Общая теория систем основные положения. Л.Фон Берталанфи

Общая теория систем основные положения. Л.Фон Берталанфи

Карл Людвиг фон Берталанфи (англ. Ludwig von Bertalanffy; 19 сентября 1901, Вена — 12 июня 1972, Нью-Йорк) — австрийский биолог, постоянно проживавший в Канаде и США с 1949 года. Первооснователь обобщённой системной концепции под названием «Общая теория систем». Постановщик системных задач — прежде всего, в сфере разработки математического аппарата описания типологически несходных систем. Исследователь изоморфизма законов в различных сегментах научного знания.

Сам фон Берталанфи описывает  происхождение общей теории систем как результат конфликта между механицизмом и витализмом. Обе точки зрения были для него неприемлемы: первая — как тривиальная, вторая — как вообще антинаучная.

Общая теория систем (теория систем) — научная и методологическая концепция исследования объектов, представляющих собой системы. Она тесно связана с системным подходом и является конкретизацией его принципов и методов. Первый вариант общей теории систем был выдвинут Людвигом фон Берталанфи. Его основная идея состоит в признании изоморфизма законов, управляющих функционированием системных объектов

Истоки ОТС могут  быть, по-видимому, отнесены к началам  естественных наук и философии. Для  нас же отправной вехой будет 1954 г., когда было организовано Общество содействия развитию ОТС (Society for the Advancement of General Systems Theory). В 1957 г. название этого общества было изменено на Общество исследований в области общей теории систем (Society for General Systems Research). Свой первый ежегодник “Общие системы” общество опубликовало в 1956 г, В статье, помещенной в первом томе ежегодника, Берталанфи указал причины появления этой новой отрасли знания:  
       1. Существует общая тенденция к достижению единства различных естественных и общественных наук.  
       2. Такое единство может быть предметом изучения ОТС.  
       3. Эта теория может быть важным средством формирования строгих теорий в науках о живой природе и обществе.  
       4. Развивая объединяющие принципы, которые имеют место во всех областях знания, эта теория приблизит нас к цели — достижению единства науки.  
       5. Все это может привести к достижению необходимого единства научного образования [1].  
       Мы произвольно выбрали 1954 г. за начало истории ОТС, Прежде чем перейти к рассмотрению достижений последующих лет, укажем три важных момента.  
       Во-первых, как отметил Берталанфи, понятие системы не есть “нечто преходящее или некий итог последних технических достижений... понятие системы так же старо, как стара европейская философия... и может быть прослежено еще у Аристотеля [2].  
       Во-вторых, некоторые идеи, лежащие в основе ОТС, встречались в работах немецкого философа Гегеля (1770—1831); они сводятся к следующему:  
       1. Целое есть нечто большее, чем сумма частей.  
       2. Целое определяет природу частей.  
       3. Части не могут быть познаны при рассмотрении их вне целого.  
       4. Части находятся в постоянной взаимосвязи и взаимозависимости.

Как отметил Берталанфи, понятие системы не есть “нечто преходящее или некий итог последних технических достижений... понятие системы так же старо, как стара европейская философия... и может быть прослежено еще у Аристотеля.

В 30-х годах Берталанфи выдвинул ряд плодотворных идей, которые  впоследствии были опубликованы. Работы Берталанфи поясняли, почему нельзя рассматривать живую систему как замкнутую. Живая система является открытой и, перемещаясь “от физического уровня к биологическому, социальному и культурному уровням организации, мы обнаруживаем, что на определенных уровнях сложности во взаимосвязях компонентов... может проявиться совершенно новый уровень организации с новыми свойствами”

Имеются следующие основания  для создания теории, принципы которой, по словам Берталанфи, “справедливы для  систем вообще”,  
       1. Существуют изоморфизмы, или подобия, принципов, которые лежат в основе управления поведением объектов в самых различных областях. Ввиду того что эти принципы являются общими для нескольких уровней организации и могут быть на законных основаниях перенесены с одного уровня надругой, разумно создать теорию, которая сможет объяснить этианалогии и выразить их с помощью законов.  
       2. Возникла необходимость в появлении новой науки, предметом исследования которой являлись бы сложные организованные структуры, а не сложные неорганизованные структуры,как в науках о неживой природе. Как отмечалось в гл.2, под флагом ОТС собираются те ученые, занимающиеся проблемами сложности, которые понимают иллюзорность использования традиционного научного подхода (разложения на части и упрощения) для разрешения новых проблем. Теоретики ОТС придерживаются той точки зрения, что системная сложность неподлежит “упрощению”, “разложению на части” или “исследовованию путем сведения целого к его составляющим”. Реально существующие взаимодействия нельзя исключить из рассмотрения, считая их линейными или пренебрежимо малыми. Как замечал Эшби, сложность должна быть принята как существенное и бесспорно необходимое свойство. Общая теория системищет научные методы познания на пути “учета реально существующих внутренних взаимодействий и рассмотрения системыкак целого” [7].  
       Ньютоновская наука считала Вселенную гигантским механизмом, который подчиняется совершенным детерминистическим законам движения. Такая точка зрения предполагала изучение сложных явлений путем разложения их на элементарные компоненты. В начале же XX в. человечество стало свидетелем неудач такого механистического подхода при попытках исследовать все более и более сложные объекты. Метод “расчленение — анализ” обнаружил свою несостоятельность при попытках использовать его для изучения человека, социальных организаций, экономических систем, окружающей среды и т.п. Итак, развитие ОТС было обусловлено необходимостью преодоления недостатков традиционного редукционизма, т.е. сведения целого к его частям. “Тогда как редукционизм пытался найти общность, лежащую в основе всего разнообразия материальных компонентов материальной субстанции, таких, как атомы, современная ОТС старается искать общие свойства на языке различных аспектов организации”. ОТС сосредоточивает внимание на поиске “инвариантов процесса по отношению к системам”, т.е. инвариантов организации [8].  
       3. Далее, было обнаружено, что формулировки, принятые в физике, плохо подходят к изучению живых систем, являющихся открытыми. В рамках таких формулировок не могут быть, в частности, изучены столь характерные для живых организм мов процессы, как процессы старения и развития [9].  
       4. “Единая концепция мироздания (и науки) может быть основана не на тщетной и уж определенно искусственной попытке объяснить все мироздание средствами физики, а исходя изизоморфизма законов в различных областях” [9].  
       Действительно, Боулдинг подчеркивал необходимость в “единой основе тех средств систематизации, с помощью которых будут объяснены общие взаимосвязи реального мира”. Поиск этой основы, этого “термина для описания произвольного уровня конструкции теоретической модели, который лежит где-то между в высшей степени общими конструкциями чистой математики и частными теориями специальных дисциплин” и является целью ОТС, говорит Боулдинг [10].  
       По Рапопорту, ОТС “относится скорее к мировоззрению или методологии, чем к теории в том смысле, какой приписан этому термину в науке”. Акценты поставлены “на тех аспектах объектов или событий, которые являются отражением общих свойств систем, а не их особенностей.... Сила и научная плодов ворность ОТС зависит от того, действительно ли существуют свойства, общие для всех систем, и если это так, то можно ли, исходя из этих свойств, получить важные следствия” [11].  
       5. С XVII в. “естественные науки значительно опередили философию в деле исследования природы” [12]. В нашем веке “раздавались голоса, порицающие такое разобщение..,. Однако довольно трудно представить, каким образом можно опять объединить философию и естественные науки, поскольку последние... исходят из обязательной экспериментальной проверки и из дедукции в рамках принятой в математике строгости рассуждений” [12]. Общая теория систем включает подход, состоящий в поиске философских обоснований конкретной областиестественных наук. “Предположения в ОТС, возникающие набазе современных представлений об организмах”, и философиянауки представляют два наиболее обещающих пути новогообъединения естественных наук и философии

«…Из  широкого спектра, всеобщего замешательства и противоречий современных социологических теорий (Сорокин, 1928, 1966), можно прийти к одному надежному выводу: что социальные явления должны рассматриваться в качестве «систем» - сложных и в настоящее время неустойчивых как определение того, какими могут быть социокультурные категории. Возникает революционная научная перспектива на основе движения по исследованию общих систем и совокупности принципов, идей и знаний, которые уже позволили достичь более высокой степени научного порядка и понимания в различных областях биологии, психологии и некоторых физических науках… Современные системные исследования могут обеспечить основу системы взглядов, которая будет в большей степени способна раскрыть комплексность и  динамические свойства социо-культурной системы (Бакли, 1967)»

«..Последние два десятилетия  мы являемся свидетелями возникновения  «системы» как ключевой концепции  в научном исследовании. Системы, конечно, изучаются столетиями, однако добавляется и что-то новое… Тенденция исследовать системы как сущность, скорее чем как конгломерацию частей, находится в соответствии с тенденцией в современной науке  не изолировать больше явления в узко ограниченные контексты, а открывать для исследования взаимосвязи, и изучать более крупные «слои» природы. Под заголовком системные исследования (а также многие их синонимы) мы наблюдаем конвергенцию множества специализированных современных научных явлений.» 
…. Эти попытки исследований и многие другие переплетаются в объединенные исследовательские усилия, затрагивающие все расширяющийся спектр научных и прикладных дисциплин. Мы принимаем участие в том, что является, возможно, наиболее всеобъемлющими усилиями по достижению синтеза научных знаний из всех, что когда-либо предпринимались (Акофф, 1959). 
Таким образом, круг замыкается, и мы возвращаемся к тем разработкам в современном технологическом обществе, с которых мы начали.  На основе этих соображений возникает – какими бы поверхностными они ни были, – то, что в масштабе современных наук и новых жизненных концептуализаций,  требуются новые идеи и категории, и что они, так или иначе, сосредотачиваются вокруг концепции «системы». Для разнообразия процитируем советского автора: 
Разработка конкретных методов для изучения систем – ведущая тенденция современных научных знаний, так же как и для науки 19 века была характерна концентрация внимания на уточнении элементарных форм и процессов в природе (Левада, в книге Хана, 1967, стр.185). 
К сожалению, опасности этого нового достижения очевидны, и о них довольно часто говорится. Новый кибернетический мир, согласно психотерапевту Руешу (1967), интересуется не людьми, а «системами»; человек представляет собой нечто, что может быть использовано и заменено. Для новых утопистов системного проектирования, по словам Богуслава (1965), именно «человеческий элемент» является ненадежным компонентом их разработок.  
Этот элемент должен быть устранен или заменен вычислительной техникой, саморегулирующимися механизмами и т.п., или он должен быть сделан настолько надежным, насколько это возможно, т.е. механизирован, стандартизован, стать конформистом и контролируемым. В несколько более жестких терминах, человек в Большой Системе должен стать – и до некоторой степени становится – слабоумным, обученным идиотом или тем, кто просто нажимает кнопки, т.е. тщательно подготовленным в некоторой узкой области, но в других отношениях, - всего лишь часть механизма. Это соответствует хорошо известному системному принципу, что в результате прогрессивной механизации личность становится неким зубчатым колесом, над которым доминирует небольшое количество привилегированных лидеров, окруженных таинственностью посредственностей, которые преследуют свои личные интересы под прикрытием идеологий (Сорокин, 1966, стр. 558 и следующие стр.). 
Рассматриваем ли мы позитивное распространение знаний и благотворный контроль окружающей среды и общества, или же видим в системном движении наступление «Смелого Нового  Мира» и «1984» – в любом случае, оно заслуживает интенсивного изучения.» 
(Людвиг фон Берталанфи «Общая Теория Систем»)

Предмет исследования и границы теории

Предметом исследований в рамках этой теории является изучение:

• различных классов, видов и типов систем;
• основных принципов и закономерностей поведения систем (например, принцип узкого места);
• процессов функционирования и развития систем (например, равновесие, эволюция, адаптация, сверхмедленные процессы, переходные процессы).

В границах теории систем характеристики любого сложно организованного целого рассматриваются сквозь призму четырёх фундаментальных определяющих факторов:

• устройство системы;
• её состав (подсистемы, элементы);
• текущее глобальное состояние системной обусловленности;
• среда, в границах которой развёртываются все её организующие процессы.

В исключительных случаях, кроме того, помимо исследования названных  факторов (строение, состав, состояние, среда), допустимы широкомасштабные исследования организации элементов  нижних структурно-иерархических уровней, то есть инфраструктуры системы.

Деятельность Л. фон Берталанфи и International Society for the General Systems Sciences

Общая теория систем была предложена Л. фон Берталанфи в 1930-е годы^[8]. Идея наличия общих закономерностей при взаимодействии большого, но не бесконечного числа физических, биологических и социальных объектов была впервые высказана Берталанфи в 1937 году на семинаре по философии в Чикагском университете. Однако первые его публикации на эту тему появились только после Второй мировой войны. Основной идеей Общей теории систем, предложенной Берталанфи, является признание изоморфизма законов, управляющих функционированием системных объектов. Фон Берталанфи также ввёл понятие и исследовал «открытые системы» — системы, постоянно обменивающиеся веществом и энергией с внешней средой.

Общесистемные принципы и законы

Как в трудах Людвига  фон Берталанфи и в сочинениях Александра Богданова, так и в  трудах менее значительных авторов, рассматриваются некоторые общесистемные  закономерности и принципы функционирования и развития сложных систем. Среди таковых традиционно принято выделять:

• «гипотеза семиотической непрерывности». «Онтологическая ценность системных исследований, как можно думать, определяется гипотезой, которую можно условно назвать „гипотезой семиотической непрерывности“. Согласно этой гипотезе, система есть образ её среды. Это следует понимать в том смысле, что система как элемент универсума отражает некоторые существенные свойства последнего»:^[45]. «Семиотическая» непрерывность системы и среды распространяется и за пределы структурных особенностей систем. «Изменение системы есть одновременно и изменение её окружения, причём источники изменения могут корениться как в изменениях самой системы, так и в изменениях окружения. Тем самым исследование системы позволило бы вскрыть кардинальные диахронические трансформации окружения»^[46];
• «принцип обратной связи». Положение, согласно которому устойчивость в сложных динамических формах достигается за счёт замыкания петель обратной связи: «если действие между частями динамической системы имеет этот круговой характер, то мы говорим, что в ней имеется обратная связь»^[47]. Принцип обратной афферентации, сформулированный академиком Анохиным П. К., являющийся в свою очередь конкретизацией принципа обратной связи, фиксирует что регулирование осуществляется «на основе непрерывной обратной информации о приспособительном результате»^[48];
• «принцип организационной непрерывности» (А. А. Богданов) утверждает, что любая возможная система обнаруживает бесконечные «различия» на её внутренних границах, и, как следствие, любая возможная система принципиально разомкнута относительно своего внутреннего состава, и тем самым она связана в тех или иных цепях опосредования со всем универсумом — со своей средой, со средой среды и т. д. Данное следствие эксплицирует принципиальную невозможность «порочных кругов», понятых в онтологической модальности. «Мировая ингрессия в современной науке выражается как принцип непрерывности. Он определяется различно; тектологическая же его формулировка проста и очевидна: между всякими двумя комплексами вселенной, при достаточном исследовании устанавливаются промежуточные звенья, вводящие их в одну цепь ингрессии»^[49];
• «принцип совместимости» (М. И. Сетров), фиксирует, что «условием взаимодействия между объектами является наличие у них относительного свойства совместимости»^[50], то есть относительной качественной и организационной однородности;
• «принцип взаимно-дополнительных соотношений» (сформулировал А. А. Богданов), дополняет закон расхождения, фиксируя, что «системное расхождение заключает в себе тенденцию развития, направленную к дополнительным связям»^[51]. При этом смысл дополнительных соотношений целиком «сводится к обменной связи: в ней устойчивость целого, системы, повышается тем, что одна часть усваивает то, что дезассимилируется другой, и обратно. Эту формулировку можно обобщить и на все и всякие дополнительные соотношения»^[52]. Дополнительные соотношения являются характерной иллюстрацией конституирующей роли замкнутых контуров обратных связей в определении целостности системы. Необходимой «основой всякой устойчивой системной дифференциации является развитие взаимно-дополнительных связей между её элементами»^[53]. Данный принцип применим по отношению ко всем деривативам сложно организованных систем;
• «эакон необходимого разнообразия» («Ashby’s Law of Requisite Variety»), сформулирован Уильямом Росс Эшби. Весьма образная формулировка этого принципа фиксирует, что «только разнообразие может уничтожить разнообразие»^[54]. Очевидно, что рост разнообразия элементов систем как целых может приводить как к повышению устойчивости (за счёт формирования обилия межэлементных связей и обусловливаемых ими компенсаторных эффектов), так и к её снижению (связи могут и не носить межэлементного характера в случае отсутствия совместимости или слабой механизации, напр., и приводить к диверсификации);
• «закон иерархических компенсаций» (Е. А. Седов) фиксирует, что «действительный рост разнообразия на высшем уровне обеспечивается его эффективным ограничением на предыдущих уровнях»^[55]. «Этот закон, предложенный российским кибернетиком и философом Е.Седовым, развивает и уточняет известный кибернетический закон Эшби о необходимом разнообразии»^[56]. Из данного положения следует очевидный вывод: поскольку в реальных системах (в собственном смысле этого слова) первичный материал однороден, следовательно, сложность и разнообразие воздействий регуляторов достигается лишь относительным повышением уровня его организации. Ещё А. А. Богданов неоднократно указывал, что системные центры в реальных системах оказываются более организованными, чем периферические элементы: закон Седова лишь фиксирует, что уровень организации системного центра с необходимость должен быть выше по отношению к периферическим элементам. Одной из тенденций развития систем является тенденция прямого понижения уровня организации периферических элементов, приводящая к непосредственному ограничению их разнообразия: «только при условии ограничения разнообразия нижележащего уровня можно формировать разнообразные функции и структуры находящихся на более высоких уровнях»^[57], т.о. «рост разнообразия на нижнем уровне [иерархии] разрушает верхний уровень организации»^[56]. В структурном смысле закон означает, что «отсутствие ограничений… приводит к деструктурализации системы как целого»^[58], что приводит к общей диверсификации системы в контексте объемлющей её среды;
• «принцип моноцентризма» (А. А. Богданов), фиксирует, что устойчивая система «характеризуется одним центром, а если она сложная, цепная, то у неё есть один высший, общий центр»^[59]. Полицентрические системы характеризуются дисфункцией процессов координации, дезорганизованностью, неустойчивостью и т. д. Подобного рода эффекты возникают при наложении одних координационных процессов (пульсов) на другие, чем обусловлена утрата целостности;
• «закон минимума» (А. А. Богданов), обобщающий принципы Либиха и Митчерлиха, фиксирует: «устойчивость целого зависит от наименьших относительных сопротивлений всех его частей во всякий момент»^[60]. «Во всех тех случаях, когда есть хоть какие-нибудь реальные различия в устойчивости разных элементов системы по отношению к внешним воздействиям, общая устойчивость системы определяется наименьшей её частичной устойчивостью»^[61]. Именуемое также «законом наименьших относительных сопротивлений», данное положение является фиксацией проявления принципа лимитирующего фактора: темпы восстановления устойчивости комплекса после нарушающего её воздействия определяются наименьшими частичными, а так как процессы локализуются в конкретных элементах, устойчивость систем и комплексов определены устойчивостью слабейшего её звена (элемента);
• «принцип внешнего дополнения» (выведен С. Т. Биром) «сводится к тому, что в силу теоремы неполноты Гёделя любой язык управления в конечном счёте недостаточен для выполнения перед ним задач, но этот недостаток может быть устранён благодаря включению „чёрного ящика“ в цепь управления»^[62]. Непрерывность контуров координации достигается лишь посредством специфического устройства гиперструктуры, древовидность которой отражает восходящую линию суммации воздействий. Каждый координатор встроен в гиперструктуру так, что передаёт по восходящей лишь частичные воздействия от координируемых элементов (например, сенсоров). Восходящие воздействия к системному центру подвергаются своеобразному «обобщению» при суммации их в сводящих узлах ветвей гиперструктуры. Нисходящие по ветвям гиперструктуры координационные воздействия (например, к эффекторам) асимметрично восходящим подвергаются «разобобщению» локальными координаторами: дополняются воздействиями, поступающими по обратным связям от локальных процессов. Иными словами, нисходящие от системного центра координационные импульсы непрерывно специфицируются в зависимости от характера локальных процессов за счёт обратных связей от этих процессов.
• «теорема о рекурсивных структурах» (С. Т. Бир) предполагает, что в случае, «если жизнеспособная система содержит в себе жизнеспособную систему, тогда их организационные структуры должны быть рекурсивны»^[63];
• «закон расхождения» (Г.Спенсер), также известный как принцип цепной реакции: активность двух тождественных систем имеет тенденцию к прогрессирующему накоплению различий. При этом «расхождение исходных форм идёт „лавинообразно“, вроде того как растут величины в геометрических прогрессиях, — вообще, по типу ряда, прогрессивно восходящего»^[64]. Закон имеет и весьма продолжительную историю: «как говорит Г. Спенсер, „различные части однородной агрегации неизбежно подвержены действиям разнородных сил, разнородных по качеству или по напряжённости, вследствие чего и изменяются различно“. Этот спенсеровский принцип неизбежно возникающей разнородности внутри любых систем… имеет первостепенное значение для тектологии». Ключевая ценность данного закона заключается в понимании характера накопления «различий», резко непропорционального периодам действия экзогенных факторов среды.

Список использованной литературы:

-http://ru.wikipedia.org

-http://www.vasilysi.info

-Общая теория систем (General System Theory: Foundations, Development, -Applications) Людвиг фон Берталанфи ISBN-10: 0807604534 Перевод: Сторонкина Е.Г. Сидорин В.В.

-http://www.az-design.ru