Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ms_lec

.pdf
Скачиваний:
63
Добавлен:
10.12.2018
Размер:
4.58 Mб
Скачать

МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМ

ЛЕКЦІЯ 1

СТАНОВЛЕННЯ ТЕОРІЇ СИСТЕМ

Розглядається розвиток терміну «система» від античних часів до сьогодення. Властивість системності характерна практично всім обʼєктам, процесам та більшості явищ, включаючи практичну діяльність людини. Важливу роль у встановленні поняття системи відіграла філософія та її методи пізнання, аналізу, обґрунтування, формулювання та розгляд різних системних ідей. Відображено шлях розвитку науки про системи та їх роль науковому та практичному сенсі

1.1. Історичний екскурс до поняття сисеми

В ХХ столітті, особливо в другій й третій його чверті, докорінно змінилося буття людства. Практично на очах одного покоління в життя увійшли радіо, телебачення, звукове кіно, атомна енергія, літаки, які встигають за часом, космічні польоти, електронні обчислювальні машини, генна інженерія. А потім з’явилася можливість зв’язатися з будь-яким куточком планети, знайти необхідну інформацію в найбільших бібліотеках світу за допомогою Інтернету. Усіх відкриттів, навіть якщо був їх свідком, і не перелічиш.

Пов'язане з цим: збільшення масштабів і складності суспільного виробництва, необхідність економії ресурсів і охорони навколишнього середовища, різке поширення комунікацій у масштабах планети, розвиток транспорту й підвищення мобільності людей висувають нові складні завдання з координації зумовлених цим процесів, ефективного управління ними. Це потребувало розробки нових наукових підходів. Тому з’явилися такі науки, як теорія організації, кібернетика, системотехніка, дослідження операцій, системний аналіз. Усіх їх об’єднує системність, системний підхід, системне мислення. Технічною базою для розвитку цих наук стало різке, особливо наприкінці ХХ століття, зростання можливостей обчислювальної техніки.

Не викликає жодного сумніву висновок про те, що системність є загальною властивістю всього сущого, усієї матерії, оскільки різні її форми, об’єкти обов’язково взаємодіють, не можуть існувати ізольовано. Будь-який поділ, котрий ми використовуємо в науці й практичному житті, завжди є умовним. Хіба можна роз’єднати, наприклад, фізику й математику або науку й техніку? Реальні явища завжди є системними. Не випадково “точками зростання” і в науці, і в техніці вважають “стики” наук. Із розвитком суспільства, техніки, інформаційних технологій освіта все більше наближується до так званої “університетської”, яка передбачає широку гуманітарну та загальнонаукову підготовку (на відміну від “інститутської” освіти, що має на меті навчання певним технологіям).

У найрізноманітніших галузях знання ми стикаємося з поняттям системи. Можна назвати багато різних систем: біологічні, бюрократичні, відліку, екологічні, економічні, зв'язку, знакові, інформаційні, кровоносні, мір, моделей, наведення ракет, обробки даних, обчислювальні, одиниць вимірювання, опалювальні, планетні, поглядів і переконань, показників, політичні, правові, рівнянь, Сонячна, соціальні, управління, фізичні, фінансові, хімічні та безліч інших. Розвиток

1

науки спричинив виникнення таких понять як “великі системи”, “складні системи”, “ієрархічні системи”. Їх вивчення пов'язане з необхідністю розробки загальних понять, категорій і методів дослідження.

Результатом теоретичних досліджень різноманітних систем стало виникнення нових наукових напрямів – кібернетики, теорії управління, системології, загальної теорії систем, теорії ігор, теорії катастроф, синергетики тощо. Вони спочатку виникали й розвивалися в межах окремих наук. Потім виділилися системотехніка, дослідження операцій, політологія, футурологія й інші науки, що розвивали системні уявлення в межах окремих галузей – технічних, економічних, суспільних. Згодом було усвідомлено необхідність та можливість розробки загальних методів дослідження систем різного типу. Це призвело до виникнення самостійної наукової дисципліни, яка одержала назву “системний аналіз”. Згідно з М.М. Мойсеєвим, системний аналіз – це дисципліна, що розвиває методи проектування складних технічних, народногосподарських (економічних, соціальних), екологічних систем, організаційних структур тощо.

Поняття системи з’явилося дуже давно. Ще в період античності виникли основні ідеї цілісності світу й окремих його частин, їх розвитку, структури, взаємодії та зв'язку між елементами. Відомі численні спроби вчених Давньої Греції (Анаксимандр, Аристарх, Аристотель, Демокрит, Піфагор, Платон, Фалес та інші) створити єдину систему світобудови. Результати систематизації знань у ряді конкретних наук, отримані давньогрецькими вченими, відіграли велику роль у розвитку науки, а в окремих випадках зберігають своє значення дотепер. Серед них

геометрія Евкліда, праці Аристотеля з різних галузей науки (фізика, біологія, логіка й інше), атомізм Демокрита й Епікура тощо. Медичною школою Гіппократа було створено вчення про цілісність людського організму, систему спостереження й вивчення хворих.

