Разработка сущности системы в естественных науках

Разработка сущности системы в естественных науках. Не в философии, а в самой науке существовала гносеологическая линия, которая, разрабатывая сущность понимания системы, долгое время вообще не использовала этого термина.

С момента зарождения цель науки состояла в нахождении зависимостей между явлениями, вещами и их свойствами. Начиная с математики Пифагора, через Г. Галилея и И. Ньютона в науке формируется понимание того, что установление всякой закономерности включает следующие шаги нахождение той совокупности свойств, которые будут необходимы и достаточны, чтобы образовать некоторую взаимосвязь, закономерность поиск вида математической зависимости между этими свойствами установление повторяемости, необходимости этой закономерности.

Поиск того свойства, которое должно войти в закономерность, часто длился веками если не сказать - тысячелетиями. Одновременно с поиском закономерностей всегда возникал вопрос об основаниях этих закономерностей. Со времен Аристотеля зависимость должна была иметь причинное основание, однако еще теоремы Пифагора содержали другое основание зависимости - взаимоотношение, взаимообусловленность величин, не содержащую причинного смысла.

Эта совокупность вошедших в закономерность свойств образует некоторую единую, целостную группу именно в силу того, что она обладает свойством вести себя детерминировано. Но тогда эта группа свойств обладает признаками системы и является не чем иным, как системой свойств - это название ей и будет дано в XX в. Только термин система уравнений давно и прочно вошел в научное употребление.

Осознание всякой выделенной зависимости как системы свойств наступает при попытках дать определение понятию система. Дж. Клир определяет систему как совокупность переменных 6 , а в естественных науках традиционным становится определение динамической системы как системы описывающих ее уравнений. Важно, что в рамках данного направления разработан важнейший признак системы - признак самоопределяемости, самодетерминации входящего в закономерность набора свойств.

Таким образом, в результате развития естественных наук были выработаны такие важнейшие признаки системы как полнота набора свойств и самодетерминированность этого набора. 5 система и системный подход в наше время Гносеологическая линия истолкования системности знания, значительно разработав смысл понятия система и ряд его важнейших признаков, не вышла на путь понимания системности самого объекта познания.

Напротив, укрепляется положение, что система знания в любых дисциплинах образуется путем логического выведения, наподобие математики, что мы имеем дело с системой высказываний, имеющей гипотетико-дедуктивную основу. Это привело с учетом успехов математики к тому, что природа стала заменяться математическими моделями. Возможности математизации определяли как выбор объекта исследования, так и степень идеализации при решении задач. Выходом из сложившейся ситуации явилась концепция Л. фон Берталанфи, с общей теории систем которого началось обсуждение многообразия свойств органичных целых. Системное движение стало по сути своей онтологическим осмыслением свойств и качеств на разных уровнях организации и типов обеспечивающих их отношении, а Б.С. Флейшман положил в основу системологии упорядочение принципов усложняющегося поведения от вещественно-энергетического баланса через гомеостаз к целенаправленности и перспективной активности 7 . Таким образом, происходит поворот к стремлению рассматривать объект во всей сложности, множественности свойств, качеств и их взаимосвязей.

Соответственно образуется ветвь онтологических определений системы, которые трактуют ее как объект реальности, наделенный определенными системными свойствами, как целостность, обладающую некоторой организующей общностью этого целого.

Постепенно формируется употребление понятия система как сложного объекта, организованной сложности. Одновременно с этим математизируемость перестает быть тем фильтром, который предельно упрощал задачу.

Дж. Клир видит принципиальное отличие между классическими науками и наукой о системах в том, что теория систем формирует предмет исследования во всей полноте его естественных проявлений, не приспосабливая к возможностям формального аппарата 6 . Впервые обсуждение проблем системности явилось саморефлексией системных концепций науки. Начинаются небывалые по размаху попытки осознать сущность общей теории систем, системного подхода, системного анализа и т.д. и прежде всего - выработать само понятие система. При этом в отличие от многовекового интуитивного использования главной целью становятся методологические установления, которые должны вытекать из понятия система. В целом характерно, что в явном виде не предпринимаются попытки вывести из онтологического понимания системы ее гносеологическое понимание.

