Принципы системности

Системность–всеобщее свойство материи. Осознание системности мира и модельности мышления шло постепенно. Системность всегда была методом науки. Системный взгляд на мир включает в себя систему понятий, теоретическую основу, включая теорию практической деятельности, и методологии исследования и проектирования систем и управления ими [9]. Постепенно были сформулированы системные принципы: иерархичности, целостности, структурности, взаимозависимости множественности моделей для отражения свойств систем.

Принцип иерархичности: система состоит из частей, но сама является частью большей системы. Мы уже рассматривали действие этого принципа на примере деления уровней организации вещества (рис.4). Атом состоит из частей (ядро и электроны), но сам является частью большей системы (молекулы). В свою очередь молекула состоит из частей (двух или большего числа ядер и электронов), но сама является частью большей системы (множества молекул в виде газа, жидкости или твердого тела).

Принцип целостности:свойства целого не сводятся к сумме свойств его частей и не выводятся из них. Объединенные в целое взаимодействующие части придают целому свойства, которых нет у частей, взятых в отдельности. Пусть имеется некоторый цифровой автомат чисел [18, с. 291], преобразующий любое целое число на его входе в число, на единицу больше входного:

n n+1

 

Если соединить два таких автомата как части большей системы последовательно в кольцо, то в полученной системе обнаружится новое свойство: она генерирует возрастающие последовательности на выходах А и В. Одна из этих последовательностей состоит только из четных, другая – только из нечетных чисел.

 

 

В (n + 1)

 

(n + 2) А

 

 

Другие связи дадут другие свойства, не обязательно столь же очевидные. Например, параллельное соединение тех же автоматов ничего не изменяет в арифметическом отношении, но увеличивает надежность вычислений, если на выход поступает сигнал только от исправного автомата:

 

 

n n + 1

 

Объединение множества одинаковых атомов в большее целое приводит к появлению в системе новых свойств. Множество представляет собой газ, жидкость или твердое тело, которым присущи такие новые свойства, как теплоемкость, электропроводность, различная степень сжимаемости и многие другие свойства, которых нет у отдельного атома.

Принцип структурности: свойства системы обусловлены связанностью частей в определенную структуру. Известна структура атома. Распределение электронов по энергетическим уровням и форма орбиталей определяют такие свойства атомов, как энергия ионизации, сродство к электрону, изменение геометрической конфигурации в химических превращениях и ряд других свойств. Государственная структура власти определяет в известной степени эффективность её работы. Кристаллическая структура металла существенным образом влияет на механические свойства металла.

Принцип взаимозависимости системы и среды: свойства системы – это отношение системы и среды. Система проявляет такие свойства и столько свойств, сколько установлено новых отношений между системой и средой. Мы говорим, что прозрачное стекло пропускает свет. Но с таким же успехом можем сказать, что свет проходит сквозь стекло. Результат взаимодействия электромагнитного излучения со стеклом и есть свойство (отношение), которое можно «приписать» стеклу и свету. Часто мы «забываем» об этом обстоятельстве и переносим свойство на один из объектов.

Принцип множественности моделей:для отражения свойств сложных систем требуется построение множества различных моделей, каждая из которых сохраняет лишь некоторые характеристики оригинала. Свойства планеты Земля отражены во многих моделях. Глобус представляет собой модель, в которой сохраняются такие свойства оригинала, как форма, вращение вокруг оси, наклон к плоскости эллиптической траектории движения Земли вокруг Солнца, расположение рек, морей, океанов, континентов. Однако приходится прибегать к другим моделям, чтобы показать, например, структурное строение внутренней части планеты. Подобным образом поступают не только для отражения в моделях тех или иных особенностей объекта-оригинала. Модели служат для включения новых сведений об оригинале.

Любая деятельность направлена на достижение результата. Но деятельность редко осуществляется по жесткой программе, без корректировки промежуточных этапов. Приходится оценивать результат предыдущих действий и выбирать следующий шаг из множества возможных. Выбирать–значит сравнивать последствия всех возможных шагов, не выполняя их реально, а «проигрывая» на моделях. В таких условиях модель отображает не сам объект-оригинал, а то, что в нем интересует исполнителя или исследователя. Для осуществления выбора требуется множество моделей одного и того же объекта исследования.