Иерархии материальных систем. Классификация систем

В мире материальных систем существуют определенные иерархии — упорядоченные последовательности соподчинения и усложнения. Они служат эмпирической основой системологии. Все многообразие нашего мира можно представить в виде последова­тельно возникших иерархий (см. рисунок).

Рисунок: Иерархии материальных систем:Ф — физическая, X — химическая. Б — биологи­ческая, С — социальная, Т — техническая

Это природная, физико-химико-биологическая (ФХБ) иерархия и возникшая на ее основе социотехническая иерархия (СТ). Объе­динение систем из разных иерархий приводит к «смешанным» клас­сам систем. Так, объединение систем из физико-химической части иерархии (ФХ — «среда») с живыми системами биологической частииерархии (Б — «биота») приводит к смешанному классу систем, на­зываемых экологическими. Объединение систем из иерархий Б, С («человек») и Т («техника») приводит к классу хозяйственных, или технико-экономических, систем.

Природная иерархия — от элементарных частиц до современной биосферы — отражает ход эволюции материи. Ответвление СТ (социо-техническая иерархия) — очень недавнее и кратковременное по все­ленскому масштабу вре­мени, но оказывающее сильное влияние на всю суперсистему. Схемати­чески указано воздейст­вие человеческого обще­ства на природу, опосре­дованное техникой и технологиями (техногенез). Упомянутый ранее холи­стический подход пред­полагает рассмотрение совокупности этих ие­рархий как единой сис­темы.

Классификация сис­тем может быть проведе­на по различным приз­накам. Основной являет­ся группировка по трем категориям: естествен­но-научной, технической и социально-экономической. В естествен­ных (биологических) системах место и функции каждого элемента, их взаимодействие и взаимосвязь предопределены природой, а со­вершенствование этой организации происходит по законам эволю­ции. В технических системах место и функции каждого механизма, узла и детати предопределены конструктором (технологом), кото­рый в процессе эксплуатации совершенствует ее. В социально-экономических системах место, функции и взаимосвязь элементов предопределяются управляющим (менеджером), им же корректиру­ются и поддерживаются.

В зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные прин­ципы классификации.

Системы можно классифицировать следующим образом:

• материальные и знаковые;
• простые и сложные;
• естественные и искусственные;
• активные и пассивные;
• открытые и закрытые;
• детерминированные (жесткие) и стохастические (мягкие).

Объективно реальные материальные системы обычно определяют­ся как совокупность объектов, объединенных некоторой формой регулярного взаимодействия или взаимозависимости для выполнения заданной функции (железная дорога, завод и пр.).

Среди систем, созданных человеком, есть и абстрактные, знако­вые, чисто информационные системы, являющиеся продуктом позна­ния, — мыслимые, идеальные и модельные системы. Их элементами являются не вещи, а понятия, сущности, взаимодействующие массивы и потоки информации: например, система математических уравнений; система аксиом Эвклида; система множеств; логические системы; сис­тема химических элементов; правовая система кодексов, система вла­сти, система целей компании, правила дорожного движения и т.п.; и, конечно, Интернет.

Как правило, организации как системы (например, бизнес-орга­низации и социальные организации) являются конкретными матери­альными системами, но в своих функциях и поведении содержат неко­торые свойства абстрактных систем — систем инструкций, правил, предписаний, законов, учета, счетов и т.п.

За основу классификации систем по сложности разные авторы принимают различные признаки: размер системы, количество связей, сложность поведения системы. На наш взгляд, разделение на простые и сложные системы должно происходить на основании нали­чия цели и сложности заданной функции.

Простые системы, не имеющие цели и внешнего действия (атом, молекула, кристалл, механически соединенные тела, часовой механизм, термостат и т.п.) — это неживые системы. Сложные системы, имеющие цель и «выполняющие заданную функцию» — это живые системы, или системы, созданные живым: вирус, бактерия, нервная система, многоклеточный организм, сообщество организмов, экологическая система, биосфера, человек и материальные системы, созданные че­ловеком, — механизмы, машины, компьютеры, Интернет, производ­ственные комплексы, хозяйственные системы, глобальная техно­сфера и, конечно, различные организации.