Один из ярких представителей понимания системы как набора переменных, представляющих набор свойств, Дж. Клир, подчеркивает, что он оставляет в стороне вопрос о том, какими научными теориями, философией науки или унаследованным генетическим врожденным знанием определяется осмысленный выбор свойств 6 . Эта ветвь понимания системы как набора переменных дает начало математической теории систем, где понятие система вводится с помощью формализации и определяется в теоретико-множественных терминах.

Так постепенно складывается положение, что онтологическое и гносеологическое понимание системы переплетаются.

В прикладных областях систему трактуют как целостный материальный объект 8 , а в теоретических областях науки системой называют набор переменных и совокупность дифференциальных уравнений. Наиболее явной причиной невозможности достичь единого понимания системы являются отличия, которые связаны с ответом на следующие вопросы 1. Относится ли понятие система к объекту вещи в целом любому или специфическому, к совокупности объектов природно или искусственно расчлененной, не к объекту вещи, но к представлению объекта, к представлению объекта через совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях, к совокупности элементов, находящихся в отношениях? 2. Выдвигается ли для совокупности элементов требование образовывать целостность, единство определенную или не конкретизированную ? 3. Является ли целое первичным по отношению к совокупности элементов, производным от совокупности элементов? 4. Относится ли понятие система ко всему, что различается исследователем как система, только к такой совокупности, Которая включает специфический системный признак? 5. Все есть система или наряду с системами могут рассматриваться не системы ? В зависимости от того или иного ответа на данные вопросы получаем множество определений.

Но если большое число авторов на протяжении 50 лет определяют систему через разные характеристики, то можно ли в их определениях все же усмотреть что-то общее? К какой группе понятий, к какой группе категорий относится понятие система, если взглянуть на него с позиций множества существующих определений? Становится ясно, что все авторы говорят об одном и том же через понятие система они стремятся отразить форму представления предмета научного познания.

Причем в зависимости от этапа познания мы имеем дело с разными представлениями предмета, а значит, меняется и определение системы.

Так, те авторы, которые хотят применить это понятие к органичным целым, к вещи - относят его к выделенному объекту познания, когда предмет познания еще не выделен.

Это соответствует самому первому акту познавательной деятельности. Следующее определение с некоторыми оговорками отражает уже сам акт выделения предмета познания Понятие система стоит на самом верху иерархии понятий. Системой является все, что мы хотим рассматривать как систему 6 . Далее, утверждение, что система это список переменных относящихся к некоторой главной проблеме, которая уже определена, позволяет перейти на следующий уровень, на котором выделена определенная сторона, срез объекта и совокупность характеризующих эту сторону свойств.

Те, кому свойственно представление предмета познания в виде уравнений, приходят к определению системы через совокупность уравнений. Тем самым множественность и разнообразие определений системы вызваны различием этапов формирования предмета научного познания. Таким образом, можно сделать вывод, что система есть форма представления предмета научного познания. И в этом смысле она является фундаментальной и универсальной категорией.

Все научное знание с момента его зарождения в Древней Греции строило предмет познания в виде системы. Многочисленные дискуссии по поводу всех предлагавшихся определений, как правило, поднимали вопрос кем и чем задаются эти важнейшие формирующие систему системообразующие, определенные, ограничивающие признаки? Оказывается, что ответ на эти вопросы общий, если учесть, что форма представления предмета познания должна соотноситься с самим объектом познания. Следовательно, именно объект определит то интегративное свойство выделяемое субъектом, которое делает целостность определенной. Именно в этом смысле следует трактовать положение, что целое предшествует совокупности элементов. Отсюда следует, что определение системы должно включать не только совокупность, композицию из элементов и отношений, но и целостное свойство самого объекта, относительно которого и строится система.

