Возникновение и развитие системных представлений в науке

А.С.Недошивин

Предпосылки появления системного подхода

Возникновение и развитие системных представлений

Системный подход как общенаучный методологический принцип

Попытки объять необъятное

Системные представление в социологии и истории

Синергетика

Выводы

Предпосылки появления системного подхода

На протяжении XVII – XIX веков в науке преобладала механистическая картина мира, напоминающего часы или заводную игрушку. Однозначный детерминизм в причинно-следственных связях: любое событие определяется исходными условиями. Достаточно проинтегрировать систему дифференциальных уравнений, описывающих движение всех без исключения тел и частиц, составляющих вселенную, чтобы получить исчерпывающее знание того, что есть, что было и что будет. Если представить себе фантастическое существо "Демон Лапласа", способное охватить всю совокупность данных о состоянии Вселенной в любой момент времени, то оно будет способно не только точно предсказать будущее, но и до мельчайших подробностей восстановить прошлое. Весь мир, всякое живое существо – механизм, а Бог – искуснейший механик.

Аналитический подход, сформулированный Галилеем и Декартом, является основным методом классической науки. Предмет исследования реально, логически или математически разлагается на части, исследуемые отдельно, а свойства целого выводятся из свойств его частей. Таким образом, могут быть изучены как материальные объекты, так и концептуальные - расчленение может быть произведено на отдельные причинные цепи. В различных областях науки происходит поиск "атомов". Для успешного анализа необходимы два условия:

1. Взаимодействие между частями данного явления отсутствует или пренебрежимо мало для некоторой исследовательской цели;
2. Отношения, описывающие поведение частей, должны быть линейными.

Только в этом случае возможно суммирование, а форма уравнения, описывающего целое, будет такой же, какой и у частей. 

Анализ и в настоящее время остается основным методом, применяемым в научных исследованиях. Однако к началу XX века он достиг пределов области своего применения. "Сегодня биохимик больше знает об аминокислотах, из которых состоит белок яйца, чем о самом яйце, а физиолог знает больше об отдельной нервной клетке в мозге, чем о мозге в целом".^[1] На рубеже XIX – XX в.в. недостаточность механистического подхода обнаружилась не только при столкновении с биологическими и социальными явлениями, но и в исконной его вотчине – физике. В термодинамике и молекулярной физике были сделаны открытия, которые не могли быть объяснены с помощью классической механики и анализа.

Возникновение и развитие системных представлений

Когда была установлена природа теплоты, выяснилось, что тепловое движение частиц, из которых состоит любое физическое тело, беспорядочно. Если к телу приложить силу в определенном направлении, то в соответствии с законами Ньютона оно начнет двигаться в этом же направлении. Но частицы, из которых это тело состоит, вовсе необязательно будут в каждый момент времени двигаться в том же направлении. Только результирующая движения всех частиц будет направлена в сторону приложения силы. Движение же отдельной частицы непредсказуемо. Поведение совокупности частиц будет определяться статистическими законами. Получается, что все то, что раньше казалось связанным жестко по принципу "Причина – Следствие", на самом деле имеет вероятностный характер. И вообще все законы природы носят вероятностный характер. С линейным детерминизмом было покончено, появились теория вероятности и квантовая механика.

Еще больший сдвиг в представлениях об окружающем мире вызвало открытие деградации энергии и второго закона термодинамики. Классическая механика предполагала обратимость всех процессов. Из закона сохранения энергии (первый закон термодинамики) следует, что общее количество энергии остается неизменным. Она только переходит из одной формы в другую. Выяснилось, что энергия из всех своих форм – потенциальной, кинетической, электрической, солнечной и пр., – в результате всех обращений постепенно и неизбежно превращается в тепловую, то есть беспорядочное тепловое движение частиц. Работа же тепловой машины, то есть превращение тепловой энергии в любую другую, возможно лишь в условиях перепада температуры, то есть неравномерности распределения тепловой энергии. А в соответствии с Н-теоремой Больцмана: "В результате столкновений распределение скоростей популяции частиц приближается к равновесному", температура в любой среде стремится к выравниванию. Было введено понятие энтропии – меры неупорядоченности. Второй закон термодинамики гласит: "В закрытых термодинамических системах энтропия всегда возрастает и стремится к своему максимуму", то есть система стремится к своему наиболее вероятному состоянию – равновесию. "Если неживую систему изолировать или поместить в однородные условия, всякое движение, обычно, очень скоро прекращается в результате различного рода трений; разности электрических или химических потенциалов выравниваются, вещества, которые имеют тенденцию образовывать химические соединения, образуют их, температура становится однообразной вследствие теплопроводности".^[2] Наступает термодинамическое равновесие. Максимум энтропии. Тепловая смерть. Весь мир движется к неминуемому концу.

