Научная статья на тему 'Развитие представления о системах'

Развитие представления о системах Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
149
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНВЕСТИЦИОННО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС / АВТОПОЭЗИС / АВТОПОЭЗИЙНАЯ ТЕОРИЯ / ЖИВАЯ СИСТЕМА / ТЕОРИЯ ЖИВЫХ СИСТЕМ / АВТОПОЭЗИЙНЫЕ СИСТЕМЫ / АВТОПОЭТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ / САМОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ / УСТОЙЧИВАЯ СИСТЕМА / НАУЧНАЯ ШКОЛА СПБГАСУ / САМОПОДДЕРЖИВАЮЩИЕСЯ СИСТЕМЫ / САМОУПРАВЛЯЕМЫЕ СИСТЕМЫ / ОРГАНИЗАЦИЯ / СУБЪЕКТЫ / АВТОНОМИЯ / ДЕГРАДАЦИЯ / INVESTMENT-BUILDING COMPLEX / INVESTMENT-CONSTRUCTION COMPLEX / AUTOPOIESIS / AUTOPOIETIC THEORY / LIVING SYSTEM / LIVING SYSTEMS THEORY / AUTOPOIETIC SYSTEMS / SELF-RESTORING / SUSTAINABLE SYSTEM / SPSUACE SCIENTIFIC SCHOOL / SELF-SUPPORTING SYSTEMS / SELF-REFERRING SYSTEMS / ORGANIZATION / SUBJECTS / AUTONOMY / DEGRADATION

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Асаул Анатолий Николаевич, Люлин Павел Борисович

Описывается путь развития науки от появления системной теории до современных представлений о системах. Рассматриваются труды классиков науки Л. фон Берталанфи, А. И. Уёмова, Дж. Г. Миллера, У. Матурана, а также результаты работы современных научных сообществ, например школы СПбГАСУ «Методологические проблемы эффективности инвестиционно-строительных комплексов как самоорганизующихся и самоуправляемых систем». Рассматриваются и подвергаются критической оценке основные постулаты системной теории (состав системы, неоднородность ее элементов, включение в систему наблюдателя), теории живых систем (уровни организации, процессоры живых систем) и автопоэзийной теории (требования к элементам системы и критерий шести условий, взаимосвязь с энтропией и негэнтропией). Особое место уделяется теории живых систем и автопоэзийной концепции. С учетом того, что системы, состоящие из живых и неживых элементов, ведут себя различно, в статье показывается переход от исследования систем как механизмов к изучению живых систем.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Development of image about systems

Article describes scientific development from system theory appearing to modern image about systems. Works of classic scientists such as: L. von Bertalanffy, A. Uyomov, J.G.Miller, U. Maturana and results of modern science societies, for instance: SPSUACE school «Methodological tasks of investment-building complex's efficiency, as self organizing and self-managing system», work are considered. In frame of this work, also reviewed main postulates of system theory (system's content, inhomogenuity of elements, and inclusion of observer into system), living systems theory (organization levels, processors of living systems), autopoiesis theory (requirements to system's elements, six-point key, connection with entropy and negentropy) and critically estimated. Special attention paid to perspective researches, devoted to living systems: theory of living systems, autopoiesis concept. On base of fact, that systems constituted from living and non-living elements, are behaving different ways, in article change-over from researching systems as mechanism to examination of living systems describes.

Текст научной работы на тему «Развитие представления о системах»

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОНОМИКИ

А. Н. Асаул1, П. Б. Люлин2 РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СИСТЕМАХ

С математической точки зрения систему можно охарактеризовать формализованной записью:

* = !&Ь В (а)

ёе/ а1 е А rJ е R

В данной записи отражен тот факт, что система это не простая совокупность элементов и связей различного вида, а включает в себя т/олько те связи и элементы, которые находятся в области пересечения (&) друг с другом.

