книги / Системный подход в современной науке

ским аппаратом, основанный на теории гомеостатического управления // Пробле­ мы и технологии создания и использования космических систем и комплексов на базе малых КА и орбитальных станций. II межведомственный научно-практичес­ кий семинар. Тезисы докладов. М.: ГКНПЦ им. Хруничева, 1998; Он же. Подход к разработке проектной модели космического аппарата на основе теории гомео­ статического регулирования // Там же.

9 Эти аспекты фундаментально разработаны школой концептуального проек­ тирования, возглавляемой С.П. Никаноровым (см. например: Никаноров С.П., Ни­ китина Н.К., Теслинов А .Г Введение в концептуальное проектирование АСУ: Ана­ лиз и синтез структур. М., 1995; Никаноров С.П. Концептуальные методы // Про­ блемы и решения. Научно-практический сборник. № 12 (2001). М., 2001).

10 Альтшулер Г.С. Алгоритмы изобретения. М., 1969.

11 Сетров М.И. Основы функциональной теории организации. Л., 1972.

12 Хайдеггер М. Время и бытие. М., 1993.

В.Г. Горохов

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ БЕРТАЛАНФИ, ВОЗНИКНОВЕНИЕ СИСТЕМОТЕХНИКИ И НОВОЕ ПОНИМАНИЕ НТП

КАК УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

1. Теория открытых систем Берталанфи была связана, с одной сто­ роны, с развитием антимеханистических тенденций в биологии1, с дру­ гой же — с дальнейшим развитием механической модели объяснения функционирования организма2, как опоры нового более изощренного механистического объяснения в кибернетике и системотехнике3.

Людвиг фон Берталанфи, исходя из посылки о необходимости пе­ реноса центра тяжести исследований с частей на органическое целое и отвергая в то же время витализм, формулирует сначала в своих ра­ ботах по теоретической биологии новый организмический подход: биологический порядок является специфическим и выходит за преде­ лы закономерностей сферы неживой природы, но мы можем все бо­ лее и более глубоко продвигаться в исследовании биологических про­ цессов с целью установить более точные законы, соответствующие сущности органического, т. е. органические системы подчиняются иным закономерностям, чем неорганические. Механистическое на­ правление в биологии пыталось исследовать физическими методами свойства и характер отношений органических структур и объяснить их с помощью физико-химических законов. Однако приспособление, са­ морегуляция и самовоспроизведение не могут быть полностью объяс­ нены исходя из физико-химических принципов. Берталанфи подчер­ кивает целостный характер органических структур. Организм должен рассматриваться как динамическая система, и задача «организмической» биологии заключается в нахождении и формулировке законов, которым подчиняются свойства и отношения этих систем. Сам Берта­ ланфи следующим образом резюмирует суть организмического под­ хода: целостный подход к системам вместо аналитически-сумматив- ного подхода, динамическое представление вместо статического и машинного, рассмотрение организма как прежде всего активности,

а не в плане реактивности. Эти посылки означают, по его мнению, пре­ одоление противоречий между механицизмом и витализмом. Организмический подход признает необходимость и возможность комби­ нирования глубокого и последовательного анализа, определяющего отдельные компоненты, с выявлением организационных закономер­ ностей, в соответствии с которыми эти части и частичные процессы объединяются в единое целое. Позднее Берталанфи была сформули­ рована теория открытых систем (т. е. систем, обменивающихся с ок­ ружающей средой энергией и материей), которая позволила объяс­ нить процессы роста, приспособления, регуляции и вопросы равнове­ сия биологических систем. Она и легла в основу его общей теории си­ стем (ОТС), ставшей исходным пунктом системного движения во мно­ гих областях современной науки и техники.