Платоном і Аристотелем запропоновано перші теорії державного устрою. У період розквіту Римської імперії Гіппархом та Птолемеєм було розроблено, можливо, першу серйозну математичну модель складної системи. Вони розробили математичну теорію, що описує рух Сонця й відомих на той час планет по небозводу, що нами спостерігається.

Книга Птолемея, відома нам в арабському перекладі як “Альмагест”, в оригіналі мала заголовок “Математична система”. У Давньому Римі сформувалася також система правових норм

так зване “римське право”.

Велике значення для формування системних уявлень і підходів у різних галузях знання відіграв перехід найбільш розвинутих країн давнього світу від язичества до монотеїстичних релігій – християнства, мусульманства, іудаїзму, буддизму, конфуціанства.

З-поміж середньовічних доробок системних уявлень можна назвати геліоцентричну систему М. Коперніка – Т. Браге – Й. Кеплера, дослідження будови й функціонування органів людського тіла А. Везалієм, опис системи кровообігу й серцевої діяльності у тварин, а також дослідження ембріонального розвитку птахів і ссавців У. Гарвеєм.

Провісниками нового етапу розвитку системних уявлень стали відкриття й дослідження клітинної будови живих організмів Р. Гуком (1665), розвиток ідеї біологічної еволюції Г.В. Лейбніцем, Ж. Бюффоном, М.В. Ломоносовим, К.Ф. Вольфом, Е. Жоффруа Сент-Ілером, Ж.-Б. Ламарком та іншими вченими кінця XVII – початку XIX століття. І. Кант (1755) розробив першу наукову теорію утворення й розвитку Сонячної системи.

Важливим етапом формування системного підходу стала побудова А.М. Ампером класифікації наук (1834 – 1843). Він виділив спеціальну науку про управління державою й назвав її кібернетикою.

При цьому Ампер розглядав управління державою як приклад управління складною системою взагалі. Його ідеї розвинув Б. Трентовський (1843), який звернув увагу на системний характер великих і малих соціальних груп, обговорював проблему ефективності управління, необхідність виділення цілей і алгоритмізації управлінської діяльності.

У XIX столітті кібернетика як наука про управління складними системами не набула подальшого розвитку. Однак у цей період відбувалося поступове накопичення й узагальнення знань про конкретні природні, технічні й суспільні системи. Велике значення для становлення загальносистемних уявлень мали такі досягнення:

2

теорія еволюції Ч. Дарвіна (1842–1853), що дала змогу виявити закономірності видоутворення в живій природі, ввела поняття адаптації й конкуренції, започаткувала розгляд процесів розгалуження при розвитку складних систем;

розвиток фізики, і, в першу чергу, термодинаміки, що сформулювала поняття відкритих і замкнених систем, проаналізувала роль внутрішніх і зовнішніх факторів у розвитку фізичних систем, ввела поняття рівноваги складних систем, розробила методи його вивчення.

Були сформульовані в загальній формі основні закони збереження (енергії, імпульсу, моменту імпульсу, маси, заряду), а також принцип Ле-Шателье, що встановлює напрям зміни стану системи при зовнішньому впливі;

Д.І. Менделєєв (1869) створив періодичну систему хімічних елементів, яка стала підґрунтям для їх подальшого вивчення і класифікації;

Є.С. Федоров довів (1891), що все різноманіття кристалічних речовин у природі може бути зведене лише до 230 різних типів кристалічних решіток. Надалі він узагальнив цей висновок і показав, що різні природні, технічні, суспільні й інші системи реалізуються з невеликої кількості вихідних форм. Він встановив також, що головним засобом підвищення життєздатності різних систем є їх здатність до пристосування (життєва рухливість).

Наступний важливий етап у розвитку теорії систем пов'язаний з ім'ям О.О. Богданова (Маліновського). Він дослідив (1911–1925) загальні закономірності організації різних систем, співвідношення стійкості й мінливості, значення зворотних зв'язків, співвідношення цілей різних рівнів організації, особливості відкритих систем.

О.О. Богданов розглянув також проблему виникнення криз, що викликають структурні перебудови систем, і підкреслив роль моделювання й математики як потенційних методів дослідження систем різ-ного типу. Його ідеї одержали подальший розвиток у працях радянських дослідників І.І. Шмальгаузена, П.К. Анохіна, В.М. Беклемішева й інших.

