Становление системного анализа
С позиций современных научных представлений системность всегда была методом любой науки. Возможно, что принципы системности применялись не всегда осознанно, но, тем не менее, любой ученый прошлого, который и не помышлял о системном подходе, так или иначе имел дело с системами и моделями объектов или процессов. Ранее всего системные проблемы были осознаны философами. Следует отметить, что обсуждение системных проблем в таких дисциплинах как философия, логика, математика осуществлялось еще древними учеными. Однако для нас представляет особый интерес развитие системных представлений в применении к системным и техническим дисциплинам.
Первым в явной форме вопрос о научном подходе к управлению сложными системами поставил М.-А. Ампер. Он впервые выделил кибернетику как специальную науку об управлении государством, обозначил ее место в ряду других наук и сформулировал ее системные особенности. Идеи системности применительно к управлению государством развивались в работах польского ученого Б. Трентовского. Он отмечал, что действительно эффективное управление должно учитывать все важнейшие внешние и внутренние факторы, влияющие на объект управления. В своих работах Трентовский пишет, что при выработке управляющего воздействия необходимо учитывать национальные особенности населения с учетом временного аспекта, при одной и той же политической идеологии кибернет (в современной терминологии, лицо, принимающее решение) должен управлять различно в Австрии, России или Пруссии, точно так же и в одной и той же стране он должен управлять завтра иначе, чем сегодня. Трентовский рассматривает общество как систему, которая развивается путем разрешения противоречий. И все-таки общество середины 19-го столетия было не готово к восприятию системных представлений. Прошло еще более полувека, прежде чем системная проблематика прочно заняла свое место в научных публикациях. К числу основоположников теории систем можно заслуженно отнести российского ученого, академика Е.С. Федорова. Основные научные результаты были достигнуты им в области минералогии. Он установил, что существует только 230 типов кристаллической решетки, тем не менее, любое вещество при определенных условиях может кристаллизоваться. Таким образом, было показано, что великое многообразие кристаллов и минералов использует для своего строения ограниченное количество типов структур. Далее им были отмечены аналогичные закономерности в области архитектурных и музыкальных конструкций, языковых построении, строения вещества и ряда других систем. Развивая системные представления Федоров установил ряд других закономерностей развития систем, в частности, им было замечено такое свойство систем как самоорганизация, способность к приспособлению, к повышению стройности.
Следующим этапом в развитии системных представлений явились работы А.А. Богданова, который в начале XX в. начал создавать теорию организации (тектологию) [4]. Основная идея теории Богданова заключается в том, что все существующие объекты и процессы имеют определенный уровень организованности, который тем выше, чем сильнее свойства целого отличаются от простой суммы свойств комплектующих элементов. Именно анализ свойств целого и его частей был впоследствии заложен в качестве основной характеристики понятия сложной системы. Заслугой Богданова явилось также то, что он изучает не только статическое состояние структур, а занимается исследованием динамического поведения объектов, уделяет внимание вопросам развития организации, подчеркивает значение обратных связей, указывает на необходимость учета собственных целей организации, отмечает роль открытых систем. Он подчеркивает роль моделирования и математических методов как потенциальных методов решения задач теории организации.
Позднее идеи теории организации развивались в трудах выдающихся представителей отечественного естествознания И.И. Шмальгаузена, В.Н. Беклемишева и ряда других специалистов, вклад которых во многих отношениях явился решающим в формировании вышеназванной теории.
Вклад русских и советских исследователей в развитие теории систем и формирование системных представлений явился определяющим, поскольку большинство развиваемых ныне идей связано с работами Богданова и трудами его последователей. Однако нельзя не отметить также и зарубежных ученых, работы которых являются основополагающими в области развития теории систем и системного анализа. В первую очередь следует обратить внимание на труды австрийского ученого Л. фон Берталанфи, который в 50-х гг. XX в. организовал в Канаде центр системных исследований. Он опубликовал большое количество работ (например [5]), в которых исследовал взаимодействие систем с окружающей средой. Подчеркнуто большое значение обмена системы веществом, энергией и энтропией с внешним миром, отмечено, что в системе устанавливается динамическое равновесие, которое может быть направлено в сторону усложнения организации, функционирование системы является не просто откликом на изменение внешних условий, а сохранением старого пли установлением нового внутреннего равновесия системы. В своих работах Берталанфи исследует общие закономерности, присущие любым достаточно сложным организациям материи как биологической, так и общественной природы. Берталанфи и организованная им школа последователей в своих трудах пытаются придать общей теории систем формальный характер.
Массовое распространение системных представлений, осознание системности мира, общества и человеческой деятельности связано с именем американского математика Н. Винера. В 1948 г. он опубликовал книгу Кибернетика» [6] и далее «Кибернетика и общество» [7]. в своих трудах он развивает идеи управления и связи в животном мире и машинах, анализирует с позиций кибернетики процессы, происходящие в обществе. Н.Винером и его последователями было указано, что предметом кибернетики является исследование систем. Причем отмечается, что хотя при изучении системы на каком-то этапе потребуется про водить учет ее конкретных свойств, для кибернетики в принципе несущественно, какова природа системы. То есть для изучения систем различных типов, будь она физической, биологической, экономической, орга низационной или вовсе представленной в виде модели, кибернетика предлагает единые подходы к ее исследованию. Ф.И. Перегудов и Ф.П. Та расенко в своей книге отмечают, что с кибернетикой Винера связаны такие продвижения в развитии системных представлений как типизация моделей систем, выявление особого значения обратных связей в системе, подчеркивание принципа оптимальности в управлении и синтезе систем, осознание информации как всеобщего свойства материи и возможности ее количественного описания, развитие методологии моделирования вообще и в особенности идеи математического эксперимента с помощью ЭВМ.
Существенное место в развитии кибернетики занимают советские ученые. Можно отметить многочисленные работы академика А. И. Берга. Фундаментальный вклад в развитие кибернетики внес также академик АН. Колмогоров. Так в период, когда в Советском Союзе кибернетику считали лженаукой и в стране шли горячие дискуссии о сути кибернетики, были сформулированы достаточно общие и полные определения кибернетики. Приведем эти определения: «Кибернетика - это наука об оптимальном управлении сложными динамическими системами// (А.И. Берг); «Кибернетика - это наука о системах, воспринимающих хранящих, перерабатывающих и использующих информацию» (АН Колмогоров).
Наконец, отметим достижения в области исследования систем бельгийской школы во главе с И. Пригожииым. Ученые этой школы исследовал и механизм самоорганизации систем. Они отмечают, что в результате взаимодействия с окружающей средой система может перейти в неравновесное состояние. В результате такого взаимодействия изменяется организованность системы. Переломные точки, в которых наблюдается неустойчивость неравновесных состояний, называются точками бифуркации. Таким образом, согласно теории И. Пригожина [8], материя не является пассивной субстанцией, ей присуща спонтанная активность.