтом. Эгокрейт состоит из двух слов: ego – «я» и crieyt – «создатель». То есть «создатель я», создатель системы, который соединяет все подобные ему эгоиды устойчивыми связями (рисунок 2).

Рис. 2. Нефелоиды и эгоиды

Тело человека как система состоит из систем органов. И центральная нервная система, включающая спинной и головной мозг, является тем самым эгокрейтом – единым эгоидом, который соединяет всё разнообразие систем органов в один целостный эгоид, управляя системой тела человека. Соединение происходит через связи – чувствительные и двигательные нервные окончания, которые через нервные импульсы принимают и передают информацию. И через гормоны, выделяемые эпифизом и гипофизом головного мозга, который регулирует работу всех остальных эндокринных желез: щитовидной и паращитовидной желёз, тимуса, надпочечников, поджелудочной железы, яичников у женщин и яичек у мужчин. А эти эндокринные железы регулируют обмен веществ, что также является связующим звеном между отдельными элементами тела человека.

Сердце как орган – это система. Скорость сокращения может замедляться и ускоряться в зависимости от тех сигналов, которые приходят извне по нервным окончаниям или с веществами – гормонами. Но само сокращение запускается внутри сердца. Всего несколько особых клеток-пейсмейкеров являются инициаторами сокращения огромного по сравнению с ними сердца. Эти клетки – эгокрейт сердца. И, начиная спонтанное сокращение, они передают импульс на соседние мышечные волокна, и по проводящим путям сердца импульс о сокращении охватывает весь орган, и сердце сокращается.

Теперь мы можем утончить разницу между системными и несистемными объектами. Нефелоиды – это структуры, у которых либо вовсе нет эгокрейта – одного управляющего центра, либо эгокрейтов два и более. И в том случае, когда эгокрейта нет, и в том случае, когда эгокрейтов несколько, не происходит формирование системы как большего эгоида и не происходит появления новых свойств по сравнению со свойствами вложенных систем.

Для описания разницы эгоидных и нефелоидных систем на уровне людей возьмём как пример толпу людей на улице. Толпа представляет собой множество систем – людей, которые не соединены устойчивыми связями. И у толпы нет единого управляющего центра – эгокрейта, или эгокрейтов несколько, и ни один из них не является ведущим, системообразующим. То есть у толпы нет лидера. Толпа не организована, движется хаотично. И если начинается паника, то толпа двигается, как лавина, сбивая и затаптывая упавших людей. Но если среди толпы появится один человек, которого люди признают лидером, и они начнут выполнять его команды, то толпа структурируется и у неё появляются новые свойства, которых нет ни у одного человека по отдельности. К ней начинают прислушиваться большие системы, такие как система города, региона или страны. Отдельных людей большие системы не видят, а организованную группу, сообщество, организацию уже начинают видеть.

По этой же причине даже сравнительно небольшой отряд военных обладает большей силой, чем превосходящая его толпа. Отряд с его дисциплиной, устройствами передачи информации, чёткой иерархией становится системой с понятным эгокрейтом – командиром отряда. И система имеет новые свойства, которых нет у эгоидов, её формирующих. Отряд может сдерживать большую толпу от движения, замедлить движение, направить толпу по нужному маршруту или предупредить формирование эгокрейта и эмоциональной накачки толпы. Согласованные действия отряда военных делают его эффективной системой – эгоидом. Огромная нефелоидная толпа, обладая потенциальной силой, не может приложить её в одну точку, поскольку эгокрейтов очень много и действия их не согласованы, не выбран один единый эгокрейт-лидер.

Таким образом, с точки зрения системии мы можем выделить две группы материальных объектов: системные объекты, или эгоиды, и несистемные объекты, или нефелоиды. Человек – это эгоид, он обладает свойствами систем, а например, компьютер или телефон – это нефелоид, который свойствами эгоида не обладает.

Теперь определение того, что такое система, мы можем детализировать и уточнить. Система – это системный объект (эгоид), представляющий совокупность систем (эгоидов) меньшего порядка, соединённых устойчивыми связями. В систему смогут входить и несистемные элементы (объекты), но они входят как структуры, создаваемые системами и помогающие системам выполнять их функции.

Все эгоидные системы, независимо от их масштаба и природы, – живые организмы. Жизнь имеется в виду не всегда биологическая. Все эгоидные системы имеют общие свойства: стремятся к росту, развитию, уравновешивают себя, сохраняют свою целостность и стабильность.

Свойства эгоидных систем

Свойства систем можно считать и признаками систем. Отличить системный объект от несистемного можно по наличию у него ряда признаков или свойств систем. Несистемные объекты не имеют одного или нескольких признаков систем.

Системы, или эгоиды, в отличие от несистем или нефелоидов обладают несколькими признаками:

– Вложенность. Системы вложены друг в друга и состоят из других систем. Эгоидные системы бо́льших порядков состоят из эгоидных систем меньших порядков. Эгоиды (системы) возникают только из эгоидов. Нефелоиды не могут создать эгоиды (системы).

– В системе есть один-единственный эгокрейт – системный элемент, управляющий всей системой. Если эгокрейта два и более или нет ни одного, то это не эгоидная система, а нефелоид.

– Целостность. Части эгоидов (систем) не обладают свойствами эгоидов. Часть тела или органа не обладает свойствами целого тела или органа. Системы стараются сохранять свою целостность.

– Дискретность. Имеют границы в пространстве. Воспринимаются другими одноранговыми эгоидами как индивиды. Определить границы – это максимально сепарироваться от других подобных ей систем того же порядка.

– Воспроизводство своей структуры. Поддерживают свою структуру. Способны расти – увеличивать число элементов системы, расширяться и размножаться.

– Эмерджентность. Имеют новые свойства, отсутствующие у составляющих их систем.

– Системы обладают спонтанным действием. Спонтанное действие – это действие, которое возникает изнутри системы, а не является реакцией на стимул извне.

– Имеют негэнтропийную активность. Активность систем создаёт неоднородности и градиенты. И все эгоидные системы – источники закономерностей в природе.

– Обменное взаимодействие. Взаимодействуют между собой и со средой обитания путём обмена порциями (квантами) синтезированного ими вещества (частями составляющих его эгоидов).

– Множественность. Не могут возникать и функционировать в единственном экземпляре. Если есть одна система одного порядка, то обязательно будет хотя бы ещё одна подобная система такого же порядка, чтобы образовать бо́льшую систему.

– Интеллектуальность. Все системы обладают интеллектуальными процессами: обучение, распознавание, и имеют память.

– Ограниченность во времени. Все эгоиды (системы) рождаются, созревают, стареют и умирают.

Вы можете поразмыслить и все эти свойства применить к человеку, семье, организации, государству или к биологической клетке, поскольку все эти системы являются эгоидами.

Вложенность систем

Существует определённое ранжирование систем. Биологические клетки – это системы. Они входят в состав бо́льших по уровню систем – органов. То есть следующим уровнем, стоящим над уровнем клеток, можно назвать органный уровень. И органный уровень – это уровень большего порядка, чем порядок клеток. Органы соединены в системы органов – это порядок более высокий, чем порядок отдельного органа. Системы органов объединены в организм – систему большего порядка, чем порядок системы органов и, конечно же, большего порядка, чем уровень клеток. И каждый раз система меньшего порядка входит с подобными системами того же порядка в новую бо́льшую систему. Следовательно, на каждую систему можно выделить системы того же порядка, систему большего порядка и систему меньшего порядка.

Так, человек входит в систему своей семьи. Система семьи – это система большего порядка, чем система человека. Система семьи входит в родовую систему. То есть в родовую систему входят несколько систем семей. Семьи в этом случае можно называть системами одного порядка. Людей, входящих в семьи, можно называть системами меньшего порядка, а род – системой большего порядка. То есть порядок системы – это относительная характеристика, показывающая отношение с бо́льшими и меньшими системами. Системы одного порядка называются одноранговыми. Они составляют собой обобщающую систему.

Таким образом:

обобщающая – это система большего порядка, старшая;

одноранговая – система тождественного порядка, равная;

составляющая (вложенная) – система меньшего порядка, младшая.

Вхождение человека в систему рода или в другие системы, например, в системы сообществ, предприятий, – это естественный порядок вещей. Есть традиции, которые считают, что системы, в которые входят люди, – это что-то негативное, ограничивающее. Но, понимая основы системного подхода, мы можем сказать, что вхождение человека в системы – это часть бесконечной вложенности эгоидных систем друг в друга. Хорошо или нехорошо человеку в системе, зависит не от наличия самой системы, а от того, насколько гармоничны связи человека в этой системе и правильно ли определено место человека в этой системе. Метод расстановок – это практическая деятельность, направленная на гармонизацию влияния связей в системе на человека, а не на то, чтобы выйти из всех систем. В системном подходе мы ничего и никого не исключаем, но находим всему правильное место.

Среда обитания систем

У каждой системы есть элементы, которые ей принадлежат, а есть элементы того же ранга, которые ей не принадлежат. Поэтому у каждой системы есть своя граница, внутренняя и внешняя среда.

А. В. Клименко ввёл понятие среды обитания системных объектов. Средой системы считается та среда, из которой созданы её составные элементы. Например, фирма, предприятие, организация как система является экономической или социальной системой. А состоит она из людей – биологических систем. Поэтому средой для экономической системы предприятия является биологическая среда. Семья в этом плане тоже является экономической и социальной системой, средой для которой является биологическая среда. Средой обитания биологических систем являются физические системы. Наши тела состоят из углерода, водорода, азота, кислорода, натрия, калия, кальция, фосфора и многих других элементов таблицы Д. И. Менделеева. Из этих физических элементов (атомов и молекул) состоят все плотные тела растений, животных, грибов, бактерий, вирусов на нашей планете. Поэтому среда обитания биологических систем – это физические системы, являющиеся их составной частью. А средой обитания физических систем – атомов являются ещё более мелкие системы, которые в своей совокупности можно назвать вакуумными системами. Физики изучают их, постоянно добавляя новые и новые виды субатомных элементарных частиц. И они в свою очередь должны состоять из систем. Но на каком-то моменте заканчиваются способы их увидеть и распознать человеком. Ведь наши приборы – это нефелоиды, состоящие из физических систем – атомов. И их масштаб позволяет распознать только одноранговые им системы. И субатомный мир, квантовый мир сокрыт от нас, поскольку нет приборов, позволяющих его видеть. И его уже нельзя назвать природой. Но можно назвать неестественной, или неприродной средой. Соответствие уровней систем и среды их обитания представлено на рисунке 3.

Рис. 3. Уровни систем и среда их обитания

Таким образом, среда обитания системы – это множество систем, которые не являются составляющими элементами системы и с которыми она осуществляет обменные взаимодействия (либо взаимодействия составляющих её систем). В расстановках мы работаем с социально-экономическим уровнем систем: семья, род, предприятия (организации) и т. д.

Эмерджентные свойства систем

Целое является чем-то большим, нежели сумма его частей.

Аристотель

Объекты, соединённые между собой связями, создают новую систему, которая обладает новыми свойствами, отличными от свойств составных элементов системы. Такие появляющиеся новые свойства системы называются эмерджентными свойствами. Слово «эмерджентный» происходит от английского слова emergent, которое можно перевести как «возникающий, неожиданно появляющийся». В системе возникают свойства, которые не характерны для составных элементов системы. Аналогами этого слова могут быть синергичность, системный эффект, несводимость свойств системы к сумме свойств её компонентов. Термин эмерджентность впервые ввёл Милл Стюарт в работе, в которой он доказывает, что система в целом имеет свойства, превосходящие свойства суммы компонентов данной системы.

Сам смысл существования систем – это получение эмерджентных свойств, которыми не обладают объекты, входящие в эту систему. По отдельности объекты обладают какими-либо одними свойствами, а в совокупности, в системе, появляются новые свойства, недоступные объектам до формирования системы.

