ГЛАВА 1. СИСТЕМНОСТЬ И ГЕНЕЗИС МЕХАНИЗМА УПРАВЛЕНИЯ
1.1. СИСТЕМНОСТЬ, КАК ВСЕОБЩЕЕ СВОЙСТВО МАТЕРИИ
1.1.1. Роль системных представлений в практической деятельности
Человек активная часть природы. Добиваясь своих целей, он использует природу, воздействует на нее, преобразует ее и себя. Без преувеличения можно сказать, что самым важным и самым интересным для человечества кругом вопросов являются вопросы о возможностях человека в его отношениях с природой, о способах реализации этих возможностей, о факторах, способствующих и препятствующих расширению его возможностей. Даже основной вопрос философии - о соотношении материи и сознания принадлежит к этому кругу вопросов.
Попытаемся показать, что системность является всеобщим свойством материи и человеческой практики. Начнем с рассмотрения человеческой практической деятельности, т.е. ее активного и целенаправленного воздействия на природу. Для этого сформулируем только самые очевидные и обязательные признаки системности: ее целостность и структурированность, взаимосвязанность составляющих ее элементов и подчиненность организации всей системы определенной цели. По отношению к деятельности человека эти признаки очевидны, т.к. каждый из нас легко обнаружит их в своем собственном практическом опыте. Всякое наше осознанное действие преследует определенную цель и имеет дело с некоторым конечным числом объектов, которые вместе с нами составляют целостное образование. Во всяком действии легко увидеть его составные части, более мелкие действия. При этом легко убедиться, что эти составные части должны выполняться не произвольном порядке, а в определенной последовательности. Это и есть та самая определенная, подчиненная цели целостная взаимосвязанность составных частей (элементов), которая и является признаком системности.
Другое название для такого построения деятельности алгоритмичность. Понятие алгоритма возникло вначале в математике и означало задание точно определенной последовательности однозначно понимаемых операций над числами или другими математическими объектами. В последние годы стала осознаваться алгоритмичность любой деятельности (целенаправленной по своей сути), и уже всерьез говорят не только об алгоритмах принятия управленческих решений, но и об алгоритмах обучения, алгоритмах игры в шахматы, алгоритмах изобретательства, алгоритмах композиции музыки и др. Здесь, при отходе от математического понимания алгоритма мы, как правило, сохраняем логическую принудительность последовательности действий и допускаем, что в алгоритме конкретной деятельности человека могут присутствовать и неформализованные действия. Здесь главное, чтобы этот этап алгоритма успешно выполнялся человеком, хотя и не осознанно. При этом все понимают, что подавляющее большинство элементов творческой деятельности, реализуемых человеком "легко и просто", "не думая", "по интуиции", на самом деле являются неосознанной реализацией определенных алгоритмических закономерностей, реализацией неосознаваемых, но объективно существующих и формализуемых критериев красоты и вкуса.
Здесь важно отметить следующее. Во-первых, всякая деятельность алгоритмичная. Во-вторых, не всегда алгоритм реальной деятельности осознается (часто человек мгновенно реагирует на изменение обстановки "не думая"). В-третьих, в случае неудовлетворительного результата деятельности возможную причину неудачи следует искать в несовершенстве алгоритма. Это означает пытаться выявить реализуемый алгоритм, исследовать его, устанавливать в нем "слабые места", устранять их, т.е. совершенствовать алгоритм и, следовательно, повышать системность деятельности. Другими словами, можно констатировать, что любой практической деятельности человека присуща алгоритмичность и алгоритмизация является важным средством ее развития.
Сегодня становится очевидным, что роль системных представлений в практике постоянно увеличивается, что растет сама системность человеческой практики. Последний тезис можно проиллюстрировать многими примерами, поучительно сделать это на несколько схематизированном примере проблемы повышения производительности труда.
Одна из важнейших особенность общественного производств а состоит в непрерывном росте его эффективности, и прежде всего в повышении производительности труда. Обеспечение роста производительности труда это очень сложный и многогранный процесс, но его итог выражается, овеществляется в развитии средств труда и методов его организации.
