Основные понятия и определения системологии
Стержнем является понятие сложной системы, которая базируется на фундаментальном понятии системы. Под системой понимается множество элементов со связями между ними. Следует сразу отметить относительность этих понятий. Так, элемент данной системы из иерархической структуры мира сам оказывается системой со своими элементами. Фиксация системы делит мир на две части – систему и среду. При этом подчеркивают большую силу связей элементов внутри системы, чем с элементами среды.
Система определяется структурой и поведением (функционированием) эти понятия для системологии являются такими же фундаментальными, как для физикализма – пространство и время.
Под структурой в системологии понимается инвариантная во времени фиксация связей между элементами системы, формализуемая математическим понятием графа.
Изменение структуры системы во времени можно рассматривать как ее эволюцию. Следует различать неформальную и формальную структуру системы.
Для неформального понятия структуры системы характерно рассмотрение «первичных» элементов вплоть до атомов.
Для формального понятия структуры системы характерно рассмотрение в качестве неделимых элементов системы элементы непосредственно нижестоящего иерархического уровня.
Отмеченная относительность понятия структуры позволяет отказаться от него при определении сложности системы и использовать для этого понятия поведение системы.
|
|
|
Под поведением системы понимается ее действие во времени.
С возрастанием уровня иерархии системы возрастает и сложность ее поведения. Это связано с усложнением неформальной структуры системы.
Для определения сложности определим акт решения как выбор альтернатив. Решающей системой назовем систему, поведению которой присущ акт решения.
Системы, включающие в себя в качестве хотя бы одной подсистемы решающую систему, будем называть сложными. В частности, к ним относятся сами решающие системы.
Системы, неспособные к акту решения, будем называть простыми. Стремление системы достигнуть предпочтительного для нее состояния называют ее целенаправленным поведением, а это состояние – ее целью. Целями обладают лишь сложные системы.
Определение модели
Модель это объект заместитель объекта – оригинала.
Модели материального объекта (системы) могут быть материальными или знаковыми.
Материальные модели материального же объекта, называют аналоговыми.
Знаковые модели отражают системы с использованием различных символов, знаков, математических соотношений и выражений.
Системология рассматривает модели не только существующих материальных систем, но и систем, которые могут быть осуществлены в реальном физическом мире (осуществимые модели). Осуществимые модели делятся на имитационные (портретные) и оптимизационные.
|
|
|
Принципы системологии
Как известно физикализм формирует законы природы на основе экспериментов. Другими словами законы являются постулатами, установленными на основе всех предшествующих экспериментов для прогнозирования будущих.
Системология устанавливает законы на принципиально иной логической основе.
1-й принцип (принцип формирования законов)
Постулируются осуществимые модели, а из них в виде теорем выводятся законы сложных систем.
2-й принцип (рекуррентного объяснения).
Присущий физикализму принцип редукции позволяющий объяснять явления на высших иерархических уровнях явлениями на низких уровнях вплоть до атомов не приемлем для системологии. Поэтому системология вынуждена довольствоваться предельно ослабленным принципом объяснения, который называют рекуррентным.
В соответствии с принципом рекуррентного объяснения свойство систем данного уровня – выводится в виде теорем (объясняются), исходя из постулируемых свойств элементов – систем непосредственно нижестоящего уровня и связей между ними. Например, вывод свойств биоценоза из постулируемых свойств и связей составляющих его популяции; вывод свойств популяции из постулируемых свойств и связей составляющих его особей и т.д.
|
|
|
3-й принцип (минимального построения моделей). Теория должна состоять из простейших моделей систем нарастающей сложности. Иначе формальная сложность модели недолжна соответствовать неформальной сложности системы (сложности ее поведения).
Кроме рассмотренных основных принципов системологии важное значение для исследования систем в том числе и сложных имеет знание принципов усложняющегося поведения систем.