Принцип системности лежит в основе методологии, выражающий философские аспекты системного подхода и служащий основой изучения сущности и всеобщих черт системного знания, его гносеологических оснований и категориально-понятийного аппарата, истории системных идей и системоцентрических приемов мышления, анализа системных закономерностей различных областей объективной действительности.

В реальном процессе научного познания конкретно-научного и философского направлений системные знания взаимодополняют друг друга, образуя систему знаний в системность. В истории познания выделение системных черт целостных явлений было связано с изучением отношений части и целого, закономерностей состава и структуры, внутренних связей и взаимодействий элементов, свойств интеграции, иерархии, субординации.

Дифференциация научного знания порождает существенную потребность в системном синтезе знаний, в преодолении дисциплинарной узости, порожденной предметной или методологической специализацией знания. С другой стороны, умножение разноуровневых и разнопорядковых знаний о предмете обусловливает необходимость в таком системном синтезе, который расширяет понимание предмета познания при исследовании все более глубоких оснований бытия и более системного изучения внешних взаимодействий. Важное значение имеет также и системный синтез разнообразных знаний, являющийся средством перспективного планирования, предвидения результатов практической деятельности, моделирования вариантов развития и их последствий и т. п. Подводя итоги, видно, что в процессе человеческой деятельности принцип системности и следствия из него наполняются конкретным практическим содержанием, при этом реализация данного принципа может идти по следующим основным стратегическим направлениям. 1.Исследуются реально существующие объекты, рассматриваемые как системы, на основе системного подхода, путем выделения в этих объектах системных свойств и закономерностей, которые в дальнейшем могут быть изучены отображены частными методами конкретных наук. 2.На основе системного подхода, по априорному определению системы, уточняемому итерационно в процессе исследования, строится системная модель реального объекта. Эта модель в дальнейшем заменяет реальный объект в процессе исследования.

При этом исследование системной модели может быть реализовано на основе как системологических концепций, так и частных методов конкретных наук. 3.Совокупность системных моделей, рассматриваемая отдельно от моделируемых объектов, сама может представлять собой объект научного исследования.

При этом рассматриваются наиболее общие инварианты, способы построения и функционирования системных моделей, определяется область их применения 9 . Так, например, используем определение, представленное в 10 Система есть множество связанных между собой компонентов той или иной природы, упорядоченное по отношениям, обладающим вполне определенными свойствами это множество характеризуется единством, которое выражается в интегральных свойствах и функциях множества.

Соответственно отметим, что во-первых любые системы состоят из исходных единиц - компонентов. В качестве компонентов системы могут рассматриваться объекты, свойства, связи, отношения, состояния, фазы функционирования, стадии развития.

В рамках данной системы и на данном уровне абстракции компоненты представляются как неделимые, целостные и различимые единицы, то есть исследователь абстрагируется от их внутреннего строения, но сохраняет сведения об их эмпирических свойствах.

Составляющие систему объекты могут быть материальными например, атомы, составляющие молекулы, клетки, составляющие органы или идеальными например, различные виды числа составляют элементы теоретической системы, называемой теорией чисел. Свойства системы, специфичные для данного класса объектов могут стать компонентами системного анализа.

Например, свойствами термодинамической системы могут быть температура, давление, объем, а напряженность поля, диэлектрическая проницаемость среды поляризация диэлектрика по сути свойства электростатических систем.

Свойства могут быть как изменяющимися, так и неизменными при данных условиях существования системы. Свойства могут быть внутренними собственными и внешними. Собственные свойства зависят только от связей взаимодействий внутри системы, это свойства системы самой по себе. Внешние свойства актуально существуют лишь тогда, когда имеются связи, взаимодействия с внешними объектами системами. Связи изучаемого объекта также могут быть компонентами при его системном анализе.

Связи имеют вещественно-энергетический, субстанциальный характер. Аналогично свойствам, связи могут быть внутренними и внешними для данной системы. Так, если мы описываем механическое движение тела как динамическую систему, то по отношению к этому телу связи имеют внешний характер. Если же рассмотреть более крупную систему из нескольких взаимодействующих тел, то те же механические связи следует считать внутренними по отношению к этой системе. Отношения отличаются от связей тем, что не имеют ярко выраженного вещественно-энергетического характера. Тем не менее, их учет важен для понимания той или иной системы.