В тех случаях, если элементы системы неоднородны - имеет смысл выделить их в разные множества элементов. Например, в работе М.Месаровича [11] выделяются множество X входных элементов и множество Y выходных результатов, а между ними устанавливается пересечения, которое можно отобразить следующим образом:

5 с X & Y (б)

Для уточнения элементов и связей в определение системы включают также свойства (ЦА). Представим это в виде следующей записи:

Я*/ ={А, QA, $ (в)

Следует отметить, что зачастую элементы и компоненты используют как синонимы. Однако, строго говоря, компоненты являются более общим понятием, нежели чем элементы и может означать совокупность элементов.

А.И. Уёмов расширил вышеприведенное определение[13], дополнив его помимо свойств характеризующих элементы (а^, свойствами^), которые характеризуют связи (г,).

При дальнейшей детализации в определениях системы появляется понятие цели, при этом в некоторых определениях уточняются условия достижения цели (среда SR, интервал времени ДТ)[12]. При этом определение системы будет выглядеть следующим образом:

Яёе/ =( А, 7, Ж, ДТ) (г)

Постепенно, наряду со всеми перечисленными определениями, в определение системы начинают включать наблюдателя (^ - лицо представляющего объект или процесс в виде системы при их исследовании или принятии решения. Таким образом, принимая во внимание воздействия, оказываемое

1 Анатолий Николаевич Асаул, профессор кафедры финансов, анализа и учета Санкт-Петербургского архитектурно-строительного университета, засл. деятель науки РФ, д-р экон. наук, е-mail: asaul@yandex.ru

2 Павел Борисович Люлин, доцент кафедры финансов, анализа и учета Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета, канд. экон. наук, e-mail: p_lulin@mail.ru

наблюдателем на систему, а также системой на наблюдателя представим определение системы в виде следующей записи:

Sdef =( А, QA, Я, Z, М) (д)

Выбор определения системы фактически отражает принимаемую концепцию и является началом проектирования. Вместе с тем, важно понимать тот факт, что на разных этапах представления системы, в зависимости от ситуации, можно пользоваться различными определениями.

Анализируя эволюцию определения систем, можно сделать вывод о том, что заключительное слово здесь еще не сказано. В дальнейшем мы увидим, как в поисках единой универсальной системы, разрабатываются целые теории и новые области знаний.

Перелом в науке о системах произошел после того, как ученые пришли к выводу, о том, что система, состоящая из живых людей, например экономическая или социальная, обладает рядом качеств, делающих её подобной живому организму. Это живое создание со своими клетками, обменом веществ и нервной системой. В этой различные общественные институты играют роль органов, каждый из которых выполняет свою особую функцию в поддержании жизнедеятельности организма. К примеру, армия действует аналогично иммунной системе, защищая организм от вторжений извне, тогда как правительство работает подобно мозгу, принимая решения и управляя. Эта мысль была впервые озвучена еще в античности, греческим философом Аристотелем.

В своем развитии наука отошла от механистического взгляда на организмы. В изучении живых систем, ученых привлекает многообразие процессов, с помощью которых система адаптируется к постоянно изменяющейся внешней среде. В последнее время множество идей и методов, объединенных в области "теории сложности", привели к пониманию того, что организмы - это самоорганизующиеся, адаптивные системы. Процессы в таких системах децентрализованы, неопределенны и постоянно изменяются. Сложное адаптивное поведение таких систем возникает в процессе взаимодействия между отдельными автономными компонентами. Модели же, в которых управление подчинено отдельному блоку, были признаны недостаточно соответствующими действительности для большинства реальных систем.

Вышеуказанные предпосылки привели к тому, что для систематизации существующих знаний в области систем подобных живому организму, в 1978г была сформулирована общая теория живых систем [15]. Термин "живые системы" был предложен Джеймсом Гриером Миллером в 1960гг для обозначения открытых самоорганизующихся систем, взаимодействующих с окружающей средой и имеющих специфические признаки, присущие живым существам.