Эмпирически обнаружены следующие основные принципы усложнения поведения систем:
вещественно-энергетического баланса (на основе законов сохранения);
гомеостазиса (на основе обратных связей);
выбора решений (на основе индуктивного поведения);
перспективной активности или потребного будущего (предадаптации, опережающей реакции);
рефлексия (опережающее отражение).
Принципы поведения, впервые обнаруженные у систем данного уровня, продолжают сохраняться у всех систем более высокого уровня сложности. Однако определяющими в поведении системы, оказывается принцип впервые возникший на ее уровне сложности.
|
|
|
Так принцип вещественно-энергитического баланса присущ системам самого низкого уровня сложности и сохраняется для всех систем, вплоть до систем высших уровней сложности. Однако, определяющим он является лишь для простейших систем. Уже для так называемых автоматических систем оказывается принцип гомеостазиса. Принцип гомеостазиса сохраняется для всех систем, более сложных чем автоматические.
Для так называемых решающих систем определяющим оказывается принцип поведения, основанный на акте решения. Он же сохраняется для всех систем, превосходящих по сложности поведения решающей системы, например самоорганизующихся. Его особое место среди принципов усложняющегося поведения определяется хотя бы тем, что он является простейшим проявлением поведения живого по сравнению с неживым в физико-биологической иерархии (сложным техническим системам так же присущ акт решения)
Важнейшим, особенно для биосистем (у них он и был впервые обнаружен), является принцип перспективной активности. Он возникает на уровне биосистем более сложных, чем простейшие но еще таких, которые не обладают интеллектом. Такого рода системы условно называют предвидящими. Уровень их сложности должен превышать уровень сложности среды и они должны обладать достаточно мощной памятью (например, генетической). Помня исходы своих взаимодействий со средой до данного момента времени и полагаясь на то что «завтра будет примерно то же, что и сегодня» они могут заранее подготовить свою реакцию на возможные будущие воздействия среды. Для особей этот принцип известен как эффект перспективной активности, для популяции – как эффект предадаптации.
Принцип рефлексии связан с поведением интеллектуальных партнеров, основанным на рассуждениях типа «он думает, что я думаю» и т.д. характерен для поведения систем обладающих интеллектом.
Резюме:
В качестве резюме следует подчеркнуть важность для теории сложных систем, использования основных принципов системологии:
1. Согласно первому принципу теория состоит из гипотез формализованных в виде математических моделей. Выводимые из них теоремы (законы) должны допускать возможность сличения части следствий из них с некоторыми характеристиками оригинала. Другая часть следствий может быть использована для теоретического прогнозирования соответствующих характеристик оригинала.
2. Согласно второму принципу в моделях сложных систем в качестве исходных элементов должны рассматриваться достаточно интегрированные их подсистемы с постулируемыми свойствами и связями между ними.
3. Согласно третьему принципу математические модели, теории должны быть «простыми». Принцип содержит лишь пожелания на этот счет без каких либо конкретных конструктивных предложений, кроме ссылки на принципы усложняющегося поведения как основы построения простых моделей.
Отношения системы и среды
Система функционирует в среде. Среда оказывает воздействие на систему, поэтому основные свойства и качества систему с учетом функционирования в среде.
Общее разнообразие свойств и качеств системы возрастает с ростом ее сложности. В порядке возрастания активности свойств (качеств) оправдано следующее их упорядочение:
-устойчивость;
-помехоустойчивость,
-управляемость,
-самоорганизация.
Здесь каждое последующее качество имеет смысл лишь при наличии предыдущего. Действительно, без наличия устойчивого образования из сверенных между собой элементов вообще не имеет смысла говорить о существовании системы. Далее, простейшее проявление сложности системы, выражающееся в акте решения, немыслимо без правильной информированности системы о среде, связанной с помехоустойчивостью. Также без наличия последнего качества любые активные действия системы в среде (управляемость) оказываются малоэффективными и, наконец, такое качество, как самоорганизация, является результатом накопления опыта использования всех перечисленных качество во времени, его переработки и коррекции в зависимости от изменяющегося состояния среды.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1128; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!