Норберт Винер, развивая кибернетический подход, имел в виду общность процессов регулирования и информационного обмена

иу животных, и у машин. Он считал, что автоматы взаимодействуют, как и организмы, с окружающей средой — могут принимать и запо­ минать внешние образы (имеют органы восприятия, датчики и экви­ валент нервной системы) и соответственно им действовать в этой среде, даже корректировать свою деятельность. Поэтому они могут быть хорошо описаны с помощью физиологических представлений

иобъединены с механизмами физиологии в одну общую теорию. Ки­ бернетика пытается показать, что механизм обратной связи являет­ ся основой телеологичности, или целенаправленного поведения, как

всозданной человеком машине, так и в живом организме и в соци­ альной системе. Берталанфи возражает, что в данном случае техни­ ческие системы являются открытыми для обмена информацией, а не энергией и материей, как у органических систем. Говоря о близости идей кибернетики и ОТС, Берталанфи подчеркивает и их различие

впроисхождении и в базисных моделях (контур обратной связи вме­ сто динамической системы взаимодействий) при общем интересе к проблемам организации и телеологического поведения. ОТС явля­ ется результатом не военных и технических разработок, как киберне­ тика, а фундаментальных наук, в частности биологии, однако для этих дисциплин характерны в одинаковой степени междисциплинарность и методологическая направленность, в них исследователь первона­ чально абстрагируется от внутренних свойств системы, анализируя только ее внешние связи (принцип «черного ящика»), а иерархичес­ кое рассмотрение систем является руководящим принципом и допол­

няется описанием элементов, «кирпичиков», составляющих систему и связей между ними. Отвлечение от вещественного субстрата мате­ риальных процессов и рассмотрение их функциональных зависимо­ стей является одним из основных требований и кибернетики, и ОТС. Однако предметом исследования кибернетики являются системы уп­ равления и информационные аспекты этих систем, а системотехни­ ки — первоначально сложные технические или человеко-машинные системы, сфера же ОТС распространяется на любые системы, а так­ же любые аспекты и срезы систем.

2. Системотехника развивает методы управления разработкой проектов и созданием так называемых больших систем и возникла прежде всего как попытка представления сложных человеко-машин­ ных комплексов в виде иерархических систем, находящихся в посто­ янном взаимодействии с окружающей средой4: перенесение модели технической системы, взятой из кибернетики и теории систем, т. е. как поточной системы, через которую протекают потоки вещества, энергии и информации (см., например, Гослинг5) на человека (см., на­ пример, перечни Фитца6) и всю человеко-машинную систему в целом, а затем корректировка этих представлений на базе развития антро­ потехники, инженерной психологии, эргономики и т. д. и перенесение их на технические компоненты и системы и всю систему в целом (см., например, Синглтон7).

Перенос механических свойств и функционирования машины на объяснение живого организма (независимо от оценки продуктивнос­ ти этой исследовательской программы для изучения организма) имел следствием проведение сравнительного анализа организма и маши­ ны, который оказался впоследствии весьма продуктивным для раз­ вития машинной техники. Такого рода сравнения привели к тому, что некоторые свойства организмов были перенесены на машины, и ста­ ли говорить о природе машины, памяти компьютера, самообучаю­ щихся роботах, эволюции технических изобретений по типу естест­ венного отбора и т. п. Это привело и ко многим продуктивным техни­ ческим решениям и разработкам, и к изменениям в научной картине мира, развитию системной картины мира и кибернетических пред­ ставлений на основе обобщения не только физических и техничес­ ких, но и биологических моделей действительности. В конечном сче­ те некоторые характеристики живых систем переносятся на техниче­ ские системы и служат прообразом для создания новых типов таких систем:

(1)живые системы — это саморегулирующиеся системы и систе­ мы с адаптацией, что соответствует явлению гомеостазиса в слож­ ных технических системах (как достижение баланса в живом организ­ ме) и имеет прототипом терморегуляцию у теплокровных животных;

(2)самоорганизация живых систем переносится как образец на сложные технические системы — система организует саму себя

впроцессе прогрессивной дифференциации, эволюционируя от со­ стояния простого к состоянию более высокого уровня сложности;

(3)способность к обучаемости живых систем становится прообра­ зом создания обучающихся автоматов, а позднее сложных вычисли­ тельных комплексов и систем с искусственным интеллектом (речь идет, например, о моделировании информационных процессов в моз­ ге, анализе нейронных сетей, психологических механизмов работы мозга и создании на этой основе вычислительных систем и программ, экспертных систем, развитии инженерии знаний, т. е. представления знаний для компьютерных систем и т. д.);

(4)моделирование поведения живых систем становится основой для создания прототипов новых технических систем, например, в тех­ нической биологии и бионике.