Для примера возьмём биологические организмы. Существуют одноклеточные микроорганизмы, которые называют простейшими. К ним относятся амёбы, инфузории-туфельки и эвглены зелёные, которые обычно изучают в школьном курсе биологии. А есть губки и кишечнополостные, которые являются одними из первых многоклеточных организмов. Если одноклеточные простейшие могут поглощать только мелкую пищу, которая меньше размеров самих клеток, и переваривать её внутриклеточно, то кишечнополостные могут поглощать уже более крупную пищу внутрь полости, переваривать её частично в полости, а мелкие полупереваренные фрагменты пищи поглощать уже отдельными клетками. Новая система большего порядка в отличие от одноклеточных может питаться гораздо бо́льшими, по сравнению с отдельными клетками, организмами. Это даёт существенное преимущество по выживанию и размножению. Система может то, что не могут отдельные элементы этой системы.

Или ещё биологический пример. Отдельная мышечная клетка может сокращаться и расслабляться. Это её особое свойство. Но совокупность мышечных клеток – мышц, прикреплённых к костям, создаёт новое свойство – способность к перемещению на большие расстояния или поднятие грузов. Этих свойств нет у отдельных клеток. Они не могут сами по себе переместиться на большое расстояние или поднять и переместить груз (рисунок 4).

Рис. 4. Эмерджентные свойства. Мышечная клетка и мышца

В биологии популяция особей обладает свойствами, отличными от свойств отдельных особей. Одна конкретная особь может родиться, размножиться, умереть. Но популяция характеризуется другими характеристиками, такими как рождаемость, смертность. В медицине здоровье человека можно описать показателями анализов крови, давления, силы мышц, жизненным объёмом лёгких, потенциалами сердечной и нервной деятельности. А здоровье общества характеризуется уже иными показателями: заболеваемость, рождаемость, смертность, инвалидизация. И эти показатели рассчитываются как интенсивные показатели – на тысячу или сто тысяч человек.

В неорганической химии эмерджентность легко проследить на примере того, что свойства вещества сильно отличаются от свойств составных частей этого вещества. Углерод как атом может иметь один тип связей между атомами и быть в форме алмаза, а может иметь другие связи и быть в форме графита. Одни и те же атомы в зависимости от связей между ними образуют вещества с принципиально разными свойствами. Огромное количество органических соединений построены только из двух видов атомов – углерода и водорода. Но расположенные и сгруппированные по-разному, они дают большое разнообразие свойств веществ. Одни из таких веществ могут быть газами, другие – жидкостями, третьи – твёрдыми веществами с разнообразными свойствами.

В проявлениях психики людей мы тоже можем проследить эмерджентные свойства. Мышление и поведение одного конкретного человека достаточно подробно на данный момент изучено психологическими науками. Но если мы посмотрим на поведение человека в семье или в рабочем коллективе, то поведение человека не объясняется только психологией. В социуме возникает ролевое поведение, социальное поведение, которое отличается от поведения человека, если он один. Поведение групп людей, то есть эмерджентные свойства социальных систем, изучает социология. Поведение человека в семье и психология человека в семье, обусловленная семейными связями, ясно описывается системией. Это описание исходит из понимания системных законов, влияния системы семьи и рода на конкретного человека. Часто влияние семьи находится за скобками психологических консультаций людей.

Таким образом, можно утверждать, что система имеет новые свойства по сравнению со свойствами элементов системы. А систему от «несистемы» отличают наличие управляющего центра и наличие устойчивых связей между элементами. И сила системы находится в её связях! Поскольку без связей объекты просто представляют некую несвязанную совокупность.

Подведём резюме. Все эгоидные системы всегда имеют особые, новые свойства, которые отсутствуют у их составляющих элементов. Такие новые свойства субъектов принято называть эмерджентными.

Новые эмерджентные свойства и процессы появляются в обобщающих системах вследствие того, что в их телах под управлением эгокрейта осуществляется централизованно управляемое чередование во времени или во времени и в пространстве свойств и процессов их составляющих элементов.

По своей сути существование систем в мироздании обусловлено тем, что они проявляют новые свойства, которые не доступны составляющим их системам. Больше систем большего порядка – больше новых свойств и процессов во Вселенной.

Интеллектуальные процессы систем

Все эгоидные объекты обладают интеллектуальными свойствами. К этим свойствам относятся распознавание, обучение и память. Системы способны распознавать одноранговые системы. Обучение необходимо, чтобы осваивать более точное распознавание. То есть для того, чтобы лучше распознавать одноранговые системы.