САМООРГАНИЗАЦИЯ
Становление понятия самоорганизации в большой мере способствовали исследования в области синергетики, которую иногда называют теорией самоорганизации. Самоорганизация – понятие, характеризующее способность сложных систем выходить на новый уровень развития, и в частности, все в большей мере проявлять такие свойства, как способность противостоять энтропийным процессам и развивать антиэнтропийные (негэнтропийные) тенденции, адаптироваться к изменяющимся условиям, преобразуя при необходимости свою структуру, сохраняя при этом определенную устойчивость. Системы, обладающие этими свойствами, называют самоорганизующимися(развивающимися) системами, а способность к самоорганизации – закономерностью самоорганизации.
В основе этих внешне проявляющихся свойств и способностей лежит более глубокая закономерность, базирующаяся на сочетании в любой реальной развивающейся системе двух противоречивых тенденций. С одной стороны, для всех явлений и процессов в системе справедлив второй закон термодинамики («второе начало»), т. е. стремление к возрастанию энтропии; а с другой стороны, наблюдаются негэнтропийные тенденции, лежащие в основе эволюции. Дж. ван Гиг называет эту особенность развивающихся систем «дуализмом».
Обе тенденции присущи всем уровням развития материи. Однако на уровнях неживой природы негэнтропийные тенденции слабы и их редко удается измерить, а по мере развития материи, особенно начиная с биологического уровня, противодействие «второму началу» становится явно наблюдаемым, что и послужило для Л. фон Берталанфи основанием для выделения особого класса открытых систем, обладающих специфическими закономерностями. У человека же и в организационных системах негэнтропийные тенденции не только наблюдаются, но иногда и измеряются.
|
«Дуализм» проявляется в том, что в зависимости от преобладания энтропийных или негэнтропийных тенденций в системе любого уровня иерархии может либо происходить энтропийный процесс упадка и перехода системы на более низкий уровень существования, либо, напротив, система может развиваться в направлении более высокого уровня и переходить на него.
Самоорганизующаяся (развивающаяся) система – термин, используемый в теории систем и кибернетике для обозначения определенного класса систем (биологических, экономических, социальных), обладающих способностью увеличивать свой порядок или изменять свою организацию. Самоорганизующимися или развивающимися системами названы такие, которые характеризуются рядом признаков, особенностей, приближающих их к реальным развивающимся объектам.
Эти особенности, как правило, обусловлены наличием в системе активных элементов и носят двойственный характер: они являются новыми свойствами, полезными для существования системы, приспосабливаемости ее к изменяющимся условиям среды, но в то же время вызывают неопределенность, затрудняют управление системой.
Основные из этих особенностей:
• нестационарность (изменчивость, нестабильность) отдельных параметров и стохастичность поведения; эта особенность легко интерпретируется для любых систем с активными элементами (живых организмов, социальных организаций и т. п.);
|
• уникальность и непредсказуемость поведения системы в конкретных условиях; эти свойства проявляются у системы, благодаря наличию в ней активных элементов, в результате чего у системы как бы проявляется «свобода воли», но в то же время имеет место и наличие предельных возможностей, определяемых имеющимися ресурсами (элементами, их свойствами) и характерными для определенного типа систем структурными связями;
• способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды и помехам (при чем как к внешним, так и к внутренним), что, казалось бы, является весьма полезным свойством, однако адаптивность может проявляться не только по отношению к помехам, но и по отношению к управляющим воздействиям, что весьма затрудняет управление системой;
• принципиальная неравновесность; при исследовании отличий живых, развивающихся объектов от неживых биолог Эрвин Бауэр высказал гипотезу о том, что живое принципиально находится в неустойчивом, неравновесном состоянии, и более того - использует свою энергию для поддержания себя в неравновесном состоянии (которое и является собственно жизнью). Эта гипотеза находит все большее подтверждение в современных исследованиях. При этом возникают проблемы сохранения устойчивости системы;
• способность противостоять энтропийным (разрушающим систему) тенденциям и проявлять негэнтропийные тенденции, обусловленная наличием активных элементов, стимулирующих обмен материальными, энергетическими и информационными продуктами со средой и проявляющих собственные "инициативы", благодаря чему в таких системах нарушается закономерность возрастания энтропии (аналогичная второму закону термодинамики, действующему в закрытых системах, так называемому "второму началу"), и даже наблюдаются негэнтропийные тенденции, т. е. собственно самоорганизация, развитие, в том числе "свобода воли".
|
• способность вырабатывать варианты поведения и изменять свою структуру, выходить на новый уровень эквифинальности, сохраняя при этом целостность и основные свойства; это свойство может обеспечиваться с помощью различных методов, позволяющих формировать разнообразные модели вариантов принятия решений;
• способность и стремление к целеобразованию; в отличие от закрытых (технических) систем, которым цели задаются извне, в системах с активными элементами цели формируются внутри системы (впервые эта особенность применительно к экономическим системам была сформулирована Ю.И. Черняком); целеобразование - основа негэнтропийных процессов в социально-экономических системах;
• неоднозначность использования понятий; например, «цель» - «средство», «система» - «подсистема» и т. п. Эта особенность проявляется при формировании структур целей, при разработке проектов сложных автоматизированных комплексов, когда лица, формирующие структуру системы, назвав какую-то ее часть подсистемой, через некоторое время начинают говорить о ней, как о системе, не добавляя приставки «под», или подцели начинают называть средствами достижения вышестоящих целей, что часто вызывает затяжные дискуссии, которые легко разрешаются с помощью свойства «двуликого Януса».