Істотними для становлення системології були також розвиток математичної теорії стійкості розв’язків диференціальних рівнянь, формулювання основних положень квантової механіки й генетики, становлення нових розділів фізики, зокрема атомної, статистичної, хімічної, біофізики, фізики твердого тіла, астрофізики, фізики океану та атмосфери. Сформульовані Н. Бором та В. Гейзенбергом у квантовій механіці принципи додатковості та невизначеності мають, як було показано пізніше, більш загальне значення й можуть бути застосованими до систем різної природи. Зокрема, із принципу додатковості випливає неможливість одержати повну інформацію про систему в рамках якогось одного підходу, одного набору понять і параметрів.

Для отримання найбільш повної інформації необхідно використовувати різні підходи, які доповнюють один одного. Принцип невизначеності стверджує, що деякі характеристики складної системи неможливо одночасно точно кількісно оцінити.

Велике значення для загальної теорії систем мали результати досліджень В.І. Вернадського

йінших учених, котрі показали, що сучасні земна кора й атмосфера є продуктом життєдіяльності тварин і рослин, що вони змінюються з часом і мають власну історію. Важливу роль відіграли також концепція ноосфери В.І. Вернадського, теорія біоценозів, економічні ідеї Дж. Кейнса, теорія еволюції Всесвіту, теоретичні розробки, пов'язані зі створенням складних технічних систем – електростанцій, літаків, засобів зв'язку, електронних обчислювальних машин тощо.

Етапною подією в розвитку системних уявлень стала публікація книги Н. Вінера “Кібернетика” (1948). Спочатку він визначив кібернетику як науку про управління та зв'язок у тваринах і машинах. Однак незабаром він показав, що з позицій кібернетики можливий також аналіз процесів, які відбуваються у суспільстві. Сучасне місце кібернетики в системі наукових знань можна зрозуміти з таких визначень:

− кібернетика – це наука про оптимальне управління складними динамічними системами (А.І. Берг);

− кібернетика – це наука про системи, що сприймають, зберігають, використовують і переробляють інформацію (А.М. Колмогоров).

Кібернетичні методи так само, як методи теорії систем, системного аналізу й математичного моделювання, можуть застосовуватися для дослідження об'єктів, традиційно закріплених за іншими науками.

3

Це слід розглядати не як втручання неспеціалістів, а як новий погляд на них, який доповнює результати, що можуть бути отримані при традиційному підході до їх вивчення. При цьому відбувається взаємне збагачення наук. З одного боку, кібернетика, системний аналіз і математичне моделювання одержують можливість розвивати свої концепції та методи. З іншого – отримувані результати дають змогу прояснити багато проблем конкретних наук і сформулювати нові проблеми й завдання.

З кібернетикою пов'язані такі досягнення, як типологізація моделей систем, виявлення особливої ролі зворотних зв'язків у системах, формулювання й застосування принципу оптимальності в управлінні ними та їх синтезі, усвідомлення інформації як загальної властивості систем і розробка методів її кількісного опису, розвиток методології математичного моделювання й математичного експерименту за допомогою ЕОМ.

Паралельно з кібернетикою розвивалася загальна теорія систем. Ідея її створення належить австрійському біологу Л. фон Берталанфі (1950). Один із можливих шляхів її реалізації він бачив у пошуку структурної подібності законів, установлених у різних конкретних науках. Найважливішими досягненнями Л. фон Берталанфі були узагальнення поняття відкритої системи й усвідомлення значення обміну речовиною, енергією й інформацією між системою та навколишнім середовищем для її розвитку. У відкритій системі встановлюється динамічна рівновага, що може викликати її ускладнення, яке супроводжується зменшенням ентропії. Другий закон термодинаміки в цьому разі не працює, оскільки він формулюється тільки для замкнених систем. Функціонування відкритих систем є не просто їх відгуком на зовнішній вплив, а й збереженням у них старої чи встановленням нової рухливої внутрішньої рівноваги.

У другій половині XX століття серйозні досягнення в розвитку теорії систем були пов'язані зі становленням синергетики, теорії катастроф і термодинаміки нерівноважних процесів. Зокрема, бельгійським фізиком І. Пригожиним та його школою було розкрито основні механізми самоорганізації складних систем. Ними обґрунтовано також ієрархічність рівнів організації нерівноважних систем, незвідність одна до одної закономірностей різних рівнів організації, наявність на кожному рівні як детермінованих, так і не детермінованих процесів. І. Пригожин показав, що матерія не є пасивною субстанцією. Рано чи пізно в результаті взаємодії з навколишнім середовищем будь-яка система опиняється в нестійкому не рівноважному стані, вихід з якого супроводжується спонтанною активністю системи, що призводить до її внутрішньої перебудови. У такі моменти принципово неможливо визначити, у якому напрямі та як саме зміниться структура системи.