Академиком В. М. Глушковым показано, что сложность R объективно необходимых задач управления растет быстрее, чем квадрат m людей, занятых управленческой деятельностью: R > b mē, где b = Const. Известно, что для успешного управления отраслью, где занято n человек и имеется m управляемых объектов, суммарная сложность задач управления определяется соотношением R = c (n + m)ē (как правило, c = 1). Объективная тенденция увеличения сложности управления, имеющая место в современном мире, имеет место и в России (где n = 2731, m = 10
7). Это приводит к росту необходимых затрат живого труда, т.е. ресурсов R на управление, а возможности человеческого мозга по запоминанию и переработке информации ограничены. В среднем объем памяти человека S = 10 16 бит, а средняя производительность вычислений V = 1/3 106 опер/с.Следовательно, при решении сложных информационных задач только административными органами муниципального и федерального уровня получим R = 1 (2731 +
10000000)ē = 10002731ē = 100054627458000 опер./год, а для удовлетворительного управления страной при ручной технологии требуется, как минимум, N = R/V = 3x100054627458000/1000000 = 3001636882 чел., т.е. 300 миллионов. Это более чем в 2 раза превышает численность населения страны. Для ликвидации дефицита живого труда в управлении страной необходимо существенно повысить (в N/m = 300 раз) эффективность работы каждого сотрудника аппарата управления страны. Этого не потребовалось благодаря автоматизации информационно-аналитической работы органов управления страны с помощью ЭВМ.Здесь очень важно понять, что автоматизировать, т.е. полностью возложить на машину, можно только те работы, которые детально изучены, подробно и полно описаны, в которых точно известно, что, в каком порядке и как надо делать в каждом случае, и точно известны все возможные случаи и обстоятельства, в которых может оказаться автомат. Только при таких условиях можно сконструировать соответствующий автомат, и только в этих условиях он может успешно выполнять работу для которой он предназначен. Автомат реализует некоторый алгоритм, и если алгоритм в какой-то своей части неправилен или неточен либо ситуация, не предусмотрена алгоритмом, то поведение автомата не может соответствовать целям его создания.
Итак, автоматизация является мощным средством повышения производительности труда. По мере совершенствования наших знаний о сущности тех или иных экономических и производственных процессов, последние могут быть автоматизированы во все большей степени. Однако и у автоматизации, в свою очередь, существует естественный предел: в реальной жизни часто приходится сталкиваться с непредвиденными условиями и с невозможностью полной формализации многих практических действий.
Наиболее остро такие проблемы возникают в процессе руководства коллективами организаций, при управлении производственными системами и процессами, при проектировании и эксплуатации крупных технических комплексов, при вмешательстве в жизнедеятельность человеческого организма, при воздействии человека на природу, т.е. в тех случаях, когда приходится взаимодействовать со сложными системами. Повышение эффективности такого взаимодействия является как объективной, так и субъективной необходимостью, и, естественно человечество вырабатывает способы решения возникающих при этом проблем.
Совокупность таких способов представляет собой третий уровень системности практической деятельности человека. Этот уровень можно назвать информатизацией.
Основная идея разрешения проблем, связанных со сложными системами состоит в том, чтобы в тех случаях когда автоматизация (т.е. формальная алгоритмизация ) невозможна, использовать ту человеческую способность, которая именно в таких случаях проявляются и которая называется интеллектом: способностью ориентироваться в незнакомых условиях и находить решения слабо формализованных задач. При этом человек выполняет именно те операции в общем алгоритме, которые не поддаются формализации (например, экспертная оценка или сравнение многомерных и неколичественных вариантов, принятие управленческих решений, взятие на себя ответственности). Именно на этом принципе строятся автоматизированные системы управления (АСУ), в которых формализованные операции выполняют автоматы и ЭВМ, а неформализованные (и, возможно не формализуемые) операции человек. Этот путь состоит в разумном использовании естественного человеческого интеллекта.
Однако на этом возможности информатизации не кончаются, а скорее, лишь начинаются. С позиций лучших научных традиций здесь уместно поставить вопрос: нельзя ли смоделировать интеллектуальные возможности человека хотя бы в той части которая необходима для выполнения конкретных, пусть частных, интеллектуальных операций?
Здесь опыт науки и техники подсказывает два пути: "подглядеть" у природы алгоритмы интеллектуальной деятельности (т.е. изучать естественный интеллект), либо "изобрести" эвристические алгоритмы предположительно с интеллектуальными свойствами и исследовать, что это даст (т.е. конструировать интеллект искусственно). В данной работе мы еще не раз будем возвращаться к проблемам и результатам информатизации именно в этих двух аспектах. Здесь же отметим, что техническими средствами для этого служат автоматы на микросхемах и ЭВМ, Их совершенствование и использование для самых разнообразных нужд, создание алгоритмов и программных систем для ЭВМ приобретают сегодня исключительно важное значение.
Не менее важная проблема информатизации связана с изучением самих систем, создание методов организации и управления сложными системами, развитие системных представлений, системных теорий.
1.1.2. Внутренняя системность познавательных процессов
При рассмотрении причин возникновения и факторов развития системных представлений, методов и теорий им соответствующих, мы должны обязательно отметить объективные особенности человеческого мышления.
Окружающий нас мир бесконечен в пространстве и времени, большом и малом, вовне и внутрь. Различные фрагменты, образования природы как и она сама неисчерпаемы
[1]. Человек же существует конечное время и располагает конечными материальными (вещественными), энергетическими и информационными ресурсами. И все же человечеству удается познавать мир, и как показывает его практика, познавать верно. А. Эйнштейн отмечал, что самое удивительное в природе то, что она познаваема.Противоречие между неограниченностью желаний человека познать мир и ограниченностью существующих возможностей сделать это, между бесконечностью природы и конечностью ресурсов человечества имеют много важных последствий, в том числе и в самом познании человеком окружающего мира.
Одна из особенностей познания, которая позволяет постепенно, поэтапно разрешать эти противоречия, - наличие аналитического и синтетического образов мышления. Суть анализа состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде совокупности более простых элементов. Но чтобы познать целое, сложное, необходим и обратный процесс синтез. Это относится не только к индивидуальному мышлению, но и к общечеловеческому знанию.
Аналитичность человеческого знания находит свое отражение в существовании различных наук, в продолжающейся дифференциации наук, во все более глубоком изучении все более узких вопросов, каждый из которых сам по себе тем не менее интересен, важен и необходим. Вместе с тем столь же необходим и обратный процесс синтеза знаний. Так возникают "пограничные" науки типа биохимии, бионики, биофизики и др. Это одна из форм синтеза. Другая, более высокая форма синтетических знаний реализуется в виде наук о самых общих свойствах природы. Философия выявляет и отображает все (любые) общие свойства всех форм материи; математика изучает некоторые, но все таки всеобщие, отношения. К числу синтетических относятся и системные науки: кибернетика, теория систем и др. В, естественные и гуманитарные науки. них необходимым образом соединяются технические
Итак, расчлененность мышления (на анализ и синтез) и взаимосвязанность этих частей являются очевидными признаками системности познания.
Интересно отметить, что осознание диалектического единства анализа и синтеза пришло не сразу, и в разные исторические эпохи системность имела различный характер. Тем не менее, ясно, что системность мышления связана с системностью мира. В то же время мышление обладает большей свободой: в воображении можно построить образы не реализуемые в практике конструкций. Практика требует согласования системности мышления с объективной системностью природы, т.е. подчинения мышления некоторым правилам, обеспечивающим познания и практики. Совокупность таких правил является содержанием материалистической диалектики. В ленинском перечне характерных черт диалектики мы уже видим известные нам признаки системы: взаимозависимость всех понятий без исключения, переходы всех понятий из одного в другое, относительность противоположности между понятиями, тождество противоположностей между понятиями. При этом каждое понятие находиться в известном отношении, в известной связи со всеми остальными. Следовательно, в человеческом мышлении, точнее его логическом, сознательном мышлении отражается системность природы. Необходимо только заметить, что системен и сам результат познания, т.е. сами полученные знания, само их представление.
1.1.3. Системность природы и мышления
Обсуждая объективные причины развития системных представлений, мы убедились, что и человеческая практическая деятельность и человеческое мышление системны. Возникает вопрос: не является ли системность специфической особенностью природы, отражаемая в сознании человека и ее практической деятельности?
Для ответа на него выделим из множества не простых и интересны проблем соотношения наших знаний с реальностью процесс познания. Он неотделим от практики и соотношение между реальностью и нашими представлениями о ней устанавливаются не "сами по себе", а в процессе практики. Познание есть вечное, бесконечное приближение мышления к объекту. Отражение природы в мысли человека есть отражение развития природы в вечном процессе движения, возникновения противоречий и разрешения их.
Жизнь рождает мозг. В мозгу человека отражается природа. Проверяя и применяя в практике своей и в технике правильность этих отражений, человек приходит к абсолютной истине как совокупности истин относительных. Истина есть процесс. От субъективной идеи человек идет к объективной истине через практику (и технику). Следовательно мы можем утверждать, что системность это не только свойство человеческой практики и его сознания, но свойство всей материи. Системность нашего мышления вытекает из системности мира. Современные научные данные и современные научные представления позволяют говорить о мире как о бесконечной иерархической системе систем, находящихся в развитии на разных стадиях развития, на разных уровнях системной иерархии.
К изложенным аргументам философского плана уместно добавить естественнонаучные аргументы объективной системности природы. Поскольку окружающий нас мир никем не построен, возникла необходимость объяснить процесс самоорганизации материи ее внутренними свойствами. Успешная попытка построения такой теории сделана И. Пригожиным.
Таким образом, системны не только человеческая практика и мышление, но и сама природа, вся Вселенная. Системность это всеобщее свойство природы, которое можно трактовать как форму существования материи. Известные ее формы - время, пространство, движение, структурированность представляют собой частные проявления, аспекты системности мира.
Системные понятия и теории не могли не возникнуть, ибо для этого имеются непреходящие объективные предпосылки. Возникнув они не могут не развиваться. А существующее состояние является лишь очередным этапом этого развития, которое будет продолжаться. Однако этот процесс происходит не гладко, в имели место не только рывки вперед, но и остановки и даже отступления назад. Осознание системности мира и модельности мышления всегда отставала от эмпирической системности человеческой практики. Но, пожалуй, не будет преувеличением сказать, что сейчас в процессе развития системных представлений происходит нечто качественно новое: системное мышление и системная методология становятся массовым и в этом качестве обращаются в "материальную силу", повышая уровень человеческой практики.
История развития системных представлений первоначально шла по нескольким отдельным направлениям. С разных исходных позиций приближались к современному пониманию системности философская и конкретно-практическая научная и техническая методология. В своем движении к единой, объективной истине они неминуемо должны были сойтись, сопоставить результаты, понять общность и различия. Свидетелями и участниками этого этапа системного синтеза научного мы и являемся.
Философия примерно на сто лет раньше вышла "в район встречи", на высшую позицию в осознании системности материи, сознания и их отношения. Итогом обобщений, развития и борьбы в философии стала материалистическая диалектика. Научные результаты и обобщения философии относятся к множеству всех существующих и мыслимых систем, носят всеобщий характер. Переход от них к рассмотрению конкретных ситуаций означает переход к суженному множеству систем, учет его особенностей в проявлении общих закономерностей (дедуктивный метод).
Конкретные науки большей частью придерживаются противоположного, индуктивного метода от исследования реальных систем к установлению общих закономерностей. Это относится и к собственно системным закономерностям. Интересно и полезно проследить, как именно шло развитие системных представлений в той или иной конкретной науке, т.к. специальное изучение этапов повышение системности с намеренным интересом именно к системным проблемам данной науки является актуальной задачей.
В свете современных представлений системность всегда, осознанно или неосознанно, была методом любой науки: любой ученый прошлого, и не помышлявший о системах и моделях, именно с ними имел дело. Уже отмечалось, что быстрее всего была осознана системность самого человеческого познания. Философия, логика, основания математики области, в которых споры по системным проблемам уходят в глубь веков. Однако для нас особый интерес представляют те моменты в истории, когда системность привлекала внимание как объект исследования для естественных и технических наук.
Первым в явной форме вопрос о научном подходе к управлению сложными системами поставил М.-А. Ампер. При построении классификации всевозможных, в том числе и не существовавших тогда наук ("Опыт о философии наук, или аналитическое изложение классификации всех человеческих знаний", ч.I-II, 1834) он выделил специальную науку об управлении государством и назвал ее кибернетикой. Он не только обозначил необходимое место для кибернетики в ряду других наук, но и подчеркнул основные ее системные особенности.
Ампер только еще пришел к выводу о необходимости кибернетики, а Б. Трентовский, польский философ, уже читал во Фрейбургском университете курс лекций, содержание которого опубликовал на польском языке в 1834 г. Его книга называлась "Отношение философии к кибернетике как искусству управления народом". Б. Трентовский ставил целью построение научных основ практической деятельности руководителя ("кибернета"). Он подчеркивал, что действительно эффективное управление должно учитывать все важнейшие внешние и внутренние факторы, влияющие на объект управления. Главная сложность в управлении виделась им в сложности поведения людей. С позиций диалектики Б. Трентовский понимал, что общество, коллектив, да и сам человек это система, единство противоречий, разрешение которых и есть развитие. Поэтому кибернет должен уметь, исходя из общего блага, одни противоречия примирять, другие обострять, направляя развитие событий к нужной цели.
Но общество середины прошлого века оказалось не готовым воспринять идеи кибернетики. Практика еще могла обходиться без науки управления и кибернетики, которая родилась слишком рано, была забыта. Прошло около полувека и в 1891 г. академик Е. С. Федоров вновь обратил внимание научной общественности на системную проблематику. Он сосредоточил ее внимание на вопросах структуры и организации систем, когда показал, что существует только 230 различных типов кристаллической решетки и любое вещество при определенных условиях может кристаллизоваться. Это открытие в области минералогии и кристаллографии способствовало осознанию факта создания природой невообразимого разнообразия тел из небольшого числа исходных форм. Развивая системные представления, он установил, что главным средством жизнеспособности и прогресса систем является не их приспособленность, а способность к приспособлению ("жизненная подвижность"), не стройность, способность к повышению устойчивости. Е. С. Федорова можно заслуженно отнести к числу основоположников теории систем.
Следующая ступень в изучении системности как самостоятельного предмета научного исследования связана с именем А.А. Богданова и его книгой "Всеобщая организационная наука (тектология)" в 3-х томах..-М.: 1911-1925. Большая общность тектологии связана с идеей ее автора о том, что все существующие объекты и процессы имеют определенную степень, уровень организации. В отличие от конкретных естественных наук, изучающих специфические особенности организации конкретных явлений, тектология должна изучать общие закономерности организации для всех уровней организованности. Все явления рассматриваются ею как непрерывные процессы организации и дезорганизации. Хотя А.А. Богданов не дает строгого определения понятия организации, он, тем не менее, отмечает, что уровень организации тем выше, чем сильнее свойства целого отличаются от простой суммы свойств его частей. Основное внимание тектология уделяет закономерностям развития организации, рассмотрению соотношений устойчивого и изменчивого, учету собственных целей организации (они могут как содействовать целям, высшего уровня организации, так и противоречить им), роли открытых систем. Богданов довел динамические аспекты тектологии до рассмотрения проблем кризисов, т.е. таких моментов в развитии любой системы, когда неизбежна коренная, "взрывная" перестройка ее структуры. Он подчеркивал ведущую роль моделирования и математики как потенциальных методов решения задач тектологии. Из этого беглого обзора видно, отец тектологии предвосхитил, а кое в чем и превзошел многие положения современных кибернетических и системных теорий.
По-настоящему явное и массовое усвоение системных понятий, общественное осознание системности мира, общества и человеческой деятельности началось с 1948 г., когда американский математик Н. Винер опубликовал свою книгу "Кибернетика" (В. Винер Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1961.). С кибернетикой связаны такие продвижения в развитии системных представлений, как типизация моделей систем, выявление особого значения обратных связей в системе, подчеркивание принципа оптимальности в управлении и синтезе систем, осознание информации как всеобщего свойства материи и возможности ее количественного описания, развитие методологии моделирования вообще и в особенности идеи математического эксперимента с помощью ЭВМ.
Все это, без преувеличения, сыграло революционную роль в развитии общественного сознания, человеческой практики и культуры, подготовило почву для того невиданного размаха компьютеризации и информатизации различных сфер деятельности человека, которые происходят на наших глазах. Однако следует воздерживаться от преувеличенных оценок винеровской кибернетики. Здесь раздражает не только рекламная шумиха вокруг кибернетики разных дельцов и некоторых ученых. Простое сравнение идей Винера с идеями Трентовского и Богданова показывает, что кибернетика не смогла дойти до рассмотрения действительно сложных систем, ей свойственен определенный техницизм, современная разновидность механицизма. В рассмотрении информационных процессов качественная сторона информации принесена в жертву количественной; принцип оптимальности реализуется только в полностью формализованных задачах; при моделировании интеллекта учитывается только логическая компонента мышления. При всем при этом, справедливее рассматривать кибернетику Винера как важный этап в развитии системных представлений, давший ценные идеи и результаты в осознании системности как всеобщего свойства материи, хотя в нем и встретились непреодоленные трудности и обнаружились недостатки самой теории.
Параллельно и как бы независимо от кибернетики прокладывается еще один подход к науке о системах общая теория систем. Идея построения теории, приложимая к системам любой природы, была выдвинута австрийским биологом Л. Берталанфи в 1950 г.(см. Bertalanffy L. An Outline of General System Theory. "Brinish J. for Phil. of Sci.". 1950, vol.1, №2,
pp.134-165.). Один из путей реализации этой идеи ее автор видел в том, чтобы отыскивать структурное сходство законов, установленных в различных дисциплинах, и, обобщая их, выводить общесистемные закономерности. Пожалуй, самым важным достижением Берталанфи является введение понятия открытой системы. В отличие от винеровского подхода, где изучаются внутренние системные обратные связи, а функционирование систем рассматриваются как отклик на внешние воздействия, Берталанфи подчеркивает особое значение обмена системы веществом, энергией и информацией (негэнтропией) с окружающей средой. В открытой системе устанавливается динамическое равновесие, которое может быть направлено в сторону усложнения ее организации (вопреки второму закону термодинамики, благодаря вводу информации /негэнтропии/ извне), и функционирование является не просто откликом на изменения внешних условий, а сохранение старого или установление нового подвижного внутреннего равновесия системы. Здесь усматриваются как кибернетические идеи гомеостазиса, так и новые моменты, имеющие свои истоки в биологии. Берталанфи и его последователи работают над тем, чтобы придать своей общей теории систем формальный характер. Однако, заманчивый замысел построить общую теорию систем как новую логико-математическую дисциплину не реализован до сих пор. Не исключено, что наибольшую ценность общей теории систем составит не столько ее математическое оформление, сколько разработка целей и задач системных исследований, развитие методологии анализа систем, установление общесистемных закономерностей.Современный "прорыв в незнаемое" в исследовании систем совершен отечественной школой П. К. Анохина и бельгийской школой И. Пригожина. Теория функциональных систем (ТФС), предложенная первой школой, базируется на исследовании самоорганизующихся, саморегулирующихся открытых системах. Она исходит из ведущей роли полезного для системы и организма в целом приспособительного результата. В ней результат действия функциональных систем организма выступает в роли системообразующего фактора. Являясь творческим развитием теории условных рефлексов И.П. Павлова, ТФС оформилась в самостоятельный принцип организации физиологических функций, объясняющий многие процессы адаптации внутри организма и в его взаимодействии с окружающей средой [
17]. И. Пригожин, в ходе исследования термодинамических процессов в неравновесных физических системах (за это он был удостоен Нобелевской премии 1977 г.) понял, что обнаруженные им закономерности относятся к системам любой природы. Наряду с переоткрытием уже известных положений (иерархичности организации систем; несводимость друг к другу и невыводимость друг из друга закономерностей разных уровней организации; наличие наряду с детерминированными случайных процессов на каждом уровне организации и др.) Пригожин предложил новую, оригинальную теорию системодинамики, где раскрыт механизм самоорганизации неравновесных систем. Согласно его теории, материя не является пассивной субстанцией: ей присуща спонтанная активность, вызванная неустойчивостью неравновесных состояний, в которые рано или поздно приходит любая система в результате взаимодействия с окружающей средой. В такие переломные моменты (называемые "особыми точками" или "точками бифуркаций") невозможно предсказать станет ли система менее или более организованной ("диссипативной" по терминологии Пригожина).Наращивание системных знаний естественный процесс, происходящий во всех сферах человеческой деятельности стихийно как отражение системности природы.
Мы полагаем, что осознание системности нашего познания и окружающего мира - это более высокий уровень знаний человечества. Становление этого системного уровня знаний происходит трудно, медленно, с отставанием, задержками и петлянием, свойственными процессами блуждания и поиска. Но этот процесс не бесцелен, он направлен на поиск истины. Возможные задержки и ошибки на этом пути, но главный смысл этого движения продвижение к истине.
1.2. УПРАВЛЕНИЕ И ЕГО СИСТЕМООБРАЗУЮЩАЯ РОЛЬ
С позиций системности как всеобщего свойства материи и познания мы рассмотрим процесс функционирования и развития открытых систем, и определим место и роль в нем управления. Вообще говоря, чтобы открытая система могла устойчиво и надежно развиваться требуется по существу организовать этот процесс, которым и занимается управление тоже системное образование.
В силу того, что в научной литературе нет четкого различия между понятиями проблема и задача, мы дадим их собственную трактовку. Под проблемой нами понимается разновидность четко поставленного вопроса, решения которого мы в данный момент времени не знаем. Если в вопросе проблеме имеет место четкая формулировка цели, которую требуется достичь, то это значит, что мы не знаем путей (пути) ее достижения. Задача это вопрос, решение которого нам известно. В этом случае имеется четко поставленная цель и конкретный путь (несколько путей) ее достижения. Как правило, путь достижение цели в вопросе задаче отождествляется со способом ее решения.
Если посмотреть на цель нашего исследования с этих позиций, то можно констатировать, что цель - установление механизма адекватного моделирования процесса становления и развития сложных систем представляет собой вопрос, относящийся к проблеме. Вопрос: "Как функционирует механизм адекватного моделирования процесса становления и развития сложных систем?" остается пока без ответа, ибо пока нам это не известно. Чтобы решит этот вопрос необходимо провести научное исследования, результатом которого и должно быть указание конкретного способа его разрешения, т.е. указание пути (путей) достижения цели. Мы предполагаем, что такой путь можно установить, если разобраться в механизме эффективного применения системного анализа в адаптивном управлении. Именно поэтому мы намерены сначала исследовать сущность механизм управления, а точнее в его разновидности механизме адаптивного управления, а затем установить как применять системный анализ в управлении, чтобы была успешно достигнута поставленная нами цель исследования.
1.2.1. Генезис механизма управления
Слово "генезис" означает возникновение и становление какого-либо развивающегося явления. Именно к такого рода явлениям относится и феномен управления. Изучение этого явления целесообразно начать с исследования истории возникновения и этапов становления механизма управления. Мы предполагаем, что этот механизм представляет собой весьма специфичной функциональную систему, развившуюся в процессе эволюции и лежащей в основе процессов саморегуляции и саморазвития открытых систем: живой природы, общественных систем и их экономики, всей ноосферы, а также процессов познания.
Сначала заметим, что феномен управления долгое время считался исключительно общественным явлением, результатом сознательной деятельности человека. Успехи биологических наук, а также исследования при создании сложных технических систем на рубеже 40-50-х годов нашего столетия позволили существенно расширить видимую сферу действия управленческих процессов и подойти вплотную к более глубокому пониманию сущности феномена управления. Однако в нашей научной литературе до сих пор еще широко бытуют неадекватные определения управления - лишь как воздействия на объект. Так, С.С. Дзарасов в книге "Каждому - об управлении" (изданной тиражом 300 тыс. экз.) утверждает: "... существует единство в признании, что управление чаще всего предстает как способ определенного воздействия на управляемый объект. Против такого тезиса едва ли кто будет возражать" [1]. Идентичное вышеприведенному дает определение управления философ А. А. Крушанов - как "об очень (! ) специфическом воздействии одного объекта на другой" [
1].Многие авторы, даже спустя 50 лет после становления кибернетики, продолжают игнорировать (или не понимать) значения и определяющей роли обратных связей. Так, обратные связи, по утверждению того же А. А. Крушанова, "не являются самым существенным признаком управления" [1
]. Более того, и Философский словарь (1991 г.) трактует УПРАВЛЕНИЕ без привлечения понятий обратной связи, адаптации и самоорганизации. Здесь объяснение феномена управления философами лежит не в научной, а в прежней, идеологической, конфронтационной плоскости: "На практике наблюдаются два типа управления: стихийный и сознательный (плановый)".Авторы словаря поясняют: "При первом [типе управления] воздействие на общество происходит в результате взаимодействия различных социальных сил (рынок, традиции, обычаи и т.п.), второй предполагает наличие специальных органов управления, действующих по заданной программе.
Теперешний хаос во всем производстве, экономике, финансах, социальной сфере результат сознательного управления? Авторам невдомек, что "радикальную реформу во всех сферах жизни" и не надо было бы проводить, если бы управление осуществлялось хотя бы на уровне здравого смысла, не говоря уже о научном управлении и использовании зарубежного опыта? Если бы познание этого важнейшего феномена у нас не пребывало бы на столь низком уровне.
Здесь выход из тупика, по-видимому, должен осуществляться двумя параллельными путями: по линии массового ликбеза в сфере управления, а также по линии борьбы с нашим национальным бедствием - невостребованностью новых знании, сознательным поворотом к ним спиной. Иначе как объяснить тот парадокс, что в десятках книг великое множество схем без обратных связей названо "схемами управления", тогда как на самом деле они отражают лишь иерархию подчинения по вертикали низших звеньев высшим звеньям командно-административной системы, осуществлявшей "воздействие" и приведшей к сегодняшнему развалу.
В п.1.1.мы отмечали ведущую ролю материалистической диалектики при исследовании сложных явлений и процессов. Поэтому, углубленное исследование механизма управления целесообразно начать рассмотрения центральной категории диалектики - категории РАЗВИТИЯ. При ее анализе явно недостаточно внимания уделяется раскрытию ее связи с понятиями информации, организации и управления. В действительности развитие не есть просто изменения вообще, присущие всякому движению, а представляет собой изменения, связанные с процессами отражения (как всеобщего свойства материи), сопровождаемые упорядочением связей, накоплением информации, возникновением новых структур, их усложнением и детерминацией. Это - процесс самоорганизации, в котором важнейшее значение имеет генезис механизма управления.
Механизм управления не дан нам изначально. Он возник и развивался в ходе эволюции открытых систем, имеет свои переходы от низшего к высшему.
Мы разделяем точку зрения Р. Ф. Авдеева о той части, что физическое взаимодействие объектов и элементарные формы отражения здесь явились необходимой предпосылкой. Заметим, что замкнутые системы, рассматриваемые в классической физике, представляются образованиями, рассматриваемыми отдельно от внешней среды. Замкнутые системы никак не взаимодействуют с внешней средой (они изолированы от нее непреодолимой границей). Известно, что в замкнутой системе энтропия может только расти из-за неизбежной диссипации энергии. В ней доминирующей тенденцией выступает не упорядочение, не взаимодействие частей (элементов) как единого целого, а выявление, выделение противоположных "полюсов" (противоположностей) с непременным столкновением их и уничтожением одного другим. В такой упрощенной модели взаимодействия элементов природы нарушен диалектический принцип о всеобщей связи и взаимообусловленности явлений: "единое", совокупность элементов, система рассматривается здесь изолированно от внешней среды.
Открытые системы, наоборот, активно взаимодействуют с внешней средой. Их границы открыты: через них открытые системы обмениваются с внешней средой энергией, веществом, информацией. Более того, взаимодействие элементов в открытых системах осуществляется не на основе антагонизма (непримиримости), а на основе сотрудничества (кооперации) и направлено на выживание всей системы в целом.
С нашей точки зрения, открытые системы представляют собой эффективный механизм противодействия росту энтропии, найденный природой в процессе ее системного развития. Высокая выживаемость открытых систем (в т.ч. и в агрессивной внешней среде) обуславливается их способностью реорганизовывать (из входящих в нее элементов) свою структуру и перестраивать технологию своего функционирования (режим переработки и обмена вещества, энергии и информации в зависимости от требований предъявляемых к системе внешней средой в той или иной ситуации).
Отметим, что под термином ФУНКЦИЯ (от лат. functio исполнение, осуществление) понимается:
Рассмотрение с этих позиций сходства и различия открытых и замкнутых систем позволяет сделать следующее замечание. Открытые системы, в отличие от систем замкнутых, имеют реальную возможность:
- отслеживать состояния внешней среды, ибо они взаимодействуют с ней через свои границы, и
- проявлять, в ходе указанного взаимодействия, через некоторые действия, изменения внутренней структуры, свое отношение к этому состоянию.
