URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Емельянов С.В. Труды ИСА РАН: Общая теория систем. Динамические системы. Математические модели социально-экономических процессов
Id: 161834
 
402 руб.

Труды ИСА РАН: Общая теория систем. Динамические системы. Математические модели социально-экономических процессов. Т.62. Вып.1

URSS. 2012. 104 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-396-00452-8.

 Оглавление

Общая теория систем
 Целеустремленные системы, эволюция и субъектный аспект системологии
В.Ф.Петренко, А.П.Супрун
 Классификация и обзор погранометрических моделей
В.В.Шумов
 Междисциплинарный подход на основе гомогетерогеники в исследовании качества жизни городских поселений
А.В.Потапов
 Формирование сегмента научных сетей в Рунете
М.Е.Соколова
Динамические системы
 Численное исследование перехода к турбулентности в задаче о двумерном течении вязкой сжимаемой проводящей жидкости в канале с симметричным расширением
Н.М.Евстигнеев, Н.А.Магницкий, О.И.Рябков
 Бегущие волны, импульсы и диффузионный хаос в возбудимых средах
Т.В.Карамышева, Н.А.Магницкий
 Бифуркационная диаграмма гамильтоновой системы Матье--Магницкого
М.А.Королькова
Математические модели социально-экономических процессов
 Структура вероятностной макросистемной демо-экономической модели (часть II)
А.С.Алиев, А.Ю.Попков, Ю.С.Попков
 Комплексная модель макроэкономики
 Системный подход к построению комбинированных схем ипотечного кредитования
М.Ф.Тубольцев, С.И.Маторин, О.М.Тубольцева
Abstracts

 Целеустремленные системы, эволюция и субъектный аспект системологии (отрывок)

В. Ф. ПЕТРЕНКО, А. П. СУПРУН

Аннотация. В системологии восстанавливается в своих правах категория цели. Однако исследования ограничиваются в основном закрытыми системами и носят объектный характер, хотя к объекту не применим телеологический принцип. В статье обсуждаются вопросы о возможностях включения в системный анализ субъекта и подходы к исследованию эволюционных процессов в открытых системах. Рассматриваются проблемы субъектного подхода в психосемантике.

Ключевые слова: системология, телеологический принцип, субъективный и объективный подходы, открытые системы, эволюционные процессы, ментальная карта, семантическое пространство.

Введение

В развитии системного подхода исторически можно выделить три периода. Античный период характеризовался в основном целостным взглядом на природу, связанным с нерасчленяемостью тогдашних первичных элементов: земли, воды, воздуха и огня; умозрительным подходом, оторванным от эксперимента, и широким использованием категории цели. Так, например, падение камня объяснялось его желанием вернуться на место (Аристотель, 1976).

Умозрительные построения античной науки сменились в XVII веке современным естественно-научным подходом, связываемым, прежде всего, с именем Ньютона. Для ньютоновского периода с его методологией физикализма характерно соединение экспериментального и умозрительного (математического) подходов, сведение изучения целого к исследованию его частей, "изгнание" категории цели, хотя рудименты целевых функций остались и свелись к принципам Природы, которую, в этом случае, стали писать с большой буквы. Принципы физики (наименьшего действия, возрастания энтропии и др.), биологии (естественного отбора и пр.) фактически соответствовали целям ("потребности") Природы как субъекта. Эти принципы, фактически, были объяснительными категориями для ответов на вопрос: почему явление протекает так, а не иначе. По А.Эйнштейну, "понять эмпирическую закономерность как логическую необходимость". Такой подход реализует принцип оптимальности (иначе его называют еще экстремальным или вариационным принципом) -- утверждение о минимуме (или максимуме) некоторой величины ("функционала", "целевой функции"). В оптике это принцип скорейшего пути Ферма, в механике -- принцип наименьшего действия, в термодинамике -- принцип максимума энтропии. Именно телеологическая составляющая экстремальных принципов вызвала сильнейшее неприятие их, когда в 1744 г. П.Мопертюи представил Парижской академии наук мемуар, в котором предлагался новый универсальный принцип механики -- принцип наименьшего действия: истинное движение отличается от всех возможных тем, что для него величина действия минимальна. Мемуар вызвал среди ученых того времени ожесточенную полемику, далеко выходящую за рамки механики. Главным предметом спора было: являются ли события, происходящие в мире, причинно обусловленными или они телеологически направляются неким высшим разумом посредством "конечных причин", т.е. целей? Сам Мопертюи подчеркивал и отстаивал телеологический характер своего принципа и прямо утверждал, что "экономия действия" в природе доказывает существование Бога. Оставляя в стороне рассуждения о божественном, все же стоит отметить, что, применяя телеологические принципы, мы неявно относимся к Природе, как к субъекту, реализующему некоторые цели. Это довольно близко к высказыванию А.Эйнштейна: "Я верю в бога Спинозы, который проявляет себя в упорядоченной гармонии сущего, но не в бога, который интересуется судьбами и поступками человеческих существ" (Ronald W.Clark, 1971).