Например, пространственные отношения выше, ниже, левее, правее, временные раньше, позже, количественные меньше, больше. Состояния и фазы функционирования используются при анализе систем, функционирующих на протяжении длительного промежутка времени, причем сам процесс функционирования последовательность состояний во времени познается путем выявления связей и отношений между различными состояниями. Примерами могут быть фазы сердечного ритма, сменяющие друг друга процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга и др. В свою очередь этапы, стадии, ступени, уровни развития выступают компонентами генетических систем.

Если состояния и фазы функционирования относятся к поведению во времени системы, сохраняющей свою качественную определенность, то смена этапов развития связана с переходом системы в новое качество. Во-вторых - между компонентами множества, образующего систему, существуют системообразующие связи и отношения, благодаря которым реализуется специфическое для системы единство.

Система обладает общими функциями, интегральными свойствами и характеристиками, которыми не обладают ни составляющие её элементы, взятые по отдельности, ни простая арифметическая сумма элементов. Важной характеристикой внутренней целостности системы является ее автономность или относительная самостоятельность поведения и существования.

По степени автономности можно в известной степени судить об уровне и степени их относительной организованности и самоорганизованности. Важными характеристиками любых систем являются присущие им организация и структура, к которым привязывают математическое описание систем. Чтобы подчеркнуть справедливость приведенных рассуждений воспользуемся определением, приведенным в работе 3 , согласно которому Система - множество взаимосвязанных элементов, образующее единое целое. Что касается относительности понятий компонент элемент и система структура то следует отметить, что любая система может, в свою очередь, выступать в качестве компонента или подсистемы другой системы.

С другой стороны, компоненты, выступающие при анализе системы как нерасчлененные целые, при более детальном рассмотрении сами по себе проявляют себя как системы. В любом случае связи элементов внутри подсистемы сильнее, чем связи между подсистемами, и сильнее, чем связи между элементами, принадлежащими различным подсистемам.

Существенно также то, что количество типов элементов подсистем ограничено, внутреннее разнообразие и сложность системы определяется, как правило, разнообразием межэлементных связей, а не разнообразием типов элементов. При анализе любых систем важно выяснить характер связи подсистем, иерархических уровней внутри системы в системе сочетаются взаимосвязь ее подсистем по одним свойствам и отношениям и относительная независимость по другим свойствам и отношениям. В самоуправляемых системах это выражается, в частности, в сочетании централизации деятельности всех подсистем с помощью центральной управляющей инстанции с децентрализацией деятельности уровней и подсистем, обладающих относительной автономностью.

Также следует учитывать, что сложная система - это результат эволюции более простой системы. Система не может быть изучена, если не изучен ее генезис. Иначе говоря, познание того или иного объекта как системы должно включать в себя следующие основные моменты 1 определение структуры и организации системы 2 определение собственных внутренних интегральных свойств и функций системы 3 определение функций системы как реакций на выходах в ответ на воздействие других объектов на входы 4 определение генезиса системы, т.е. способов и механизмов ее образования, а для развивающихся систем - способов их дальнейшего развития. Особенно важной характеристикой системы является ее структура.

Унифицированное описание систем на структурном языке предполагает определенные упрощения и абстракции.

Если при определении компонентов системы можно абстрагироваться от их строения, рассматривая их как нерасчлененные единицы, то следующий шаг заключается в отвлечении от эмпирических свойств компонентов, от их природы физической, биологической и пр. при сохранении различий по качеству. Способы связи и виды отношений между компонентами системы зависят как от природы компонентов, так и от условий существования системы. Для понятия структуры специфичен особый и в то же время универсальный тип отношений и связей - отношения композиции элементов.