Эти открытия перевернули научное сознание и, что нам представляется наиболее интересным, позволили по-новому взглянуть на феномен жизни. Живая материя является открытой термодинамической системой и отличается от неживой способностью уменьшать или поддерживать в неизменном состоянии энтропию, то есть самоорганизацией. Великий физик XX века, один из отцов статистической термодинамики и квантовой механики Эрвин Шредингер опубликовал в 1944 году только что цитировавшуюся нами популярную книжку под названием "Что такое жизнь с точки зрения физики?". Удивительно, но ее перевод вышел в СССР уже в 1947 году. Независимо от Берталанфи и его теории открытых систем, бывших в то время совершенно неизвестными, Шредингер выдвинул очень близкие им идеи. Отвечая на вопрос о том, что же получает живой организм с необходимыми ему для поддержания жизни едой, питьем, дыханием, Шредингер последовательно отвергает идею обмена материей или энергией. Действительно, всякий атом, скажем, азота, поступающий в наш организм с пищей, ничем не отличается от атома азота, извергаемого из него. Нельзя понять, чему может помочь их простой обмен. Точно так же любая потребляемая калория абсолютно идентична калории, выделяемой в процессе жизнедеятельности. Во взрослом организме содержание энергии так же постоянно, как содержание вещества. В соответствии со вторым законом термодинамики каждый процесс, явление, событие, короче говоря, все, что происходит в природе, означает увеличение энтропии в той части мира, где это происходит. Живой организм также непрерывно увеличивает свою энтропию, стремясь к ее максимуму – смерти. Он может сохранять равновесие, только извлекая из окружающей среды отрицательную энтропию (или отдавая ей положительную). Организм питается отрицательной энтропией. В самом деле, еда представляет собой наиболее сложно организованную материю – органическую, а вещества, выделяемые организмом, имеют существенно деградировавшую, по сравнению с первоначальным состоянием, форму.^[3]

Энтропия имеет математическое выражение, а понятие информации представляет собой энтропию, взятую с обратным знаком, то есть отрицательную энтропию. Информационная единица - это количество информации, передаваемое при одном выборе между равновероятностными альтернативами. То есть информация есть мера организованности, а энтропия – мера дезорганизованности.

Еще одним обстоятельством, вызвавшим разработку принципиально новых теорий и методологических средств исследования, явилось развитие техники. Вторая мировая война спровоцировала технологический скачок. Развитие ракетной техники, управление термоядерной реакцией, создание автоматических систем управления и вычислительной техники, все это в годы войны получило бурное развитие. Впервые в таких масштабах потребовалось решать управленческие задачи. Были организованы группы исследования операций, внесших свой вклад в философию и методологию систем. В 1946 году военно-воздушные силы США основали компанию Rand Corporation, впоследствии выдвинувшую концепцию системного анализа. В 1949 году появилась теория информации К. Шеннона и У. Уивера, а в 1944-м теория игр Дж. фон Неймана и О. Моргенштерна. Ну и, наконец, в 1948 году была опубликована знаменитая "Кибернетика" Норберта Винера – в русском переводе "Кибернетика, или управление и связь в животном и машине".