Современный системный подход развился из понимания невозможности сведения всех свойств сложной системы к ее элементарным составляющим (эмерджентность), невозможности классического экспериментального подхода (например, для сложных уникальных систем), а также восстановления в правах категории цели. Поскольку для сложных систем определяющими оказались не вещественно-энергетические, а структурно-поведенческие качества, то последние и стали основным объектом системологии как науки. В отечественной психологии этот подход связывают обычно с работами П.К.Анохина (1975), Н.А.Бернштейна (1966), А.Р.Лурии (1969) и др.. 

Общие принципы системного анализа

Общая теория систем была предложена Л. фон Берталанфи в 30-е гг. XX-го века. Основной его идеей является признание изоморфизма законов, управляющих функционированием системных объектов. Он также ввел понятие и исследовал открытые системы -- системы, постоянно обменивающиеся веществом и энергией с внешней средой.

Сам Берталанфи считал, что следующие научные дисциплины имеют (отчасти) общие цели или методы с теорией систем:

Кибернетика, базирующаяся на принципе обратной связи.

Теория информации, вводящая понятие информации как некоторого измеряемого количества и развивающая принципы передачи информации.

Теория игр, анализирующая в рамках особого математического аппарата рациональную конкуренцию двух или более противодействующих сил с целью достижения максимального выигрыша и минимального проигрыша.

Теория принятия решений, анализирующая рациональные выборы внутри человеческих организаций.

Топология, включающая неметрические области, такие, как теория сетей и теория графов.

Факторный анализ, то есть процедуры выделения факторов в многопеременных явлениях в психологии и других научных областях.

Общая теория систем в узком смысле, пытающаяся вывести из общих определений понятия "система", ряд понятий, характерных для организованных целых, таких, как взаимодействие, сумма, механизация, централизация, конкуренция, финальность и т.д., и применяющая их к конкретным явлениям.

Рассмотрим кратко основные положения теории систем в наиболее формализованном изложении М.Месаровича (Месарович, 1966; Месарович, Такахара, 1987), признанного авторитета в этой области, научного руководителя ЮНЕСКО по проблемам Глобальных изменений, члена Римского клуба.

"Иерархическая структура, в какой бы форме она не проявлялась в организации и как бы ни изображалась на блок-схемах, играет, как и в поведенческой теории, второстепенную роль. В качестве основных характеристик участников используются имеющиеся у них мотивы, например, "побуждение производить" или "побуждение участвовать", вне прямой связи с местом, которое они занимают в организации" (Месарович, Такахара, 1987. С.35). Таким образом, телеологический статус теории устанавливается в самом начале.

Теория многоуровневых систем характеризуется следующими особенностями:
1) "акцентирует внимание на иерархических структурах; иерархическое расположение элементов, принимающих решение, рассматривается как одна из наиболее важных характеристик организации";
2) "она рассматривает участника как систему, принимающую решение(или выбирающую цель)в смысле современных поведенческих или, более определенно, мотивационных подходов. В ней явным образом учитываются уровни удовлетворения и расхождения между действительными и операционными, фактически наблюдаемыми целями";
3) "она явным образом учитывает тот факт, что важнейшей особенностью организации неизменно является ее "организующая" рольв налаживании взаимной связи подсистем, принимающих решние" (Там же, с.  35--36);
4) Отношения между вышестоящими и нижестоящими элементами воможно посредством вмешательства "на уровне целей, на уровне представлений(образов, моделей) и на уровне ограничений"(Там же, с.37).

Одной из самых существенных структурных характеристик организации является специализация и неизбежно сопутствующая ей координация: "...организация всегда возникает в результате выделения отдельных видов работ и передачи их особым специализированным единицам. В широком смысле слова специализация приводит к образованию "целевых" и "функциональных" органов, появлению в системе так называемых "линейных" (lint) и "вспомогательных", или "обеспечивающих" (staff) элементов.... Линейные элементы обычно определяют, что и когда будет сделано, тогда как вспомогательные элементы вырабатывают, например, рекомендации, как это может быть сделано наилучшим образом" (Там же. С.40). Следует заметить, что сама специализация в подсистемах возникает из потребности и мотива "надсистемы" в процессе ее эволюции.