Сущность жизни проявляется в процессе. Если прекращается процесс обработки вещества-энергии и информации, то жизнь тоже прекращается. Определяющая характеристика жизни -способность поддерживать, в течение длительного периода, устойчивое состояние в котором энтропия (или хаос) внутри системы существенно ниже, чем в её неживой внешней среде. Живые систем могут поддерживать такое состояние, являясь при этом открытыми, самоорганизующимися системами,

которые могут задействовать из внешней среды необходимую информацию и вещество-энергию. Также живые системы обрабатывают больше информации, вещества-энергии, чем неживые системы, за исключением компьютерных систем, имеющих более высокую способность к обработке информации.

В рамках концепции, разработанной Дж. Гр. Миллером, живые системы формируют восемь уровней организации, сложности, эволюционирующие от клетки до наднациональной системы. Наиболее характерные примеры такого широкого спектра живых систем это одноклеточная амёба и Организация Объединенных Наций, или международный валютный фонд. Перечислим эти уровни: ячейка, орган, организм, группа, организация, сообщество, общество, и наднациональная система. На каждом уровне, система неизменно включает 20 критических подсистем (процессоров), которые обрабатывают вещество/энергию или информацию, кроме двух, которые обрабатывают и вещество/энергию и информацию: воспроизводитель и граница [17]. При этом под веществом понимается любой элемент, имеющий массу и занимающий физическое пространство. Энергия определяется в физике, как способность производить работу. Исходя из закона сохранения энергии, можно констатировать, что энергия не может быть произведена, или уничтожена во вселенной, но может переходить из одного вида в другой. Масса и энергия эквивалентны. Так как общеизвестна тесная взаимосвязь вещества и энергии то в данной работе используется интегральное понятие вещество-энергия. Живые системы требуют специфические типы вещества-энергии в достаточном количестве (тепло, свет, вода, витамины, минеральные вещества). Энергия, необходимая для осуществления процессов в живых системах, получается от распада молекул (либо в случаях некоторых социальных систем атомов)[18].

В качестве единицы носителя информации в общей теории живых систем применяется маркер. Этот термин используется для обозначения сигналов, единиц или изменений вещества-энергии, компоновка которых несет в себе информацию от источника к получателю [19]. Маркером может выступать любой носитель информации от страниц "Слово о полку Игореве" до пакетов в протоколе TCP/IP интернет. Развитие технологий связи повышает эффективность передачи информации, снижая массу маркеров, делая их меньше, так что бы они могли храниться более компактно и передавались быстрее и дешевле.

Практически для любой коммуникации необходимо передвижение маркера в пространстве от передающей системе к принимающей системе. Это передвижение подвержено тем же самым законам физики, как передвижение любого другого типа вещества-энергии. Информация измеряется в битах (один разряд в двоичной системе исчисления), как в наименьшей единице измерения, представляющей две возможные альтернативы. Способность к сохранению информации можно оценить, сравнивая массу маркера и количество информации на нем. Например, глиняные таблички с клинописью времен Шумерского царства несут 10-2 бит на грамм вещества.

Для обработки информации внутри живой системы используются процессоры информации. Таким образом, процессоры первого типа взаимодействуют с веществами или энергией для осуществления метаболических процессов в организме. Другие подсистемы передают информацию для

координации, направления и контроля в системе. Некоторые из процессоров осуществляют одновременно оба типа обмена.

Другое фундаментальное различие между живыми и неживыми системами состоит в том, что все живые системы имеют в составе компоненты, такие например, ДНК, РНК, протеины в клетке, которые дают живой системе уникальные свойства. Эти компоненты не синтезируются в окружающей среде, а производятся внутри самой системы.

Стоит подчеркнуть взаимосвязь функционирования живых систем с негэнтропией и энтропией. В простом понимании — энтропия, суть хаос, саморазрушение и саморазложение. Соответственно, негэнтропия — есть движение к упорядочиванию, к организации системы. По отношению к живым системам: для того, чтобы не погибнуть, живая система борется с окружающим хаосом путем организации и упорядочивания последнего, то есть, импортируя негэнтропию. Таким образом, объясняется поведение самоорганизующихся систем.