Системный подход как общенаучный методологический принцип

Крестным отцом системного подхода является австрийский биолог Людвиг фон Берталанфи. В начале XX века в биологии конкурировали два основных подхода – механицизм и витализм. Сторонники первого рассматривали организм как агрегат клеток, клетки как агрегат коллоидов и органических молекул, поведение как сумму безусловных и условных рефлексов и т.д. Виталисты же объясняли жизненные процессы сверхъестественной "жизненной силой" – vis vitalis, непосредственно происходящей от аристотелевской энтелехии и "руководящей" всеми физико-химическими процессами в живых существах.^[4] Механицизм не мог объяснить разницу между живым и мертвым телом, а допущение объяснения функционирования живого организма или его частей действием таких факторов, как душа или "аналогичные ей маленькие домовые, обитающие в клетке и организме", означало, по совершенно справедливому замечанию Берталанфи, провозглашение банкротства биологической науки.^[5]

Берталанфи выдвигает в 1932 году теорию открытых систем, базирующуюся на термодинамике необратимых процессов, из которой были почерпнуты теоретическая основа и формальный аппарат. Теория открытых систем, возникшая в приграничной области между физикой, физической химией и биологией, трактовала организм как систему, поддерживающуюся в состоянии "подвижного равновесия" за счет непрерывного обмена с окружающей средой веществом и энергией. Однако в ней содержался существенный недостаток, модель открытой термодинамической системы применима только к явлениям с неструктурным динамическим взаимодействием. И в 1937-38 годах в лекциях, прочитанных в Чикагском университете, Берталанфи впервые публично представляет свою общую теорию систем.

Берталанфи с самого начала понимал общую теорию систем как выражение существенных изменений в понятийной картине мира, которые принес с собой XX век. Организованная простота, описывающаяся ньютоновской механикой, плюс неорганизованная сложность термодинамической системы дают в сумме организованную сложность – систему. Задачей общей теории систем Берталанфи провозгласил: 1) формирование общих принципов и законов систем независимо от их вида; 2) путем анализа биологических, социальных, бихевиоральных объектов как систем особого типа установление точных и строгих законов в нефизических областях знания.^[6]

Но на его идеи никто тогда не обратил внимания. "Затем произошло нечто интересное и удивительное, - пишет Берталанфи, - Оказалось, что в изменившемся (после 2-й мировой войны – А.Н.) климате стали модными построения моделей и абстрактных обобщений. Более того, значительное число ученых размышляли в том же направлении, что и я. В результате общая теория систем, в конечном счете, оказалась не изолированной концепцией и не личной идиосинкразией автора, как я полагал первое время, а скорее одной из многих параллельно развивающихся теорий".^[7]

Берталанфи организовал в 1954 году Общество исследований в области общей теории систем (Society for General System Research), куда кроме него вошли экономист К. Боулдинг, биоматематик А. Рапопорт, физиолог Ральф Жерар и другие ученые, представляющие различные отрасли науки.

Попытки объять необъятное

Прежде всего, необходимо отметить следующий момент: General System Theory Людвига фон Берталанфи и его сподвижников более точно переводится не как общая, а как обобщенная теория систем. С самого начала предполагалось коллективными усилиями представителей разных областей научного знания сформулировать универсальную теорию, описываемую логико-математическим аппаратом и одинаково применимую как в технике, так и в биологии, социологии, экономике и любой другой отрасли. Берталанфи с самого начала предложил исходить из эмпирически данных систем и искать общие закономерности, действительные для разных типов систем. Возможно, это и определило дальнейшую судьбу системного подхода.

Каждый исследователь, работавший в этом направлении, предлагал свой взгляд и свою версию теории систем. Определяющим моментом является содержание понятия система, вкладываемое в него различными авторами.

Сам Берталанфи под системой понимал комплекс элементов, находящихся во взаимодействии. Это определение уже слишком широко. Но многим его сподвижникам даже оно показалось узковатым. Уже Р. Акоф, основатель исследования операций, критиковал Берталанфи за то, что его определение системы не включает в себя систему понятий (логических, языковых, философских).^[8] Сам же при этом дает следующее определение: "Система – любая сущность, концептуальная или физическая, которая состоит из взаимозависимых частей".^[9] Правда, он оговаривает, что "в системном исследовании нас интересуют только такие системы, которые могут проявлять активность, то есть бихевиоральные системы".^[10] Математик А. Рапопорт считал, что система - это совокупность отношений между компонентами.^[11] А. Холл и Р. Фейджин в состав системы включили множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами. При этом в  качестве примера системы рассматривали классический объект классической физики - маятник. Или радиосистему, состоящую из диска, звукоснимателя, усилителя, громкоговорителя и ящика.^[12] Кибернетик У. Росс Эшби под системой понимал любое объединение предметов, и предполагает гипотетическое существование системы, состоящей из температуры воздуха в данной комнате, его влажности и курса доллара в Сингапуре.^[13] "Естественная" система (выделенная в пределах некоторой более крупной системы), - считал Эшби, - представляет собой множество переменных, между которыми существует связь, по крайней мере, на порядок величины более сильная, чем связь между отдельными множествами".^[14] М. Тода и Э.Х. Шифорд: "Системой в самом широком смысле может быть решительно все, что можно рассматривать как отдельную сущность (физические объекты, процессы, понятия)".^[15]