Отсюда напрашивался следующий шаг — перенесение эволюци­ онных представлений из биологии в сферу физических систем. Не только отдельные физические системы, но и мир в целом (Все­ ленная) стал рассматриваться как органическое целое, как динами­ ческий процесс, как самоорганизующаяся система (перенесение ки­ бернетических принципов, взятых из биологии и обобщенных в ки­ бернетике на мир неживой природы), как эволюционирующая систе­ ма (глобальный эволюционизм), как сложный объект комплексного исследования.

Сфера приложения системного проектирования расширяется прак­ тически на все сферы социальной практики (обслуживание, потребле­ ние, обучение, управление и т. д.), а не только на промышленное про­

изводство. Наряду с системотехническим проектированием формиру­ ется социотехническое проектирование (например, градостроитель­ ное, эргономическое, организационное и т. п.), задачей которого ста­ новится целенаправленное изменение социально-организационных структур, фактически проектирование систем деятельности, и главное внимание должно уделяться не машинным компонентам, а социальным и психологическим аспектам. Собственно, и современное инженерное проектирование видоизменяется под влиянием системного проектиро­

вания: сегодня в нем речь идет не о разработке отдельных техничес­ ких средств, а о проектировании всей системы деятельности, в кото­ рую они включаются (системы обслуживания, управления, функциони­ рования этих средств), а также об организации самой деятельности по созданию сложной технической системы, разработке проекта пред­ стоящей проектной деятельности, без чего оказывается невозможной практическая координация разработчиков отдельных подсистем.

Таким образом, можно констатировать смещение акцентов в сис­ темном проектировании с проектирования технических компонентов на создание программных аспектов сложных систем и проектирова­ ние информационных потоков в сложных системах8, замыкающихся на человеческие компоненты. Однако человеческие компоненты не рассматриваются более лишь как хотя и важные, но элементы чело­ веко-машинных систем, поскольку в этом случае теряется решающий социальный аспект9. Речь идет о проектировании, а фактически в большей степени об организации и реорганизации социо-техниче- ских систем, где акценты явно смещаются на исследование и орга­ низацию систем человеческой деятельности, в которых машинные, технические компоненты играют второстепенную роль и на первый план выходит системный менеджмент и проектирование организаци­ онных структур10. С этим связаны, например, попытки использовать представления о самореферентных и автопоэтических системах по Луману для перехода от ставших уже традиционными и малопродук­ тивными в этой области системно-кибернетических представлений к представлению о социо-технической и человеко-машинной систе­ ме, призванной поддерживать устойчивое равновесие с окружающей социальной и природной средой. Реализация этого представления в сфере системного анализа, проектирования и менеджмента дея­ тельности предприятий (современных хозяйственно-технологических комплексов) связана с изменением парадигмы в теории систем: пе­ реход от различения часть/целое к различению система/окружающая среда, от открытой системы к самореферентной системе, от самоор­ ганизации к автопоэсису, от статической к динамической стабильно­ сти, от простого наблюдения к рекурсивному, анализу рефлексивных отношений, от проектирования и контроля к автономии систем, раз­ витие дифференцированно-теоретического и антионтологического подхода.

Смысл этого нового подхода заключается в том, что система рас­ сматривается с энергетической точки зрения как открытая, а ее вну­