Отношения порядка упорядоченности в системе существуют в двух видах устойчивые и неустойчивые применительно к точно определенным условиям существования системы. Понятие структуры отображает устойчивую упорядоченность. Структура системы есть совокупность устойчивых связей и отношений, инвариантных по отношению к вполне определенным изменениям, преобразованиям системы. Выбор этих преобразований зависит от границ и условий существования системы.

Структуры объектов систем того или иного класса описываются в виде законов их строения, поведения и развития. Также отметим, что при удалении из системы одного или нескольких элементов структура может остаться неизменной, а система может сохранить свою качественную определенность в частности, работоспособность. Удаленные элементы в некоторых случаях могут быть без ущерба заменены новыми, инокачественными. В этом проявляется преобладание внутренних структурных связей над внешними.

Структура не существует как независимое от элементов организующее начало, а сама определяется составляющими ее элементами. Совокупность элементов не может сочетаться произвольным образом, следовательно, способ связи элементов структура будущей системы частично определяется свойствами элементов, взятых для ее построения. Например, структура молекулы определяется частично тем, из каких атомов она состоит. Вхождение элемента в структуру более высокого уровня мало сказывается на его внутренней структуре.

Ядро атома не изменяется, если атом войдет в состав молекулы, а микросхеме все равно, в составе какого устройства она функционирует. Элемент может выполнять присущие ему функции только в составе системы, только в координации с соседними элементами. В некоторых случаях даже сколько-нибудь длительное сохранение элементом своей качественной определенности невозможно за пределами системы. Таким образом, при использовании системного подхода на первом этапе стоит задача представления изучаемого объекта в виде системы.

На втором этапе необходимо произвести системное исследование. Чтобы получить полное и правильное представление о системе, необходимо осуществлять это исследование в предметном, функциональном и историческом аспектах. Целью предметного анализа является ответ на такие вопросы как каков состав системы, и какова связь между компонентами ее структуры. В основе предметного исследования лежат главные свойства системы - целостность и делимость.

При этом компонентный состав и набор связей между компонентами системы должны быть необходимыми и достаточными для существования самой системы. Очевидно, строгое разделение компонентного и структурного анализа невозможно ввиду их диалектического единства, поэтому эти исследования проводятся параллельно. Также необходимо установить место рассматриваемой системы в надсистеме и выявить все ее связи с другими элементами этой надсистемы. На этом этапе предметного анализа производится поиск ответов на вопросы о составе надсистемы, в которую входит исследуемая система и о связи исследуемой системы с другими системами через надсистему.

Следующим важным аспектом системного исследования является функциональный аспект. По сути, он представляет собой анализ динамики тех связей, которые были выявлены и идентифицированы на этапе предметного анализа и отвечает на вопросы о том как работает данный компонент системы и как работает исследуемая система в данной надсистеме.

Что касается исторического исследования, то его можно отнести к динамике развития системы, причем жизненный цикл любой системы разделяют на несколько этапов возникновение, становление, эволюция, разрушение или преобразование. Историческое исследование предполагает проведение генетического анализа, при котором прослеживается история развития системы и определяется текущая стадия ее жизненного цикла, и прогностического анализа, намечающего пути ее дальнейшего развития 11 . Подводя итоги приведенного анализа, отметим, что в основе системного подхода лежит рассмотрение каждой системы как некоторой подсистемы более общей системы. Что касается характеристик подсистемы, то они определяются требованиями, предъявляемыми к системе, стоящей на более высокой ступени иерархии, причем при проектировании или анализе подсистемы необходимо учитывать взаимодействие ее с другими подсистемами, стоящими на той же ступени иерархической лестницы.

При использовании системного подхода необходимо учитывать из каких компонентов образована система и способ их взаимодействия.