Очевидно, что сверхцентрализация сложной системы делает ее неэффективной. "Проблема децентрализации по существу сводится к тому, как следует выбрать налагаемые на отдельные элементы ограничения, чтобы обеспечить преуспевание корпорации в целом. Стандартный способ координирования децентрализованных организаций состоит в использовании механизма цен; координация строится по аналогии с принципами функционирования свободного рынка или основанной на свободной конкуренции экономики. Допускается обмен продуктами между подразделениями, причем, для обмениваемых товаров устанавливаются внутренние цены; задача эффективной децентрализации сводится, таким образом, к выбору этих внутренних цен" (Там же. С.41--42). Очевидно, что механизм цен -- это частный случай принципа "согласования", используемого при определенных ограничениях. "Нет причин, по которым децентрализация в организации не могла бы основываться и на других принципах в условиях, резко отличающихся от тех, которые вытекают из аналогии с рыночным механизмом. Можно предвидеть, что выбор подходящего принципа, а также формы его применения будет завесить от типа рассматриваемой организации" (Там же. С.47). Механизм цен, безусловно, мощный принцип регуляции в любой сложной системе. В биологии его можно проследить как на клеточном уровне, так и на органном. Например, нейрон можно рассматривать как организм, получающий необходимые метаболиты из своей "микросреды" (Александров, 2003).

Авторы вводят три понятия уровней системы: а) уровень описания или абстрагирования; б) уровень сложности принимаемого решения; в) организационный уровень. Для их различения вводятся следующие термины: "страта", "слой" и "эшелон". В данной работе нас будет интересовать в первую очередь первый уровень. Стратифицированное описание фактически есть описание одной и той же системы с различных точек зрения. Например, ЭВМ может быть описана как с точки зрения физических процессов, так и логических (программных). Поскольку финитная (по Гильберту) теория описывает изолированную систему, то авторы специально уточняют этот аспект: "Для успешного анализа необходимо, чтобы рассматриваемое явление было в достаточной степени изолированным: следовательно, явление должно охватывать все сильно взаимодействующие аспекты". Однако "существуют объекты исследования, такие, как человек и его естественное или экономическое окружение, которое нельзя выделить и изучать изолированно, как это делается в специализированных областях науки" (Месарович, Такахара, 1987. С.48--49). С этим можно согласиться, но далее авторы делают не совсем понятные заключения: "В самом деле, ограничение, скажем, только биологическим исследованием уже само по себе означает изоляцию, ибо совершенно очевидно, что рассматриваемая система (человек) может быть описана также, с одной стороны, на страте химии или физики, а с другой -- на страте экологии или экономики" (с.57). Поскольку любое знаковое описание в рамках классических финитных концепций уже является ограниченным и предназначено для моделирования изолированных систем, то расширение языков описаний (страт) никак не снимает это ограничение. Далее: "Аспекты описания функционирования системы на различных стратах в общем случае не связаны между собой, поэтому принципы и законы, используемые для характеристики системы на любой страте, в общем случае не могут быть выведены из принципов, используемых на других стратах. Принципы выполнения расчетов или программирования нельзя вывести из физических законов, лежащих в основе работы ЭВМ на нижней страте, и, наоборот" (с.60). В последнем заключении, похоже, содержится противоречие. Как можно моделировать систему, если ее описания на различных уровнях совершенно не связаны? Как могут эволюционировать системы, если их принципы на разных уровнях не скоординированы. Во всяком случае, в физике из более общего принципа наименьшего действия можно получить частные законы сохранения энергии, импульса и др. Из квантово-механического описания в предельном случае получаются классические законы и, как отмечают сами авторы, специалист по квантовой механике все же способен объяснить водородные связи в химии на основе волнового уравнения (с.62). Да и ниже признается, что "Существует асимметричная зависимость между условиями функционирования системы на различных стратах. Требования, предъявляемые к работе системы на любой страте, выступают как условия или ограничения деятельности на нижестоящих стратах. Например, если ЭВМ используется для определенных расчетов, необходимость выполнения арифметических и других операций накладывает определенные ограничения на используемые для их реализации физические процессы" (с.60). Правда последний пример несколько озадачивает -- что здесь понимается под физическими процессами и ограничениями на них? Арифметические процессы могут реализовываться и на механическом и на электронном уровне и на логарифмической линейке. А на законы Максвелла трудно наложить ограничения. Другое дело -- начальные и граничные условия, но они относятся не к "физическому процессу" как таковому, а к тому, в какой форме он проявляется в данных условиях.