Берталанфи, поскольку он оказался лидером системного движения, должен был бы следить за методологической чистотой складывающегося нового понятийного аппарата, но он, напротив, под давлением критики сдавал собственные позиции и позже уже заявлял, что общая теория систем "… не определяется исследованием материальных систем, а применяется к любым "целым", состоящим из взаимодействующих компонентов".^[16]

Главный принцип научного метода познания состоит в формировании предмета своего исследования, заключающийся в выделении части реальности в существенных для целей и методов исследования свойствах и признаках, и абстрагировании от всего остального. Когда химик говорит о соединении, или физик о теле, никому не приходит в голову вкладывать в эти специальные понятия какие-то другие значения этих слов. Совершенно ясно, что перечень соединений, рассматриваемых химией, не включает в себя соединение в любовном порыве. А когда физик описывает движение и взаимодействие тел, он имеет в виду, конечно, физические тела, но никак не астральные.

В системном исследовании основной задачей является обоснование рассмотрения объекта как системы, то есть реальности, обладающей особыми свойствами и требующей применения специальных исследовательских средств. Берталанфи оказался заложником своей идеи интеграции наук "снизу", путем поиска изоморфизмов законов разных научных отраслей, проповедником которой он был одно время. Начинать надо было с выработки единой концепции, в рамки которой укладывать полученный в различных областях научного знания эмпирический и теоретический материал. Простое суммирование разнообразных взглядов и мнений имело своим результатом распространение понятия системы не только на объекты, действительно заслуживающие особого к себе отношения, но и на любые объекты достаточно сложной природы, а в дальнейшем вообще на все возможное.

Анатоль Рапопорт писал: "Вопрос "что такое система" может быть только вопросом о том, "что мы будем называть системой".^[17] И ответ на этот вопрос содержится в предпосылках появления системного подхода. "Системные исследования, - писал Берталанфи, - означают прогресс в анализе проблем, которые ранее не изучались, считались выходящими за пределы науки или чисто философскими".^[18]

В России разработка системного подхода как философской концепции общенаучного применения началась в 60-е годы советскими обществоведами, и базировалась на понятийном аппарате, почерпнутом у упомянутых западных энтузиастов системных исследований. И.В. Блауберг, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин^[19] и другие пошли путем обобщения самых разных интерпретаций понятия системы. "Для представителя любой сферы конкретного системного исследования (имеются в виду естественные науки – А.Н.) всегда ясен или хотя бы интуитивно очерчен объект анализа, тогда как для философа, логика или теоретика систем именно этот пункт является источником наибольших затруднений".^[20]

Подводя итог, В.Н. Садовский пишет: "Система – 1) целостный комплекс взаимосвязанных элементов; 2) образует особое единство со средой; 3) как правило, является элементом более высокого порядка; 4) элементы в свою очередь выступают как системы более низкого порядка – инвариант значения "система".^[21]

Из приведенных четырех положений имеет смысл только первое, и то при условии существенной конкретизации. Логик А.И. Уемов. предложивший формальный аппарат описания систем на языке предикатов, считает, что понятие системы должно распространяться также на периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева,^[22] или системы отсчета в физике.^[23] Апофеозом можно считать следующее выражение: "Системное движение (как разрабатываемая методология) представляет собой сложнейшую систему".^[24] 

Системные представление в социологии и истории

И в социологии и в исторической науке мы встречаемся с применением системного подхода. Его непосредственные предтечи – организмические теории. Уподобление общества или цивилизации живому организму подвергалось жесткой критике, часто обоснованной. Но сходство черт, прежде всего жизненного цикла,  было слишком велико. Появление общей теории систем Берталанфи явилось развитием мысли в данном направлении. Поэтому, говоря о системном подходе в обществоведении, необходимо к таковому относить и организмические концепции мировой истории.

Ключевой вопрос применения системного подхода, вопрос, что такое система, после того как общество признано системой, сводится к вопросу об элементном составе. Из чего же состоит общество-система, какие компоненты в него входят? Это своего рода момент истины.

Согласно точке зрения Питирима Сорокина "компонентная структура общества включает в себя, во-первых, человеческие индивиды, во-вторых, значения-ценности-нормы, которыми наделяется неорганическая и органическая природа, и, в-третьих, биофизические посредники, благодаря которым человеческие индивиды материализуют нематериальные (символические) значения, ценности, нормы и обмениваются ими".^[25] Создатель школы структурно-функционального анализа Т.Парсонс, задавшись целью "найти и сформулировать принципы такой системы, которая была бы предельно абстрактной и настолько всеобщей, что она никогда бы не могла устареть",^[26] включил в состав общества нормы, ценности, коллективы и роли. Вообще Парсонс серьезно подошел к системности общества. Он ввел и использовал в качестве своей центральной категории понятие социального действия, выделил в качестве подсистемы общества политику, экономику, социетальное сообщество и фидуциарную систему,^[27] а само общество определил как "подсистему системы действия"^[28] или "систему индивидуальных действий интегрированными общепризнанными образцами поведения".^[29] Н.Луман считает, что первичными и неразложимыми элементами социальных систем являются коммуникации, а общество – "совокупность самовоспроизводящихся коммуникаций".^[30] Главный отечественный обществовед - системник В.Г. Афанасьев основными компонентами общественной системы назвал вещи, процессы, идеи и людей, а болгарин С. Михайлов уверен, что "вещами" предельно абстрактной модели общественной системы выступают материальное производство, духовные проявления, воспроизводство людей, общественное управление и коммуникации.^[31]

Однако были и исключения. Э.С. Маркарян пишет: "Первейшими элементами человеческого общества являются сами люди, ибо сам феномен социальной реальности образуется их совокупными усилиями и в обществе нет других субъектов действия, кроме людей… Субъекты человеческого действия могут быть различны. Точнее же существуют два вида таких субъектов – индивидуальный и коллективный. Для обозначения первого субъекта человеческого действия в социологической литературе используется термин "личность", для второго термины "группа", "общественная совокупность", "социальный класс", "социальная система" и т.д. Все коллективные субъекты человеческого действия представляют собой группы людей, действия которых координированы таким образом, что они выступают по отношению к другим группам людей и к внешней среде как определенная, так или иначе согласованно действующая система, обладающая своим специфическим поведением, не сводимым к действию образующих ее индивидов. Коллективным субъектом человеческого действия является, прежде всего, само общество. Но поскольку нас в данном случае интересуют его элементы, то в качестве таковых выступают более частные группы людей, образующие общество, например, социальный класс, семья, армия и т.д."^[32]

Если в социологии слово "система" стало модным и употребляется к месту и не к месту во всех значениях, то историки его избегают. А. Тойнби и Л.Н. Гумилев им пользовались мало, а во времена Шпенглера системного подхода еще не существовало. Между тем, их концепции исторического развития человеческих обществ (культур, цивилизаций) являются именно выражением системного подхода. Характерен пример Л.Н. Гумилева. В своем программном произведении "Этногенез и биосфера земли" он обнаруживает знакомство и с общей теорией систем Л. фон Берталанфи и с кибернетикой Н. Винера, цитирует их и других авторов сборника "Исследования по общей теории систем". Но, приводя в качестве наглядного примера социальной системы семью, кроме непосредственно членов семьи он называет в числе ее элементов дом, колодец и кошку. Приходит к выводу, что "этнологу …абсолютное  доверие к методам кибернетики Винера противопоказано".^[33] Правда, и сам Винер считал, что "гуманитарные науки – убогое поприще для новых математических методов".^[34] Но в данном случае имеет место выражение глобального непонимания разделенными науками друг друга. С одной стороны, опасения в ограниченности возможностей естественнонаучных методов, с другой, недоверие к спекулятивным построениям на песке. При этом, несмотря на то, что в состав этнической системы Гумилев включает кормящий ее ландшафт, его концепция этногенеза является наиболее последовательным и успешным применением системного подхода в общественных науках.

