Системный метод научного познания

Общая теория систем, теория самоорганизации систем и теория управления – это сравнительно молодые науки, которые применяются как способы исследования природы во всех естественных науках. Эти науки были разработаны во второй половине ХХ века и составляют ядро постнеклассической науки.

Основоположником теории систем является американский биолог Фон Берталанфи. Он выдвинул идею применения системного подхода и его математизации. А также он ввел понятие открытых систем и построил системную картину мира. Основы теории синергетики были разработаны в трудах И. Пригожина, Д. Николиса и Г. Хакена. Пригожина. называют отцом синергетики. Теории управления сложных систем были заложены Н. Вернером, в сороковые годы ХХ века.

Системность является фундаментальным свойством окружающего мира. Элементы система находится в определенной иерархической подчиненности, и образуют единство с окружающей средой.

Для удобства анализа систем их классифицируют на основании существенных признаков. Затем создается математический модель, и применяют математический аппарат. Анализируют динамику возможных изменений под воздействием внешних и внутренних факторов. Выявляют закономерность их развития.

Приведем некоторые классификации систем. 1. В зависимости от происхождения, системы делятся на естественные (физические, химические, биологические, геологические и др.), искусственные (машины, механизмы, здания, сооружения и др.) и смешанные (все социоприродные системы). 2. По характеру взаимодействия с окружающей средой, выделяют закрытые и открытые системы. 3. Детерминированные и стохастические системы – это системы, которые зависят или не зависят от слабых флуктуаций. 4. Неживые, живые и социальные системы, которые отличаются по характеру отражения внешних воздействий (простое и опережающее). 5. По характеру процесса упорядочивания выделяют самоорганизующиеся, кибернетические и управляемые системы.

Исторически наиболее глубоко изучены закрытые системы. Закрытые системы – это жестко детерминированные линейные системы с «бесконечной памятью», т.к. их поведение в настоящем и будущем однозначно зависит от прошлого. К числу стохастических систем относятся термодинамические, биологические и социальные системы. Они содержат огромное количество элементов. Например, в организме человека около 10¹³ клеток. Каждый клеток взаимодействует со всеми остальными.

Из–за флуктуации параметров будущее состояние стохастической системы в отличие от динамической можно характеризовать лишь с определенной степенью вероятности, используя для этого представления о статистических распределениях. Отличие стохастических систем от динамических в том, что свойства стохастических систем не проявляются у частей системы. Например, атом проявляет валентность, которая отсутствует у составляющих частицы атома.

Неживые системы обладают простым отражением, а живые системы имеют опережающие отражения. Благодаря, опережающим отражательным свойствам, они «предвидят» грядущие изменения. Среди самоорганизующихся систем имеются системы с заданной целью. К ним относятся экономические, социально-политические, педагогические, законодательные системы.

Между системой и окружающей средой всегда есть какая-то «полупрозрачная» граница (наподобие мембраны), которая поддерживает гомеостаз внутри системы. Поступающие из вне ресурсы, идут на обеспечение жизнедеятельности, саморегулирование, развитие и поддержание гомеостаза системы. В иерархически связанных системах идет усложнение структуры и функции каждой из них, происходит взаимодействие на уровне прямой или обратной связей, которые приводят к появлению управления процессами во всех элементах системы. Процессы, протекающие в открытых диссипативных системах, являются нелинейными и описываются, с помощью нелинейных дифференциальных уравнений. Открытая развивающаяся система является неравновесной.

С точки зрения системного подхода, системная модель мира – это грандиозная суперсистема, состоящая из множества иерархических, взаимодействующих подсистем разного уровня сложности образующих целостность. Системная модель мира охватывает иерархии живой и неживой природы и социальные системы. Эта модель показывает дискретность элементов системы и связанность всего со всеми. Системная модель мира выглядит следующим образом:

↑ ↑ ↑

↑

↑

Самоорганизацией мира управляют фундаментальные законы природы при помощи четырех типов фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

……******……
Тема 2. Экспериментальные данные и их обработка