В отличие от простых систем сложные системы способны к актам поиска, выбора и активного решения. Кроме того, они обязательно обладают памятью. Все это конкретные материальные системы. Они состоят из (или включают некоторое число) материальных элементов. Если взаимодействия между элементами имеют характер сил или переносов вещества, энергии и информации и могут изменяться во времени, мы имеем дело с динамическими системами. Они выполня­ют функции, относимые к внешней среде, — функции защиты от сре­ды или работы по оптимизации среды, по меньшей мере, одну внеш­нюю функцию — функцию самосохранения.

Довольно полная классификация по уровням сложности предло­жена в таблице:

Открытая система для дости­жения целей существенным образом взаимодействует с другими сис­темами. Понятие открытой системы ввел Л. фон Берталанфи. Откры­тые системы способны обмениваться с внешней средой веществом, энергией и информацией, закрытые системы лишены этой способно­сти. Любая социально-экономическая система принадлежит к классу открытых динамических систем. Именно к открытым динамическим системам применимо понятие самоорганизации.

Системы пытаются классифицировать по степени их организо­ванности, подразумевая при этом структурированность (хорошо струк­турированные, плохо структурированные, неструктурированные). Позднее была предложена более простая классификация: хорошо организованные и плохо организованные, или диффузные, систе­мы; еще позднее, когда появился класс самоорганизующихся систем, соответственно появилось и разделение их на саморегулирующиеся, самообучающиеся, самонастраивающиеся, самоадаптирующиеся. Но все эти классификации достаточно условны.

Под хорошо организованными системами часто понимают системы, в которых исследователь может определить все элементы, связи и детер­минированные зависимости между элементами и целями системы. Как правило, к таким системам относят класс технических систем.

При изучении так называемых плохо организованных, или диффуз­ных, систем не ставится задача определить все компоненты и связи. Система характеризуется набором основных макропараметров и за­кономерностей, с помощью которых можно оценивать поведение системы. В таком случае необходимо ввести понятие вероятности, т.е. выявленные закономерности распространяют на поведение сис­темы с какой-то вероятностью. Поэтому этот класс систем относят к вероятностным или стохастическим системам.

Но сама классификация по признаку «хорошо организованные» или «плохо организованные» не соответствует семантическому смыслу употребляемых слов: названная плохо организованной, ве­роятностная система по уровню организованности выше, чем та, которую авторы назвали хорошо организованной.

О детерминированных системах уже было сказано достаточно. Соци­ально-экономические процессы имеют вероятностный (стохастический) характер. Это означает, что принципиально невозможно в данный момент получить точные сведения о всех процессах, которые происходят в сис­теме, и в деталях предвидеть будущее поведение системы (в противопо­ложность тому, как мы предвидим, что произойдет от нажатия кнопки на стенде управления каким-либо механизмом, который есть детерми­нированная система). Но именно в вероятностных недетерминирован­ных системах проявляются признаки самоорганизации систем. Увели­чивая детерминацию, устанавливая жесткие связи между элементами в системе, можно лишить ее способностей к самоорганизации.

О самоорганизующихся системах будет рассказано ниже. Здесь же мы лишь отметим, что процессы самоорганизации активно идут в системах открытых, сложных, динами­ческих, вероятностных. Класс самоорганизующихся систем характе­ризуется следующими особенностями:

• изменчивостью, нестабильностью, случайностью отдельных параметров и стохастичностъю поведения;
• способностью адаптироваться к изменяющимся условиям среды и помехам (как к внешним, так и внутренним);
• способностью к самосохранению за счет действия системных за­конов и принципов: развития, синергии, информированности-упорядоченности, гармонии и др.;
• способностью вырабатывать цели, варианты поведения и изме­нять структуру.

Таким образом, повышение организованности, вернее самооргани­зованности, наблюдается именно в открытых, стохастических, дина­мических системах.