1.2. Системність світу

Навколишній світ і діяльність людини з точки зору сучасної науки мають системний характер. Системність – це загальна властивість об’єктивно існуючої єдності світу, його структурованості і взаємозв’язку. Системність як загальна властивість світу виявляється не тільки в системності матеріального світу, але й системності пізнавальної та практичної діяльності. Системність пізнавальної діяльності полягає в тому, що наші знання структуровані, являють собою ієрархічну систему взаємопов’язаних моделей світу. Системність практичної діяльності полягає у використанні взаємозв’язаних процедур для перетворення навколишнього середовища й людини, у врахуванні різних сторін діяльності та всіх можливих її наслідків. Сторонами системності є системність матеріального світу, системність пізнання й системність практичної діяльності.

Єдність світу – поняття, що пояснює світ як одне ціле, яке має одну першооснову і підпорядковане одним законам. Єдність світу у філософії обґрунтовується його матеріальною або духовною основою.

Матеріалістичний напрямок філософії вважає, що єдність світу полягає в його матеріальній основі, а саме – первинним є природа, буття, матерія, а духовне – вторинне, продукт матеріального. Матерія існує поза свідомістю і відображається, відбивається у ній. Наші відчуття, думки, знання – це продукт роботи мозку.

4

Ідеалістична філософія розглядає першоосновою світу дух, ідею, свідомість, а буття, природу, матеріальне як вторинне. Напрямки ідеалізму відрізняються тим, чи вважають ідею об’єктивно існуючою чи ні, визнають існування абсолютної ідеї як першооснови світу, чи зводять ідею до людської свідомості, свідомості окремих суб’єктів.

Напрямки філософії в тій чи іншій мірі визнають можливість пізнання світу.

Ми стоїмо на матеріалістичній точці зору і вважаємо, що єдність світу полягає в його матеріальності. Наукові дослідження, вивчення явищ на рівні елементарних частинок матерії і вивчення космічних об’єктів, віддалених від нас величезними відстанями в тисячі й мільйони світлових років, показують, що основою світу є одне начало: матерія, яка може мати найрізноманітніші форми. Нескінченна світобудова як у великому, так і в малому, як в матеріальному, так і в духовному підпорядкована одним і тим же законам. Ці закони діють на різних рівнях і зв’язують все у світі в одне ціле. Єдність світу полягає в єдності всіх форм існування матерії і в таких проявах, як, наприклад, простір і час. Як показано в теорії відносності, час взаємозв’язаний з рухом матеріальних тіл. Він може протікати по-різному в тілах, що рухаються одне відносно іншого. Простір також змінює свої властивості залежно від наявності матеріальних тіл, від маси тіла, яке знаходиться в даній точці простору. Біля тіл з великою масою змінюється метрика простору, проходить його викривлення. Біля масивних тіл також змінюється протікання часу. Ці закономірності показують, що світ єдиний у всіх його проявах і всі властивості матерії взаємно зв’язані. Єдиний не тільки матеріальний, а і духовний світ. Духовний світ нерозривно зв’язаний з матеріальним. Єдність матеріального і духовного полягає в тому, що духовне є відображенням певних закономірностей матеріального світу у свідомості людей.

Структурованість світу полягає в його дискретності та впорядкованості. Матеріальний світ складається з величезної кількості різноманітних дискретних частин. Ці частини утворюють певні структури, які розміщуються на різних рівнях. Це такі рівні, як, наприклад, рівень елементарних частинок, атомів, молекул, організмів, популяції, суспільства, планети, планетних систем, галактики, метагалактики. Елементарні частинки світобудови, а їх тепер відомо понад 30 (а враховуючи віртуальні, короткоживучі частинки – понад 100), утворюють атоми, які є основою будови всіх стабільних об’єктів навколишнього світу.

Елементарні частинки (фотони, протони, електрони, мезони, баріони та ін.) також мають свою структуру. Є всі підстави стверджувати, що вони складаються з частинок матерії, що мають назву кварків. Існує обмежене число кварків з такими характеристиками як маса, електричний та баріонний заряди, дивність, забарвлення, спін та ін. Вони, вступаючи у взаємодію, групуючись утворюють всі інші “елементарні” частинки. З дискретними формами матерії нерозривно зв’язані неперервні форми, а саме електричні, магнітні, гравітаційні поля, поля ядерних та слабких взаємодій. Перервні й неперервні форми матерії також зв’язані між собою, оскільки носіями цих полів є певні дискретні частинки, які у взаємодії виявляють квантові й хвильові властивості.

Дискретні утворення матерії, будучи цілісними, незмінними, вступають у взаємодію, не втрачаючи своєї індивідуальності. У хімічних реакціях атоми залишаються незмінними, не руйнуються. У біологічних процесах молекули виступають як ціле. Клітини живих організмів, окремі органи діють як певні цілісні неподільні структурні одиниці. Кожен організм у зовнішньому середовищі також виступає як одне ціле. Тобто ми бачимо, що світ не є хаосом , а являє собою закономірно організовану ієрархію систем. Під структурованістю світу ми розуміємо якраз цю впорядкованість на різних рівнях і закономірні зв’язки між цими впорядкованими структурними рівнями. Причому різні рівні структурованості світу не зводяться до інших. Рівень атомів не зводиться до рівня елементарних частинок. Рівень організмів живого світу не зводиться до рівня окремих органів цих організмів тощо.

Кожному рівневі властиві свої закономірності, свої взаємодії, свої характеристики. Структурованість властива не тільки матеріальним об’єктам, але й в іншим сторонам

матеріального світу, наприклад формам руху матерії. Ми знаємо такі форми руху, як механічна, теплова, хімічна, біологічна. Ці форми взаємозв’язані, вони знаходяться на різних рівнях структурованості світу, але вони також не зводяться одна до одної.

Взаємозв’язок об’єктів матеріального світу полягає у тому, що всі об’єкти матеріального світу взаємозв’язані між собою. Який би об’єкт ми не розглядали, він має безліч зв’язків з іншими об’єктами.

5

Жоден об’єкт не може бути ізольований від великої кількості інших об’єктів. У сукупності всі об’єкти створюють певну цілісність, яка і є навколишнім світом. Взаємозв’язок існує також між матеріальними об’єктами, духовною сферою. Всі матеріальні об’єкти впливають на духовну сферу. Духовна сфера також нерозривно зв’язана і впливає на матеріальний світ. Взаємозв’язок матеріального і духовного досить складний, вивченням його займається цілий ряд наукових дисциплін.

Системність пізнання полягає у тому, що наші знання про світ являють собою взаємопов’язану систему відомостей, уявлень та моделей навколишнього світу. Головними ознаками системності знань є їх структурованість, цілісність, взаємозв’язок.

Людина живе у складному світі і пізнає, вивчає його для того, щоб забезпечити й покращити своє існування. Результати свого пізнання вона відображає у вигляді певних ідей, моделей, уявлень. Ці ідеї та моделі узагальнюються, об’єднуються і стають основою виникнення наукових знань. У сучасному суспільстві знання вже досягли такого рівня, що могутність людини має глобальний, планетний рівень. Людина може розв’язати всі проблеми, які виникають перед нею.

Але до знань необхідно підходити системно, враховувати всю їх сукупність у їх взаємозв’язку. Найбільш загальною наукою щодо оточуючого світу, місця людини в ньому є діалектика. Вона служить методологічною основою теорії систем.

Системність пізнання має різні рівні. Початкові знання завжди мають нечіткий, розпливчатий характер. Це знання окремих фактів, явищ, закономірностей не об’єднані між собою. Більш високий рівень системності передбачає об’єднання знань у певній теорії, теоретичне розуміння закономірностей, пояснення фактів з однієї точки зору, на одній основі, відшукання спільного, того, що об’єднує різноманітні факти. Важливе місце у системності знань відіграє математика. Як це не дивно, але математика - єдина мова яку “розуміє” природа, на якій ми можемо ставити їй запитання і одержувати відповіді. Закономірності, одержані за допомогою математики на основі фундаментальних законів природи завжди збуваються. Ейнштейн писав, що найбільш дивне в природі є те, що її можна пізнати. За твердженням Менделєєва, “в кожній дисципліні є стільки науки, скільки в ній математики”.

Математично виражені закономірності світу пояснюють явища, які без математики є незрозумілими. Записавши рівняння певного процесу, ми про нього знаємо набагато більше, ніж в результаті проведення маси дослідів та вимірювань. Математично виражені закономірності мають найбільш універсальний характер, вони найбільш інформаційні, компактні. Наприклад, усі закони фізики, закони, які описують явища матеріального світу, можуть бути записані на одному аркуші паперу. Таких універсальних законів не більше 20. Це: рівняння механіки з поправками теорії відносності, рівняння неперервності та гідродинаміки, рівняння електромагнітного поля, гравітаційного поля, рівняння квантової механіки, рівняння слабких та сильних взаємодій елементарних частинок матерії тощо.

Системність як загальна характеристика матерії існує у самій природі і проявляється у системності пізнання та системності мислення. Для початкових знань характерна стихійна, неусвідомлена системність. Людина, навіть на перших етапах розвитку суспільства, сприймала світ як одне ціле і відшукувала в ньому найбільш загальні закономірності. Здобуваючи нові знання, людство переходило на більш високий рівень системності, оснований на знанні законів розвитку природи й суспільства. Навчання – також процес підвищення системності знань. Вивчаючи кожну наукову дисципліну, ми не тільки збільшуємо кількість наших знань, але і пізнаємо зв’язки, які існують між окремими явищами. Знання наші об’єднуються в одну систему, що дозволяє нам діяти більш системно, вирішувати все складніші й складніші проблеми.

Мислення людини полягає не тільки у знанні, а також у відображенні в свідомості окремих закономірностей навколишнього світу, в об’єднанні всіх проявів навколишнього світу в одне ціле. Мислення дозволяє розуміти процеси, що відбуваються навколо нас. Для пізнання та мислення характерні процеси аналізу й синтезу. Аналіз – це процес розчленування цілого на частини (дійсне чи уявне) й вивчення окремих частин, синтез - це об’єднання частин в одне ціле, розуміння того, як працює ціле. Мислення має синтетичний характер, воно направлене на об’єднання окремих явищ, фактів.

6

Системність практичної діяльності полягає у тому, що ця діяльність, як і сам світ та його пізнання, завжди має системний характер.

Ознаками системності діяльності, крім розглянутих вище загальних ознак, є підпорядкованість діяльності певній цілі (цілеспрямованість) та алгоритмічність.

Всяка діяльність завжди має ціль. Ціль діяльності – це майбутній бажаний ідеальний результат діяльності. Людина виконує певну роботу, завжди розуміючи, для чого вона це робить і що хоче одержати в результаті. Діяльність може мати одну ціль або їх сукупність. Певним цілям підпорядковані всі ступені діяльності, окремі її кроки. Цілі можуть створювати ієрархію, в якій існують проміжні цілі й цілі більш високого рівня.

Алгоритмічність діяльності полягає у тому, що всяка діяльність складається з окремих кроків, які виконуються у певній послідовності, відповідають певним правилам. Поняття алгоритм уперше введене в математиці. Воно означає чітку послідовність наперед заданих кроків, виконаних за певними правилами. В обчислювальній техніці алгоритми виконуються автоматично. Діяльність людини також має алгоритмічний характер, вона складається з певних елементарних дій, які завжди виконуються в одному, наперед встановленому порядку. Ми не завжди усвідомлюємо алгоритмічність діяльності. Але яку б роботу ми не взяли, вона завжди здійснюється у певному порядку, підпорядкована певним правилам. Наприклад, ми ходимо, граємо з м’ячем, стрибаємо, розмовляємо тощо, при цьому ми виконуємо певну послідовність дій, які виконуємо автоматично, практично без контролю нашою свідомістю. Послідовність цих кроків і є алгоритмами. Алгоритмічність властива всякій діяльності. Творча діяльність людини також має певні алгоритми. Ці алгоритми можна вивчити, зрозуміти, змоделювати, наприклад, вже створені програми гри в шахи для комп’ютера. У цих програмах є певні алгоритми оцінки ситуацій, вибору рішення. Сучасні комп’ютерні програми досить досконалі і виграють у шахи навіть у чемпіона світу. Звичайно алгоритми вирішення задач комп’ютером і людиною різні, але практика створення вказаних програм показує, що такий складний процес мислення, як гра в шахи, може бути алгоритмізований. Алгоритмізації піддаються також інші процеси творчої діяльності людини. Наприклад, багато етапів створення музики вже введено в комп’ютерні програми. Розроблені й опубліковані в літературі алгоритми раціоналізаторської та винахідницької роботи і багато інших.

Написання курсової роботи студентами, розробка проектів будівель архітектором та інша діяльність здійснюється за певними правилами, в певному порядку, тобто за певними алгоритмами.

Системність мислення і практичної діяльності людини проявляється у всьому нашому житті. З розвитком науки системність діяльності підвищується. Приклади, наведені вище, показують важливість системного мислення та системності діяльності. У міру розвитку окремої людини та суспільства системність діяльності підвищується. Це можна проілюструвати і при вирішенні транспортних задач. Розглянемо для прикладу задачу керування рухом транспорту. На початку розвитку транспортних засобів окремі екіпажі рухались незалежно і проїжджали по дорогах, перехрестях доріг, як їм було зручніше. Пізніше для керування рухом були введені певні правила. Спочатку з’явились світлофори. Наступним кроком було об’єднання світлофорів, розміщених на одній вулиці, та організація їх спільної роботи в режимі “зеленої хвилі”. Подальшим кроком підвищення системності керування рухом стала автоматизація керування транспортними потоками по всьому місту.

Ще один приклад підвищення системності можна проілюструвати, розглядаючи розробку проектів транспортних коридорів в Україні. Це транспортні коридори Європа – Азія, Південь - Північ , Середня Азія - Європа. Старі технології проектування, коли послідовно вирішується завдання розміщення траси транспортної магістралі на території, розробляються проекти мостів, дамб, інших інженерних споруд вимагають декількох років роботи (від 3 до 10). Проектування на основі сучасних геоінформаційних технологій дозволяє в проекті врахувати не тільки саму трасу магістралі, а різноманітні екологічні, геологічні, соціальні фактори, деталі інфраструктури: розміщення кафе, кемпінгів, заправок, ремонтних майстерень уздовж траси магістралі та ін. При цьому в проект закладається технологія будівництва з урахуванням підприємств, які виготовляють будматеріали, з вивіреним до хвилин графіком підвезення матеріалів до місця майбутнього будівництва, контролем якості матеріалів і їх відповідності міжнародним стандартам. Розробка проекту здійснюється протягом 4 – 6 місяців. Отже підвищення системності діяльності в даному

7

прикладі розробки проекту дозволяє не тільки підвищити якість його виконання, а й зменшити витрати часу.

Взаємозв’язок сторін системності показано на рис. 1.

1.3. Виникненя і розвиток системних ідей

Формування системних ідей відбувалося дуже повільно в процесі становлення людського суспільства і культури. Системні ідеї, як і будь-яке явище природи і суспільства, пройшли кілька найважливіших етапів.

Перший етап розпочався в глибокій старовині і завершився до початку ХХ ст. Це етап виникнення і розвитку системних ідей, які складалися в практичній і пізнавальній діяльності людей, шліфувалися філософією, носили розрізнений характер.

Виникали і оформлялися окремі ідеї і поняття. Нерідко вони являли собою несподівані інтуїтивні відкриття тих чи інших видатних учених, філософів і мислителів.

8

Другий етап розгортається з початку минулого століття до його середини, коли відбувається теоретизація системних ідей, формування перших системних теорій, широке поширення системності у всі галузі знання, освоєння їх системними ідеями. Системність перетворюється на наукове знання про системи, оформляється як інструмент пізнавальної діяльності.

Третій етап характеризується тим, що відбувається перетворення системності в метод наукових досліджень, аналітичної діяльності. Він розгортається з другої половини 50-х років і збігається з початком науково-технічної революції, яка максимально використовувала системний метод для наукових відкриттів, здійснення технологічних розробок. Системність до кінця ХХ ст. стає загальним світоглядом, який використовують фахівці всіх галузей.

Становлення філософських основ системного підходу являє собою тривалий процес. Слово "система" з'явилося в Стародавній Греції 2000-2500 тис. років тому. Однак зачатки системних ідей виникли в ще більш глибоку давнину. В її першооснові лежить цілісне міфологічне сприйняття людьми всього сущого.

Системність як бачення світу у вигляді цілісності взаємопов'язаних елементів складалася в процесі еволюції людської практики і мислення. Її становлення відбувалося завдяки декільком факторам:

по-перше, проникненню людини в ході пізнання навколишнього світу у внутрішній устрій речей і явищ, де всякий раз виявлялися різноманітні взаємозв'язки та інші атрибути системності;

по-друге, внаслідок розумової діяльності, коли постійно відбувалося розкладання цілого на частини і, навпаки, з'єднання його складових;

по-третє, в ході практичної діяльності щодо створення цілого з декількох частин, а також поділу цілого на частини. Розбиваючи, дроблячи, ламаючи, людина всякий раз

вловлювала втрату цілого.

Звідси випливає, що в якості джерел системних ідей виступали:

практична діяльність людей, яка постійно виявляла структури, цілісність об'єктів і явищ, взаємозв'язок між ними. Ціле і частини завжди були присутні в господарській діяльності, торгівлі, військовій справі, будівництві і т.д.;

філософія, яка осмислювала, обточуючи основні поняття системності, відривала від реальної дійсності і піднімала в хмари абстрактності;

природні знання та науки, які формували системність бачення природи;

соціальні науки, науки про людину, які виробляли системний підхід до суспільства. Розглянемо докладніше цей великий історичний процес нагромадження скарбів

системності.

Практичному житті людей, безсумнівно, належить провідна роль у формуванні масових системних уявлень. Людина або стикалася з системами, або створювала їх, або піддавала нещадним руйнуванням. Знамениті єгипетські піраміди, іригаційні системи Стародавнього Китаю, як правило, відкривають величезні списки найскладніших споруд давнини. Принципи цілісності та пропорційності, врахування впливу на рукотворний об'єкт різноманітних факторів навколишнього середовища широко застосовувалися в будівництві, торгівлі, військовій справі та інших областях. Практика постійно вимагала дотримання цих принципів. Класичним прикладом недооцінки зовнішніх факторів, що діють на систему, є одне із семи чудес світу – 35-40-метрова статуя бога сонця Геліоса, споруджена на вході в гавань острова Родос, т. зв. Колос Родоський. Вона простояла 50 років (деякі дослідники називають більш точну цифру – 66 років) і звалилася під час землетрусу в 225 р. до н.е. Найбільш її уразливим місцем виявилися коліна – вище колін статуя зігнулася таким чином, що голова і плечі уперлися в землю. Уламки майже 1000 років лежали на березі бухти як урок порушення принципу системності, закріпивши в свідомості людей сентенцію "Колос на глиняних ногах".

Найважливіші чинники практичного життя, які впливали на формування системного ставлення до дійсності є такими:

9

ускладнення і наростання різноманіття людської діяльності та її продуктів. Все більш складні і взаємопов'язані знаряддя і результати праці та її організація змушували замислюватися про ціле і частини, гармонію взаємодій між ними. Перехід від простої знаряддєвої діяльності до машинного виробництва, а від нього – до системно-технічного розвитку нарощував практичний ефект від системності;

проникнення системних ідей у всі види професійної діяльності. Кожна професія починає оперувати певною системою знань, умінь і навичок, які періодично оновлюються залежно від наукових, технічних і виробничих революцій, які відбуваються в суспільстві;

наростання системності в освіті людей. Освіта в стародавніх суспільствах передбачала навчання людини всьому зведенню знань. В міру зростання і диференціації знань освіта стала в тою чи іншою мірою розв’язувати протиріччя між системами наявних професійних знань. У сучасній освіті системність виступає не тільки характеристикою цілісності та достатності знань, але і методом їх отримання.

Ідеї системності в методологічному контексті зустрічаються вже у стародавніх суспільствах. Геніальні здогади античних філософів про системність світу. Так, Анаксагор (бл. 500-428 до н.е.) широко використовував два постулати: "все у всьому" і "з усього – все", які в зародковому вигляді вловлюють системні закони, які будуть відкриті лише в ХХ ст. Демокріт з Абдер (бл. 470 або 460 – бл. 360 до н.е.) висунув ідею атомної будови, взаємозв'язку.

Найчастіше в стародавній філософії використовувався термін "ціле". Давньоримський філософ і оратор Марк Туллій Цицерон (106-43 до н.е.) неодноразово підкреслював, що світовий організм є нерозривне ціле і всі елементи світобудови гармонійно пов'язані між собою. У трактаті "Про природу богів" писав: "... гідно найбільшого захоплення те, що світ такий стійкий і являє собою нерозривне ціле, настільки пристосоване до збереження свого існування, що більш пристосованого неможливо й уявити собі".

Однак системні ідеї в стародавньому світі носили епізодичний характер. Поняття "система" вживалося нечасто. Так, Епікур (341-270 до н.е.) застосовував його для характеристики системи знань. Найчастіше це поняття використовувалося для позначення космосу, світового порядку, загальної організованості Всесвіту. При цьому вселенський порядок розглядався як божественний порядок, тобто заданий богами, або як природний порядок, властивий спочатку всьому. Пізніше під системою стали розуміти складну філософську систему, яка пояснює все суще. Такий внесок у системність вніс великий філософ давнини Аристотель (384-322 до н.е.). Він створив першу філософську систему, в якій систематизував знання античного світу. Найважливішою складовою світогляду Аристотеля є вчення про космос, який сприймався ним як "порядок", "гармонія", "закономірний Всесвіт". Основну свою заслугу в розумінні космосу він бачив у тому, що першим перестав "породжувати Всесвіт", змінив акцент його тлумачення з генетичного підходу на структурний.

У формуванні основних категорій філософії системного бачення світу важливу роль зіграла середньовічна філософія, яка виконала величезну інтелектуальну роботу у виробленні категорій "цілісність", "частина" і "ціле". Виснажливі схоластичні суперечки середньовічних філософів і теологів, їх прагнення систематизувати християнське вчення в чималому ступені сприяли відкриттям низки філософських категорій, гносеологічному осмисленню цілісності.

Ідеї системності отримують особливо інтенсивний розвиток в епоху Відродження, коли починає відроджуватися на новій основі світогляд цілісного сприйняття людиною дійсності. Єдність і цілісність природи – основна теза філософських доктрин цієї дивовижної епохи. Нависають над світом життєлюбні фігури людей на тлі ідеально опрацьованих пейзажів вселенського типу на портретах майстрів цієї епохи – це істотна ознака посилення системного бачення світу, підпорядкованого людським інтересам. Бернардіно Телезіо (1509-1588) впритул наближається до осягнення принципу саморуху, який реалізується в пасивній, як би мертвій матерії, за володіння якої борються активні начала.

У філософських роботах нового часу робиться спроба надання поняттю "система" чіткості та прив'язки його до певної галузі знання. Під системою тоді розуміли найчастіше систему знання. Іммануїл Кант (1724-1804) цим поняттям користується досить вільно. Його можна по праву вважати творцем двох систем: філософської та космологічної. У роботі "Загальна природна історія

ітеорія неба" він застосовує це поняття до космічних утворень і тим самим онтологізує його.

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]