Рассмотренные особенности противоречивы. Они в большинстве случаев являются и положительными и отрицательными, желательными и нежелательными для создаваемой системы. Их не сразу можно понять и объяснить для того, чтобы выбрать и создать требуемую степень их проявления. Исследованием причин проявления подобных особенностей сложных объектов с активными элементами занимаются философы, психологи, специалисты по теории систем, которые для объяснения этих особенностей предлагают и исследуют закономерности систем.
Противоречивые особенности развивающихся систем и объясняющие их закономерности в реальных объектах необходимо изучать, постоянно контролировать, отражать в моделях и искать методы и средства, позволяющие регулировать степень их проявления.
При этом следует иметь в виду важное отличие открытых развивающихся систем с активными элементами от закрытых: пытаясь понять принципиальные особенности моделирования таких систем, уже первые исследователи отмечали, что, начиная с некоторого уровня сложности, систему легче изготовить и ввести в действие, преобразовать и изменить, чем отобразить формальной моделью.
По мере накопления опыта исследования, разработки или преобразования (реконструкции, реструктуризации) таких систем это наблюдение подтверждалось, и была осознана их основная особенность - принципиальная ограниченность формализованного описания развивающихся, самоорганизующихся систем.
Эта особенность, т. е. необходимость сочетания формальных методов и методов качественного анализа, и положена в основу большинства моделей и методик системного анализа. При формировании таких моделей меняется привычное представление о моделях, характерное для математического моделирования и прикладной математики. Изменяется представление и о доказательстве адекватности таких моделей.
Основную конструктивную идею моделирования при отображении объекта классом самоорганизующихся систем можно сформулировать следующим образом: разрабатывается знаковая система, с помощью которой фиксируют известные на данный момент компоненты и связи между ними, а затем, путем преобразования полученного отображения с помощью установленных (принятых) правил - правил структуризации или декомпозиции; правил композиции, поиска мер близости на пространстве состояний и т. п. - получают новые, неизвестные ранее компоненты, взаимоотношения, зависимости, которые могут либо послужить основой для принятия решений, либо подсказать последующие шаги на пути подготовки решения.
Таким образом, можно накапливать информацию об объекте, фиксируя при этом все новые компоненты и связи, и получать отображения последовательных состояний развивающейся системы, постепенно создавая все более адекватную модель реального, изучаемого или создаваемого объекта. Адекватность модели также доказывается как бы последовательно (по мере ее формирования) путем оценки правильности отражения в каждой последующей модели компонентов и связей, необходимых для достижения поставленных целей. Иными словами, такое моделирование становится как бы своеобразным «механизмом» развития системы. Практическая реализация такого «механизма» связана с необходимостью разработки языка моделирования процесса принятия решения.
ГОМЕОСТАЗ
Гомеостаз (гомеостазис) (греч. homeo - подобный, stasis - неподвижность) - понятие, введенное биологом Кэнноном для обозначения физиологических процессов, поддерживающих некоторые переменные состояния организма, относящиеся к существенным (давление, температура и т.п.), на определенном уровне или в определенных границах.
Применительно к теории систем гомеостазом первоначально называли свойство системы сохранять в процессе взаимодействия со средой значения существенных переменных в некоторых заданных пределах.
Существенными называют характеристики, влияющие на основное качество системы, нарушение которого приводит к ее разрушению. При этом существенные переменные должны оставаться стабильными при различных состояниях среды и обеспечивать равновесие системы. В таком понимании гомеостаз или равновесие характеризуют систему как целое, а не отдельные ее части.
Определение гомеостаза через жесткую неизменность существенных переменных, интерпретируемых как параметры состояния системы, в ряде случаев оказывается недостаточным для описания функционирования сложных систем. Неудобно пользоваться такой моделью гомеостаза и в тех случаях, когда система стремится максимизировать (а не стабилизировать) некоторые свои переменные. Ряд исследователей по этой причине противопоставляли гомеостатическим системам адаптивные.
Однако первоначальное понятие гомеостаза не сводится только к установлению жестких границ для существенных переменных системы, а может проявляться и в форме других механизмов. Поэтому в некоторых исследованиях полезно обратиться к более тщательному изучению явления и гомеостазиса и принципиальной неравновесности, неустойчивости, с тем, чтобы использовать механизмы обеспечения гомеостазиса в живых организмах или в социально-экономических объектах.
ОСОБЕННОСТИ ЖИВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