тренние процессы и организация являются полностью закрытыми по отношению к окружающей ее среде. Поэтому автопоэтическая сис­ тема репродуцируется в ходе закрытого для внешней среды рекур­ сивного процесса, в котором она сама воспроизводит и сохраняет свои составные части. Основная идея автопоэсиса заключается в ха­ рактеристике самоконституирования единства с помощью релятивирования элементов и самовоспроизводства в ходе закрытого цикла. В этом и заключается переход от внешнего проектирования и контро­ ля за системой к ее автономному рассмотрению как «организацион­ ной закрытости», т. е. «открытости при закрытости». Самореферентность системы представляет собой ее способность постоянно самопределять отношение к самой себе и отдифференцировать себя от отношений к окружающему миру, а также перманетно селектировать свои внутренние связи и элементы. Но главной предпосылкой явля­ ется здесь способность системы к упорядочению вещей по отноше­ нию к самой себе и по отношению к окружающей ее среде, т. е. спо­ собность проводить такого рода различение, и способность к сопря­ жению системы со средой или системы с ее элементами, что вытека­ ет из необходимости, с одной стороны, проводить границы, а с дру­ гой — связывать воедино. В теории самореферентных систем про­ блематика субъект-объектных отношений замещается отношением «система — окружающая среда», другими словами: система сама «автоонтологизирует» себя с помощью самореферентного опериро­ вания, т. е. система конструирует окружающую среду как данную ре­ альность и через эту процедуру утверждает и себя саму как реально существующую. Это обозначается как «деонтологизация» предме­ тов, поскольку реальность переносится в сферу оперативной, самореферентной репродукции систем. Решающей мыслительной проце­ дурой в этой теории становится тогда не мышление в терминах функ­ ций или структур, а проведение различений (между системой и окру­ жающей средой, открытостью и закрытостью, элементами и отноше­ ниями и т. д.), следствием чего является динамизация понятий систе­ мы и элемента. Системе окружающая среда, которая рассматрива­ ется лишь относительно данной системы, требуется, собственно го­ воря, только для того, чтобы иметь возможность ограничить, т. е. кон­ ституировать себя. Одним из центральных понятий лумановской те­ ории систем является понятие самонаблюдения. По Луману, система только тогда существует, когда она сама себя наблюдает, т. е. иден­ тифицирует себя, отделяя от окружающей среды. Важно, однако| 0т-

личать окружающую среду некоторой определенной системы от сис­ тем в этой ее окружающей среде. Существует, таким образом, некий «наблюдатель второго порядка», способный понять, что самонаблю­ дение отграничивает то, что другие системы (в качестве «наблюда­ телей первого порядка» или «внешних наблюдателей») осознают как мир, в котором они существуют. Многократное повторение процеду­ ры дифференциации системы и окружающей среды, направленное внутрь данной системы, ведет к выделению в ней иерархии подсис­ тем и одновременно к редукции сложности этой системы. Автопоэсис в данном контексте означает самоорганизацию, самоконституирование и саморепродукцию системы через построение подсистем. По­ скольку же целью создания организаций в организационном или со­ циальном проектировании является преодоление, редукция сложно­ сти с помощью упорядочения систем человеческой деятельности че­ рез механизмы самоорганизации, то применение здесь теории самореферентных систем оказывается вполне оправданным. Она являет­ ся конструктивным и интегрирующим инструментом междисципли­ нарного сотрудничества при проведении исследования (и проектиро­ вания) организаций в рамках проблемной области экономики пред­ приятия. Согласно этой теории развитие системы — это активный процесс с сильным акцентом на самоответственность и перманент­ ную саморефлексию, в котором не организации выполняют опреде­ ленные функции для окружающей среды, а окружающая среда ока­ зывает влияние на саму себя через любую деятельность, которую предусматривает данная организация. При этом «конструктор орга­ низации должен осознавать, что проектирование организации пред­ ставляет собой вмешательство, имеющее следствием изменения. которые невозможно рационально оценить»11.

3. В рамках системного анализа можно выделить два уровня или направления исследований, первое из которых относится к внутри­ фирменному планированию, моделированию, проектированию и ор­ ганизации деятельности предприятия, второе — к проблематике пла­ нирования развития целых отраслей промышленности, науки и тех­ ники или даже национальной экономики, народного хозяйства стра­ ны или сообщества стран в целом и даже глобального прогнозирова­ ния и моделирования мировой динамики. Первое направление сис­ темного анализа самым тесным образом смыкается с развитием си­ стемотехники (поскольку проектирование, разработка, создание, ор­ ганизация производства, функционирование и даже исследование

больших технических систем представляет сегодня комплексную хо­ зяйственную структуру — то, что и выражает понятие «предприя­ тие»)12, второе — с оценкой развития техники и технологии, научнотехнической политикой.