"На каждой страте имеется свой собственный набор терминов, концепций и принципов. То, что является объектом рассмотрения на данной страте, более подробно раскрывается на нижерасположенной страте: элемент становится набором; подсистема на данной страте является системой для нижележащей страты". Если принять, что объект "более подробно раскрывается на нижерасположенной страте", то, во всяком случае, наборы "терминов, концепций и принципов" должны быть согласованы и выводимы из вышележащих страт (по крайней мере). "На любой данной страте мы изучаем поведение соответствующих систем с точки зрения их внутреннего механизма и эволюции, в то время как их взаимодействие при образовании новой системы изучается на вышележащей страте. Это замечание весьма существенно, ибо показывает, что изучение на нижней страте не всегда лучше, или основательнее, чем на верхней" (с.60). Здесь неясен термин "внутренняя эволюция", примененный к изолированной подсистеме. "Следует отметить, что отношение "объект -- система" для описаний на различных стратах ведет к иерархии соответствующих языков описания.... Эти языки в свою очередь образуют иерархию с семантическими отношениями между любыми двумя последовательными членами иерархии" (с.60). Последнее предложение плохо согласуется с утверждением о том, что "Аспекты описания функционирования системы на различных стратах в общем случае не связаны между собой... ". Похоже, что здесь явная терминологическая путаница между объяснительной парадигмой конкретной науки, теорией и языком. Во всяком случае, авторы, выстраивая свою парадигму, используют язык математики и теорию множеств. Именно это позволяет им подходить к описанию систем в различных областях знания (физики, химии, биологии, экономики и др.) с единых позиций. Можно понять принцип стратификации, если рассматривать ряд смежных концепций (или наук), но использовать экономическую и физическую парадигму в рамках одной системы вряд ли возможно. На странице 62 авторы приводят следующую цепочку страт: "Мы имеем ряд последовательных процессов: биолог объясняет передачу наследственных свойств воспроизведением ДНК; биохимик объясняет это воспроизведение формированием пар основных комплементарных нуклеотидов; химик объясняет парность наличием водородных связей; специалист по молекулярной физике объясняет сами водородные связи межмолекулярными электрическими потенциалами; специалист по квантовой механике объясняет потенциалы на основе волнового уравнения". И далее: "Обращаясь к нижним стратам, можно более точно и детально объяснить, каким образом система функционирует, как осуществляется та или иная конкретная операция. С другой стороны, при движении вверх по иерархии описание становится более широким, охватывая большее число подсистем... В таком более широком контексте легче понять смысл и назначение подсистем". С последним можно согласиться -- биология полнее раскрывает смыл и направление эволюции, чем химия, однако, вряд ли биология располагает более общими принципами, чем квантовая механика. С позиции принципа причинности, скорее, биологические закономерности должны соответствовать квантовой механике и быть скоординированы с физическими законами, чем наоборот. Впрочем, телеологический принцип нарушает причинность, и тогда, конечно, можно объяснить появление законов квантовой физики (после Большого Взрыва) эволюционной целью Универсума -- реализовать биологические системы (фактически это переформулировка антропного принципа в космологии: "Вселенная такова, потому, что мы в ней существуем").

"Понимание системы возрастает при последовательном переходе от одной страты к другой: чем ниже мы спускаемся по иерархии, тем более детальным становится раскрытие системы; чем выше мы поднимаемся, тем яснее становится смысл и значение всей системы. Можно показать, что объяснение назначения системы с помощью элементов той же самой страты по существу есть лишь сжатое описание системы, а для правильного понимания функционирования системы необходимо ее описание с привлечением элементов нижележащих, т.е. более детализированных страт" (с.61). Вообще-то с точки зрения эволюции уровень конкретизации и "детализации" растет при переходе на следующую ступень развития: степень обобщения в квантовой механике выше, чем в химии и биологии. Видимо авторы здесь имеют в виду большую "элементарность" нижнего уровня по сравнению с высшим. А что касается иерархии языков, то эволюционные отношения в них можно построить, если они соотносятся как язык и метаязык, объясняющий язык нижнего уровня.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце