Слово «система», как известно, греческого происхождения и имеет много значений: сочетание, организм, устройство, организация, союз, строй, руководящий орган. Дословно его переводят как учение о строительстве.

Метафоризация слова «система» была начата еще Демокритом. В своих рассуждениях он отмечал, что речь состоит из имен, имена – из слов (комплексов), комплексы – из букв или неделимых частей (элементов).

Демокрит положил начало материалистическому атомизму (деление целого на части-атомы), определив фундаментальные категории естествознания – целое, элементы и связь между ними. С этого момента стал формироваться системный взгляд на все предметы, окружающие человека в природе.

В античной философии термин «система» связывали с упорядоченностью и целостностью объектов природы. В сочинениях Платона и Аристотеля уделялось внимание особенностям системы знания и системе элементов мироздания.

В эпоху Возрождения понятие бытия как космоса сменилось на концепцию системы мира – образования со своей организацией, иерархией и закономерностями. В это время зародились научные дисциплины, апеллирующие к целостности мироздания. К их числу относится астрономия.

Гипотеза системной организации знания, сформировавшаяся еще в Средние века, была основательно разработана в немецкой классической философии.

И. Канту принадлежит приоритет четкого осознания системности научно-теоретического знания и выявления конкретных процедур и средств создания системного знания. И. Г. Ламберт утверждал, что «всякая наука, как и ее часть, предстает как система, поскольку система есть совокупность идей и принципов, которая может трактовать себя как целое. В системе должны быть субординация и координация». Г. Гегель предложил историческую трактовку становления системы по принципу движения от абстрактного к конкретному.

Современные исследователи продолжают развивать идеи своих предшественников. Так, физиолог П. К. Анохин в известной работе «Теория функциональной системы» (1970) привел 12 формулировок понятия «система», данных разными авторами. В учебнике В. Н. Волковой и А. Л. Денисова «Основы теории систем и системного анализа» (1999) авторы говорят уже о 30 определениях понятия «система». Сейчас таких формулировок значительно больше. Анализ многочисленных определений свидетельствует об изменениях понятия «система» как по форме, так и по содержанию. Это происходило по мере развития теории и ее приложений для решения проблем управления в различных областях.

Формирование теории систем происходило в процессе обобщения знаний предметных отраслей наук и синтеза общих закономерностей образования, функционирования и поведения систем в природе, обществе и технике. Системные представления об окружающей человека действительности развивали многие великие ученые: Н. Коперник, Г. Галилей, И. Ньютон, К. Линней, И. Кант, Г. Гегель, К. Маркс, В. Ленин, А. Богданов, Л. фон Берталанфи. Большой научный вклад в развитие теории систем внесли такие ученые, как Н. Винер, И. Блауберг, М. Месарович, А. Уемов, Ю. Урманцев, В. Садовский, Ю. Черняк, У. Эшби и многие другие.

Как наука теория систем стала развиваться только в начале XX в. Французский химик А. Л. Ле-Шателье сформулировал закон подвижного равновесия, который звучал так: «Если система равновесия подвергается воздействию, изменяющему какое-либо из условий равновесия, то в ней возникают процессы, направленные так, чтобы противодействовать этому равновесию» [9].

Этот закон известен биологам как закон выживания, в соответствии с которым выживают наиболее приспособленные особи, обеспечивающие подвижное равновесие с окружающей средой.

Теория систем развивалась как одна из ветвей философии, внутри которой не утихали принципиальные споры. Сторонники атомизма считали, что части существуют без целого. Приверженцы холизма, наоборот, утверждали, что целое существует без частей. Эмерджентисты обосновывали, что части существуют до целого, а структуралисты стояли на позиции, что целое и части зависят друг от друга. Поскольку спор шел о принципах, то договориться «спорщикам» не удалось бы до наших дней.

Этапы развития системного подхода с XV по XX в. представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Динамика формирования теории систем

В XX столетии можно выделить следующие этапы. 1920-е гг.: всеобщая организационная наука (тектология) – первый вариант общей теории систем. Основоположником современной теории систем можно считать революционера А. А. Малиновского (больше известного под псевдонимом А. А. Богданов), который в 1911–1925 гг. издал свой труд в 3 томах под названием «Всеобщая организационная наука (тектология)», где, в частности, отмечается, что уровень организации тем выше, чем сильнее свойства целого отличаются от простой суммы свойств его частей. Последнее является одним из основных свойств любой системы.

Тектология – общая теория организации (дезорганизации), наука об универсальных типах структурного преобразования систем.

Богданов дал характеристику соотношения частей и элементов, показав, что целое превосходит сумму его частей.

Исходным моментом всеобщей организационной науки, по Богданову, являлось признание необходимости подхода к изучению любого явления с точки зрения его организации. Он рассматривал организацию как процесс постоянных преобразований, базирующихся на непрерывной смене состояний равновесия. По его мнению, только активное использование системой внешней среды может обеспечить сохранность системы. Но в то же время внешняя среда представляет собой источник неопределенности системы. Богданов сформулировал тезис о необходимости сочетания децентрализации и централизации, специализации и интеграции в организациях.

Богданов обосновал условия организованного и неорганизованного порядка в системе за счет возможных вариантов реакции самой системы на воздействия факторов внешней среды. При этом любое воздействие из внешней среды на систему может вызывать три типа реакции как в самой системе, так и в ее элементах, связях и отношениях: активную организованность, дезорганизованность и гармонизацию.

1930—40-е гг.: Философ Л. фон Берталанфи построил общую теорию систем, сформулировал модель открытой системы. Берталанфи определил общую теорию систем «как совокупность принципов исследования систем и набор отдельных эмпирически выявленных изоморфизмов[1] в строении и функционировании разнородных системных объектов». По Л. фон Берталанфи, система – это комплекс взаимодействующих элементов, совокупность элементов, находящихся в определенных соотношениях друг с другом и со средой.

1950-е гг.: развитие кибернетики (работы Н. Винера) и проектирование автоматизированных систем управления. Например, У. Эшби предложил методы исследования, основанные на рассмотрении систем с позиций модели «черного ящика», а Н. Винер создал теорию кибернетики, в которой обосновал законы информационного взаимодействия элементов в процессе управления системой. Практической реализацией информационных идей управления стало развитие компьютерной техники и современных методов информационного моделирования систем.

1960—80-е гг.: концепции общей теории систем, обеспеченные собственным математическим аппаратом (работы М. Месаровича, А. Уемова, В. Глушкова), например, модели многоуровневых многоцелевых систем.

Исследователь М. Месарович утверждал: «Общая теория систем должна быть настолько общей, чтобы охватить все различные уже существующие конкретные теории. В связи с этим она должна быть достаточно абстрактной, чтобы ее термины и понятия могли быть интерпретированы в каждой из наиболее узких областей» [37].

С некоторой долей условности все понятия[2] «системы» можно поделить на три группы.

Определения, принадлежащие к первой группе, рассматривают систему как комплекс процессов, явлений и связей между ними, которые существуют объективно, независимо от наблюдателя.

Определения второй группы рассматривают систему как инструмент, способ исследования процессов и явлений. Наблюдатель, имея перед собой цель, конструирует систему как некое абстрактное отображение реальных объектов.

Третья группа определений представляет компромисс между двумя первыми. Система здесь – искусственно создаваемый комплекс элементов (людей, процедур, технологий, научных теорий и т. д.), предназначенный для решения сложной организационной, технической, экономической задачи. Следовательно, здесь наблюдатель не только выделяет систему из среды, но и создает, синтезирует ее [2].

Рассмотрим основные понятия теории систем, к которым наряду с системой, в первую очередь, следует отнести такие категории, как среда, элемент, связи и структура.

Понятие «система» широко используется как в научных исследованиях, так и в повседневной жизни. Этот термин также является отражением некоторой объективной реальности. Существует большое число определений системы, охватывающих различные признаки объектов, рассматриваемых как системы.

Под системой чаще всего понимают целостное множество взаимосвязанных элементов, обладающее свойствами, отличными от свойств элементов, образующих это множество. Из этого определения можно выделить следующие свойства системы. Система – это совокупность элементов. При определенных условиях элементы могут рассматриваться как системы.

Связи (взаимосвязи) между элементами закономерно определяют интегративные свойства системы, отличают систему от простого конгломерата и выделяют ее как целостное образование из окружающей среды.

Таким образом, система – это такой объект, свойства которого не сводятся без остатка к свойствам составляющих его элементов. Такой объект обладает целостностью, которая выражается в неаддитивности, интегративности его свойств. Неаддитивность свойств целого означает не только появление новых систем, но и в некоторых случаях исчезновение отдельных свойств элементов, наблюдавшихся до их соединения в систему. Например, молекула обладает такими свойствами, которых нет у составляющих ее атомов.

Под понятием «среда» понимается сфера, ограничивающая структурное образование системы. Среда есть все то, что воздействует на систему, но неподконтрольна ей. Воздействие среды на систему называют входными воздействиями, или входами; воздействие системы на среду – выходные воздействия, реакция системы, или выходы. Сложное взаимодействие системы и среды как ее окружение определяется соответственно понятиями «система» и «надсистема».

Само отношение этих систем между собой можно рассматривать как взаимодействие среды и системы. Определение границ системы в окружающей среде делается самим исследователем или наблюдателем. Поэтому включение определенных объектов в качестве элементов исследуемой системы является творческим и целевым моментом самого исследователя.

Понятие «система» стало терминологической основой построения теории систем. Трактовка этого понятия имеет различные варианты. Приведем примеры некоторых из них [3].

1. Система – это объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе.

2. Система – это комплекс элементов, находящихся во взаимосвязи.

3. Система – это множество элементов с отношениями между ними и между их атрибутами.

4. Система есть отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания.

5. Система – это совокупность взаимосвязанных элементов, составляющих некоторое целостное образование, имеющее новые свойства, отсутствующие у ее элементов.

Содержание приведенных понятий для описания лишь одного термина показывает, что каждый из авторов имеет свое отношение к данному термину.

Для того чтобы выработать наиболее объективное отношение к термину «система», необходимо выделить наиболее общие свойства, которые его характеризуют. К таким свойствам можно отнести:

1) наличие элементов, которые могут быть описаны атрибутами (свойствами самих элементов);

2) наличие разного вида связей между элементами, которые определяют степень их организации в целом (функциональные свойства);

3) наличие отношений между элементами, которые определяют уровни иерархии в строении целого образования (свойство соотношения);

4) наличие цели существования системы, которая определяет целесообразность ее существования в окружающей среде (свойство самоуправления или управления);

5) наличие языка описания состояния и функционального поведения системы (свойство изоморфизма, многообразия средств описания).

Все указанные свойства системы в той или иной степени корреспондируются с методологическими принципами теории систем (представленными выше) и могут рассматриваться как закономерности исследования, проектирования и создания любых систем.

На основании этих свойств можно сформулировать еще одно определение. Система – это целостное структурное образование, выделяемое исследователем из окружающей среды на основе единства функционирования множества взаимосвязанных объектов в качестве элементов, обладающих определенными свойствами, связями и отношениями.

В качестве элемента системы рассматривается объект, относительно самостоятельный и не подлежащий дальнейшему расчленению на данном уровне рассмотрения, выполняющий определенные функции, находящийся во взаимосвязи с другими объектами, составляющими систему. Разделение объектов на элементы и системы относительно. Каждая система может быть представлена как элемент системы большого масштаба (суперсистемы); в свою очередь элемент можно рассматривать в качестве относительно самостоятельной системы. Выделение элементов в очень сложных системах опосредуется расчленением системы на подсистемы, которые представляют собой относительно самостоятельные части системы, подлежащие дальнейшему расчленению.

Понятие «элемент системы» применяется в системных исследованиях для определения способа отделения части от целого. В данном смысле элемент выступает как своеобразный предел возможного разделения системы на элементарные составляющие, которые позволяют наилучшим способом разобраться и понять закономерности функционирования каждой части системы в целостном образовании. Выделение элементов системы дает возможность понять строение самой системы и определить ее структурно-функциональные связи и отношения. Определение количества таких элементов в процессе исследования системы имеет субъективно-творческий характер. Каждый исследователь, формулируя цели и задачи исследования, определяет и глубину членения целой системы на части. Элементами системы могут быть как подсистемы, так и ее компоненты, в зависимости от тех свойств, которыми обладает выделенный элемент системы.

Понятие «подсистема» подразумевает выделение относительно независимой части системы, которая сама обладает свойствами объекта-системы. К таким свойствам можно отнести наличие структурной целостности, подцелей функционирования и коммуникативности с другими подсистемами (элементами). Сама подсистема должна состоять из неоднородных элементов, т. е. обладающих разными свойствами.

Функционирование системы как единого целого обеспечивается связями между элементами. Связь – это перенос материальных, энергетических или информационных компонентов из одного объекта в другой; это функциональная характеристика элемента, а отношение – это структурная характеристика.