В последние годы разработка проблематики системного анализа связывается с исследованием социальных, экономических, экологи­ ческих и других последствий развития техники, поскольку сегодня мы находимся в принципиально иной ситуации, когда непринятие во вни­ мание последствий внедрения новой техники и технологии может привести к необратимым негативным результатам для всего челове­ чества и окружающей среды. Кроме того, мы находимся на той ста­ дии научно-технического развития, когда такие последствия возмож­ но и необходимо хотя бы частично предусмотреть и минимизировать уже на ранних стадиях разработки новой техники и технологии. Этой задаче и призван служить системный анализ последствий научнотехнического развития. Такие последствия развития атомной энерге­ тики, как чернобыльская катастрофа, не всегда возможно предска­ зать. Но необходимо хотя бы пытаться это сделать по отношению к новым проектам, проводить соответствующие исследования, вы­ слушивать мнения оппозиционеров еще до принятия окончательного решения, создать правовые механизмы, регулирующие все эти во­ просы. В развитых западных странах это связано с так называемой оценкой техники.

Быстро нарастающие изменения окружающей среды, вызванные неконтролируемым промышленным развитием, невозможно взять под контроль без использования политических средств. «С развити­ ем* современных технологий... возникают новые виды рисков и опас­ ностей, которые ставят перед государством задачи не столько ком­ пенсаторные, связанные с устранением уже нанесенного ущерба, сколько превентивные». Становится необходимым «долгосрочное планирование, которое должно относиться как к предвосхищению но­ вых технических возможностей, так и к расчету и устранению рисков. Чтобы правильно решить эти задачи, государство должно мобилизо­ вать достаточный научно-технический потенциал. Иными словами, возникает тесная связь науки и политики», которая и выражается, в частности, в форме оценки техники как вида научно-технически-по- литического консультирования13.

В1966 г. подкомиссия Конгресса США по науке, исследованию

иразвитию комиссии по науке и космическим полетам подготовила

доклад о следствиях и побочных следствиях технологических инно­ ваций. В 1967 г. председатель этой подкомиссии представил проект закона о создании «Совета по оценке техники». 13.09.1972 г. прези­ дент США подписал закон об оценке техники, предусматривающий создание бюро по оценке технике (Office of Technology Assessment — OTA) при Конгрессе США, задачей которого стало обеспечение сена­ торов и конгрессменов объективной информацией в данной области. Одновременно в самом Конгрессе был создан Совет по оценке тех­ нике (Technology Assesstment Board — TAB). В качестве одной из ос­ новных конструктивных задач ОТА — раннее предупреждение нега­ тивных последствий развития техники. После закрытия в 1995 г. это­ го бюро лидирующее положение в области оценки техники занимает Западная Европа. В Гэрманском Бундестаге аналогичная комиссия (Enquete-Komission «Technikfolgenaschatzung») для оценки следствий применения новой техники и создания рамочных условий техничес­ кого развития с акцентом на проблемы охраны окружающей среды была создана в 1986 г. Позднее, в соответствии с парламентским По­ становлением от 16.11.1989 г., на базе отдела прикладного систем­ ного анализа (сегодня Институт системного анализа и оценки техни­ ки) Центра ядерных исследований г. Карлсруэ (с 1995 г. переимено­ ван в Исследовательский центр «Техника и окружающая среда») бы­ ло организовано Бюро по оценке последствий развития техники Гер­ манского Бундестага, в котором работает междисциплинарная груп­ па ученых — представителей естественных, общественных и техни­ ческих наук, с целью улучшения информационной поддержки прини­ маемых решений и интенсификации взаимодействия между парла­ ментом, наукой и общественными группами. Союз немецких инжене­ ров (СНИ) также принял в 1991 г. директивы «Оценка техники: поня­ тия и основания», адресованные инженерам, ученым, проектировщи­ кам и менеджерам, которые структурируют новое техническое разви­ тие, предполагая, что техническая деятельность всегда содержит и оценку техники и что не все технически осуществимое должно быть обязательно создано. Таким образом, техника не может более рас­ сматриваться как ценностно нейтральная и должна отвечать не толь­ ко технической функциональности, но и критериям экономичности, улучшения жизненного уровня, безопасности, здоровья людей, каче­ ства окружающей природной и социальной среды и т. п. Оценка тех­ ники, как и системный анализ, представляет собой планомерное, си­ стематически организованное исследование состояния техники