Развитием науки о живых системах явилась концепция автопоэзиса. Впервые идея автопоэзийной системы была разработана двумя нейробиологами Умберто Матурана и Франциско Варела с целью описания феномена жизни, как явления, свойственного открытым, самоподдерживающимся и самовозобновляющимся системам [22]. В начале 1970-ых У. Матурана и Ф. Варела написали несколько работ посвященных теории автопоэзиса.[16]. Практически в это же время в 1979 году Варела публикует работу, озаглавленную «Principles of Biological Autonomy» (Принципы биологической автономности), [21] которая расширила кругозор и глубину его ранних работ. Эти книги являются ключевой теоретической литературой в этой области. Они характеризуют живые образования следующим образом: "жизнь - это автопоэзис". Генезис этого термина основан на двух греческих словах: auto (outó) -сам- и poiesis (лопац) - создание, производство. Дословный перевод слова "автопоэзис" с греческого означает "самовоспроизведение". Данное слово переводится на русский язык по разному, в разных источниках данное слово пишется 18-ю разными способами. Десять наиболее частых написаний (в порядке убывания для запроса на поисковой интернет сервису Яндекс) : автопоэзис, аутопоэзис, аутопойесис, аутопойезис, автопоэз, аутопоэз, аутопойэсис, аутопоэсис, автопойэзис, аутопойэзис. Так же существует 12 различных написаний прилагательных от него, таких как: автопоэтический, аутопойетический, аутопоэтический, автопоэзный, автопоэзийный, автопоэзисный, автопойэзисный, аутопоэзный. В данной работе используется «автопоэзис», как перевод термина autopoiesis и «автопоэзийный», как прилагательное от него.

Сущность термина автопоэзис раскрывается в определении, данным в 1979г. «Автопоэзийная система организована (определена как единство) как сеть процессов производства (трансформации и разрушения) состоящая из компонентов производящих компоненты:

а) которые, взаимодействуя и изменяясь, регенерируют и реализуют сеть процессов (отношений) производящих их; и

б) конституирующие его (систему) как некоторое единство в пространстве, в котором они [компоненты] существуют, задавая топологическую область своих реализаций как такой сети» [21]

Любое единство, отвечающее данным условиям, является автопозийной системой, и любая автопоэзийная система, реализованная в физическом пространстве является живой системой. Особая конфигурация данного единства - его структура - не является достаточным условием для определения его как единства. Ключевой особенностью живой системы является поддержка своей организации, то есть сохранение сети отношений которая определяет её как системное единство. Вместе с тем автопоэзийные системы определяются как системы, которые сами себя воссоздают, единственным продуктом их организации являются они же сами. Из такого определения следует, что эта система сама заботится о собственном поддержании и росте и воспринимает окружение лишь как возможную причину нестабильности внутреннего функционирования. Для определения принадлежности объекта к автопоэзийным системам классическая автопоэзийная теория предлагает использовать критерий, состоящий из шести условий [14, 22,]. Фактически мы имеем алгоритм из шести шагов для ответа на вопрос, является ли заданное единство автопоэзийным. Если на все шесть вопросов можно дать утвердительный ответ, то вы имеете автопоэзийную систему.

В настоящее время направление исследования живых систем является одним из самых перспективных в научном мире. Над научной проблемой исследования живых систем в экономике работают ученые многих стран [9, 14, 15, 20] С 2002 г. этим вопросом занимается и научная школа «Методологические проблемы эффективности инвестиционно-строительных комплексов как «самоорганизующихся и самоуправляемых систем» при Санкт-Петербургском архитектурно-строительном университете3,. [3, 5, 6, 11].

Список литературы

1. Агошкова, Е. Б. Эволюция понятия системы/ Е. Б. Агошкова, Б. В. Ахлибининский // Вопросы философии. - 1998. - № 7. - С. 170-179.

2. Акофф, Р. О целеустремленных системах/ Р. Акофф, Ф. Эммери. - М.: Сов. радио, 1974.

3. Асаул, Н. А. Методические принципы институциональных взаимодействий субъектов рынка как открытых живых систем в концепции информационного общества/Н. А. Асаул. - М., СПб.: «Вольное экономическое общество России», 2004. -175 с.