Если социология в целом приняла системный подход, пусть даже часто в неузнаваемом метафизическом виде, то историческая наука, занятая почти исключительно мифотворчеством, к новым веяниям отнеслась крайне враждебно. И Шпенглер, и Тойнби, и Гумилев подверглись ожесточенной критике. Причем специалистами-историками все трое обвинялись больше не в ошибочности способа интерпретации исторических фактов, а в подтасовке самих фактов. Справедливости ради надо отметить, что сам по себе "исторический факт" обычно является результатом тенденциозной интерпретации дошедшей до нас информации. Берталанфи приводит в качестве примера голландского историка П.Гейла, который, выдвинув серьезные возражения против Тойнби, сам "написал блестящую книгу о Наполеоне, в которой сделал вывод, что внутри академической истории существует дюжина или около того различных интерпретаций (мы можем спокойно сказать – моделей) личности и карьеры Наполеона и что все они основаны на "фактах" (наполеоновский период лучше всех представлен в документах) и все решительно противоречат друг другу. Грубо говоря, эти интерпретации варьируют от представления о Наполеоне как о кровавом тиране и эгоистическом враге человеческой свободы до Наполеона как мудрого проектировщика объединенной Европы".^[35]

Синергетика

Системные представления продолжают развиваться. Представители разных наук объединились под флагом синергетики.

Одним из пионеров междисциплинарного синергетического направления является Герман Хакен. В своей книге "Синергетика"^[36] он дал определение синергетике, близкое к современному пониманию. Г. Хакен определил её как науку о самоорганизации.

Нобелевский лауреат Илья Пригожин создал нелинейную модель самоорганизующейся системы. Пригожин назвал эти системы диссипативными. Вследствие нелинейности, наличия более одного устойчивого состояния в этих системах, в них не выполняется второе начало термодинамики.

Синергия (от греч. συνεργία Synergos — (syn) вместе; (ergos) действующий, действие) — это Суммирующий эффект.

Синергетика - современная теория самоорганизации, новое мировидение, связываемое с исследованием феноменов самоорганизации, нелинейности, неравесновесности, глобальной эволюции, изучением процессов становления "порядка через хаос" (И.Пригожин), бифуркационных изменений, необратимости времени, неустойчивости как основополагающей характеристики процессов эволюции.

Методы синергетики были использованы практически во всех научных дисциплинах: от физики и химии до социологии и филологии. Градообразование и нейронные сети описаны как диссипативные структуры. В последнее время практически исчезло использование первоначально необходимого математического аппарата нелинейных уравнений. Это привело к тому, что любая система естественного происхождения, не принадлежащая компетенции равновесной термодинамики, стала рассматриваться как самоорганизованная.

В последние годы наблюдается рост интереса к синергетике. Издаются солидные монографии, учебники, выходят сотни статей, проводятся национальные и международные конференции.

Наиболее яркими представителями синергетического направления теории систем являются И.Р.Пригожин, Г.Хакен, С.П.Курдюмов, Г.Г.Малинецкий, С.П.Капица, Н.Н.Моисеев, Д.С.Чернавский, А.А.Самарский.

Выводы

В начале XX века открытия в термодинамике и квантовой механике привели к существенному расширению методологического и понятийного аппарата естественных наук.

Понятие термодинамической системы оказалось применимо к биологическим и социальным явлениям.

Энтузиастами - учеными разных наук - были предприняты попытки разработки общенаучного методологического принципа. Однако, стремление обобщить представления разных наук о системах разной природы привело к слишком расширительному толкованию понятия системы как особого объекта, для исследования которого необходимо применение специального методологического принципа – системного подхода.

Именно такой взгляд на системный подход и закрепился сначала у философов и обществоведов, а затем и у юристов.

Достижения последних десятилетий в теории систем, произведенные под флагом синергетики, к сожалению, не нашли достойного отражения в отечественной юридической науке.

• < Назад
• Вперёд >