Также пристальное внимание заслуживает то, какие функции выполняет система и образующие ее компоненты и как она взаимосвязана с другими системами, как по горизонтали, так и по вертикали, каковы механизмы сохранения, совершенствования и развития системы. Подлежит изучению вопрос возникновения и развития системы. Указанные этапы могут многократно повторяться, каждый раз уточняя представление об исследуемой системе, до тех пор, пока не будут рассмотрены все необходимые аспекты знания на требуемом уровне абстракции. 27 ЗАКЛЮЧЕНИЕКаждая эпоха имеет свой стиль мышления, определяемый многими факторами, и, прежде всего уровнем развития производительных сил, в том числе и науки, и общественными отношениями.

Реальная жизнь индивида, хочет он того или нет, оказывает непосредственное влияние на его мировоззрение, заставляет видеть мир сквозь призму современности. Как бы талантлив и объективен ни был ученый, главный акцент в своих исследованиях он неизбежно будет делать на тех явлениях, процессах, взаимодействиях, которые в его эпоху больше всего волнуют общество.

Иначе говоря, какова общественная жизнь, таково и миропонимание в целом. Что касается истины, то, будучи по своему содержанию независимой от познающего субъекта, она в то же время может по-разному отражаться в сознании человека. Сознание же человека формируется обществом. Истина не является чем-то сплошным, ровным и одноцветным. Она, как и сама реальность, многогранна и неисчерпаема.

Какую сторону, грань, оттенок истины признать за всю истину, в какой степени приближения к абсолюту ее увидеть, во многом зависит от человека, живущего в данное время и в данном обществе. Вот почему понимание истины, относящейся к одним и тем же вещам, явлениям, процессам, разнится и меняется в разные эпохи и в разных общественных системах. Конкретное общество, конкретный образ жизни, так или иначе, изменяют видение мира человеком.

Отсюда любая абсолютизация значения какого-либо явления, закона, процесса, взаимодействия, связанная с истолкованием его как исчерпывающего многообразие реальности, глубоко ошибочна и препятствует конструктивному развитию теоретического познания и практики. Истина всегда актуальна. Актуализация знания вот к чему сознательно или бессознательно стремится каждый ученый. Актуализация истины отнюдь не исключает наличия абсолютных истин. Вращение Земли вокруг Солнца это абсолютная истина, но понимание этой истины, скажем, Коперником, отличается от ее понимания современным ученым.

Как видим, абсолютная истина также актуализируется, обогащается новыми открытиями, новыми представлениями. Методология системного познания и преобразования мира является эффективным средством актуализации знаний. Накоплено достаточно фактов, свидетельствующих о системной организации материи и её свойств. Теперь стоит задача философски осмыслить эти факты, найти общие закономерности и привести в соответствие с новыми идеями все знание, т. е. актуализировать его. Эта задача решается сегодня представителями всех областей науки и практики, в том числе и философами.

Системное осмысление реальности, системный подход к теоретической и практической деятельности - является одним из принципов диалектики, так же как и категория система это одна из категорий диалектического материализма. Сегодня понятие система и принцип системности стали играть важную роль в жизнедеятельности человека.

Дело в том, что общее прогрессивное движение науки, знания происходит неравномерно. Всегда выделяются определенные участки, развивающиеся быстрее других, возникают ситуации, требующие более глубокого и детального осмысления, а следовательно, и особого подхода к исследованию нового состояния науки. Поэтому выдвижение и усиленная разработка отдельных моментов диалектического метода, способствующих более глубокому проникновению в объективную реальность, вполне закономерное явление.

Метод познания и результаты познания взаимосвязаны, воздействуют друг на друга метод познания способствует более глубокому проникновению в суть вещей и явлений в свою очередь, накопленные знания совершенствуют метод. В соответствии с текущими практическими интересами человечества меняется познавательное значение принципов и категорий. Подобный процесс отчетливо наблюдается когда под влиянием практических потребностей происходит усиленная разработка системных идей. Системный принцип в настоящее время, выступает в качестве элемента диалектического метода как системы и выполняет свою специфическую функцию в познании наряду с другими элементами диалектического метода.

В настоящее время принцип системности - необходимое методологическое условие, требование любого исследования и практики. Одной из его фундаментальных характеристик является понятие системности бытия, а тем самым и единства наиболее общих законов его развития.