4. Асаул, А. Н. Управление социально-экономическими системами с позиций теории самоорганизации/ А. Н. Асаул, В. М. Капаров// Экономическое возрождение России в XXI веке: материалы российской науч.-практ. конф.: научные труды Вольного экономического общества. - Т. 69. - М., СПб.: ВЭО, 2006.

5. Асаул, А. Н. Организация как живая система: индивидуальный код-структура (икс - X) субъекта экономической деятельности/ А. Н. Асаул, А. П. Чегайдак // Экономическое возрождение России. - 2011. -№2(28). - С. 44-53.

6. Асаул, В. В. Самоорганизация в живых и неживых системах/ В. В. Асаул // Экономическое возрождение России. - 2009. - №4(22). - С. 29-34.

7. Берталанфи, Л. фон. Общая теория систем: критический обзор/ Л. фон Берталанфи // Исследования по общей теории систем. - М.: Прогресс, 1969.

8. Богданов, А. А. Тектология: (Всеобщая организационная наука)/ А. А. Богданов. - М.: Экономика, 1989.

9. Вернер, Р. Особенности самоорганизации социально-экономических систем/ Р. Вернер // Экономическое возрождение России. - 2005. - №1(3). - С. 44-48.

10. Вернер, Р. Особенности самоорганизации социально-экономических систем / Р. Вернер // Экономическое возрождение России. - 2005. - №3 (5). - С. 45-49.

См. А. М. Платонов деятельность научной школы «Методологические проблемы эффективности региональных инвестиционно-строительных комплексов как самоорганизующейся и самоуправляемой системы» // Экономическое возрождение России. - 2008. - №4(18). - С. 73-80

11. Гордеев, Д. А. Самоорганизация как элемент конкурентной стратегии предпринимательских структур при реализации инноваций/ Д. А. Гордеев // Экономическое возрождение России. - 2010. - №1(23). - С. 58-63.

12. Месарович, М. Общая теория систем: математические основы/ М. Месарович, Я. Такахара. - М.: Мир,

1978.

13. Перегудова, Ф. И. Основы системного подхода и их приложение к разработке территориальных АСУ/ Ф. И. Перегудова. - Томск: ТГУ, 1976.

14. Уёмов А. И. Системный подход и общая теория систем/ А. И. Уёмов. - М.: Мысль, 1978.

15. Фирсанова, О. В. Моделирование эволюции субъекта рынка в теории глобального эволюционизма/ О. В. Фирсанова, Ж. Н. Чупахина // Экономическое возрождение России. - 2006. - №4(10). - С. 28-35.

16. Фирсанова, О. В. Моделирование эволюции субъекта рынка в теории глобального эволюционизма/ О. В. Фирсанова, Ж. Н. Чупахина // Экономическое возрождение России. - 2007. -№1(11). - С. 28-35.

17. Jackson, Michael C. Systems approaches to management/ Michael Jackson C. -2002.

18. Maturana, H. Autopoiesis and Cognition: The Realization of the Living / H. Maturana, F. Varela // Boston Studies in the Philosophy of Science. - Vol. 42. - Ed. Robert S. Cohen, W. Marx Wartofsky (eds.). - Dordecht (Holland: D. Reidel Publishing Co., 1980.

19. Miller, James G. Living Systems/ James G. Miller. - New York: McGraw Hill, 1978.

20. Neumann, von John. Various techniques used in connection with random digits/ John von Neumann; National Bureau of Standards// Applied Math Series 12: 36. -1951.

21. Tracy, L. Leading the Living Organization: Growth Strategies for Management/ L. Tracy. - London: Quorum Books, 1994.

22. Varela, F. Principles of Biological Autonomy/ F. Varela, J. Francisco. - New York: Elsevier (North Holland),

1979.

23. Varela, F. H. Autopoiesis: The Organization of Living Systems, its Characterization and a Model/ F. Varela, H. Maturana, R. Uribe// BioSystems. - 1974. - №5.

The list of the literature

1. Agoshkova, E. B. Evolution of the concept of / E. B. Agoshkova, B. Ahlibininsky / / Problems of Philosophy. -1998. - № 7. - P. 170-179.

2. Ackoff, R. O Purposeful systems/ R. Ackoff, F. Emmery. - M. Suau. Radio, 1974.

3. Asaul, N. A. Methodological principles of institutional interactions, market players as open living systems in the information society/N. A. Asaul. - M., SPb.: The Free Economic Society of Russia, 2004. - 175 p.

4. Asaul, A. N. Office of the socio-economic systems in terms of self-organization theory/ A. N. Asaul, V. M. Kaparov. The economic revival of Russia in XXI century: Proceedings of the Russian scientific-practical conference: research papers of a free economic society. - Vol. 69. - M., SPb.: HEO, 2006.

5. Asaul, A. N. Оrganization as a living system: individual Short Code-structure (X) the subject of economic activity / A. N. Asaul, A. P. Chegaydak // Economic revival of Russia. - 2011. - № 2 (28). - P. 44-53.

6. Asaul, V. V. Self-organization in living and nonliving systems / V. V. Asaul // Economic revival of Russia. -2009. - № 4 (22). - P. 29-34.

7. Bertalanffy, L. von. General Systems Theory - A Critical Review / L. von Bertalanffy // Research on general systems theory. - M.: Progress, 1969.

8. Bogdanov, A. A. Tectology (Universal organizational science)/ A. A. Bogdanov. - M.: Economics, 1989.

9. Werner, R. Peculiarities of self-organization of social and economic systems / R. Werner // Economic revival of Russia. - 2005. - № 1 (3). - P. 44-48.

10. Werner, R. Peculiarities of self-organization of social and economic systems / R. Werner // Economic revival of Russia. - 2005. - № 3 (5). - P. 45-49.

11. Gordeev, D. A. Self-organization as an element of competitive strategy entrepreneurial structures in the implementation of innovations / D. A. Gordeev // Economic revival of Russia. - 2010. - № 1 (23). - P. 58-63.

12. Mesarovic, M General systems theory: mathematical foundations/ M. Mesarovic, Y. Takahara. - SpringerVerlag, 1978.

13. Peregudova, F. I. Systematic manner and their application to the territorial development of ACS/ F. I. Peregudova. - Tomsk: TSU, 1976.

14. Uyomov, A. I. systems approach and general systems theory/ A. I. Uyomov. - M.: Mysl, 1978.

15. Firsanova, O. V. Modeling the evolution of a market in the theory of global evolutionism / O. V. Firsanova, J. N. Chupakhina // Economic revival of Russia. - 2006. - № 4 (10). - P. 28-35.

16. Firsanova, O. V. Modeling the evolution of a market in the theory of global evolutionism / O. V. Firsanova, J. N. Chupakhina // Economic revival of Russia. - 2007. - № 1 (11). - P. 28-35.

17. Jackson, Michael C. Systems approaches to management/ Jackson C. Michael. -2002.

18. Maturana, H. Autopoiesis and Cognition: The Realization of the Living / H. Maturana, F. Varela // Boston Studies in the Philosophy of Science. - Vol. 42. Ed. Robert S. Cohen, Marx W. Wartofsky (eds.). - Dordecht (Holland: D. Reidel Publishing Co., 1980.

19. Miller, James G. Living Systems/ James G. Miller. - New York: McGraw Hill, 1978.

20. Neumann, von John. Various techniques used in connection with random digits/ John von Neumann; National Bureau of Standards// Applied Math Series 12: 36. -1951.

21. Tracy, L. Leading the Living Organization: Growth Strategies for Management/ L. Tracy. - London: Quorum Books, 1994.

22. Varela, F. Principles of Biological Autonomy/ F. Varela, J. Francisco. - New York: Elsevier (North Holland),

1979.

23. Varela, F. H. Autopoiesis: The Organization of Living Systems, its Characterization and a Model/ F. Varela, H. Maturana, R. Uribe //BioSystems. -1974. - №5.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.