Это значит, что открытые системы, в отличие от замкнутых систем, способны внешне проявлять свои свойства, путем изменения своих функции и так "откликаться" на изменения состояний внешней среды. Нам представляется целесообразным представлять эти состояния внешней среды в виде требований среды к открытой системе. Тогда, взаимоотношение внешняя среда открытая система можно обоснованно заменить на соотношение: требование внешней среды соответствующая ему функция ("отклик") открытой системы. Удовлетворение открытой системой некоторого требования внешней среды есть по существу разрешение противоречия: надо (требование внешней среды) / могу (выполнение системой этого требования). Это - главное противоречие между тем, что требуется средой от открытой системы и тем, что может эта система реально может. Открытая система может разрешить это противоречие лишь "дотягивая" свои функциональные возможности до требуемого извне уровня. Разрешение противоречия надо/могу стимулирует направленность развития открытой системы, т.е. ее развитие в сторону приспособления к изменениям внешней среды. В первом приближении разрешения этого противоречия состоит в реализации открытой системой механизма "конструирования" или синтеза структуры, деятельность которой в ее составе, сможет удовлетворить конкретные требования внешней среды. Чем лучше в открытой системе работает этот механизм, тем больше у нее шансов успешно разрешать это постоянное противоречие между конкретными требованиями среды и возможностью системы удовлетворить его в приемлемых для системы условиях и имеющихся в ее распоряжении ресурсами.
Заметим, что указанное противоречие воспринимается открытый системой как вопрос, решать который она должна постоянно. Если у нее имеется структура, обеспечивающая реализацию функции, требуемой внешней средой, то она решает вопрос как задачу: вопрос поставлен решение известно решение реализовано. В том случае когда нужной структуры нет, то ее необходимо создать, чтобы разрешить противоречие надо/могу. До тех пор пока система нужную структуру не создаст указанное противоречие для нее не разрешимо: природа поставило перед ней проблему, которую надо решить. Иначе придется погибнуть. Если требуемая структура найдена, то разрешение противоречия для системы превращается в задачу. Вот только поиск новых структур дело весьма не простое и связано с большим риском не найти ответ на вопрос природы.
Постоянное разрешение противоречие надо/могу и есть ядро диалектики или источник развития системных образований (открытых систем) в природе и в обществе. Этот источник вполне соответствующий диалектическому принципу о всеобщей связи и взаимообусловленности явлений. Открытая система органично связана с внешней средой не только обменом вещества, энергии и информации, но и проявлением своего отношения к ее требованиям. Это отношение реализуется через поведение открытой системы или ее действия, связанные с изменения ее структуры и конкретным характером взаимодействием входящих в нее элементов. Внешнее проявление этого поведения (действия) и есть функция открытой системы. Если она приемлемая для данной ситуации (состояния) внешней среды, то открытая система выживает, а в противном случае она погибает. Таким образом, открытая система в проблемной для нее ситуации, должна "просто угадать" какое поведение или какая ее функция обеспечит ее выживание. То есть процесс развития открытых систем носит вероятностный характер. Все это делает реализацию описанного выше механизма развития открытых систем далеко не простой, но, тем не менее, вполне реалистичной.
Замкнутые системы, наглухо изолированные своими непроницаемыми границами от внешней среды, указанные возможности открытых систем проявить не могут по определению. Следовательно, касаясь вопроса развития сложных систем, целесообразно отдавать предпочтение исследованию открытых, а не замкнутых систем. Поэтому, в дальнейшем мы будем рассматривать только открытые системы. Они являются перспективным предметом научных исследований по адаптивному управлению. Под адаптивным управлением мы понимаем управление развивающимися системами. Открытые системы обладают требуемым потенциалом в этом направлении. Справедливость данного утверждения подтверждается и научными исследованиями так называемых функциональных систем (ФС).
С учетом вышеизложенного проследим генезис механизма управления, опираясь на работу Р.Ф.Абдеева [1]. В ней автор выделяет три этапа развития механизма управления.
I - простейший замкнутый контур с обратной СВЯЗЬЮ на уровне обычного регулятора (гомеостазиса), с реакцией лишь на текущие воздействия. Появляется цель-самосохранение;
II - промежуточный, с программным изменением характера воздействия управляющего звена на объект при сохранении его устойчивости;
III - механизм управления самоорганизующихся систем. Отличается наличием II контура ОС и органов памяти. Во II контуре осуществляется отбор полезной информации из I контура: эта информация накапливается, формируя опыт, знания, синтезируется в определенные структуры, повышая уровень организации, активность и живучесть системы.
Повседневная практика показывает, что процессы развития в природе и человеческом обществе, складываются из великого множества контуров управления и (или) самоуправления. Каждый такой контур (будь то управление животным, транспортным средством, заводом или руководство народными массами в социальной борьбе) представляет собой целенаправленный информационно-управленческий процесс, состоящий из управляемого объекта и управляющего субъекта (управляющего звена), замкнутых прямой и обратной информационными связями. Каковы бы ни были отличия в частностях (многоуровневость, специфика конкретных областей деятельности и т.п.), структура этот механизма едина и может быть представлена в виде обобщенной (до мировоззренческого уровня) модели.
Системное представление обобщенной модели механизма управления для самоорганизующихся систем позволяет констатировать, что если самоорганизующиеся системы ориентированы на приспособление к изменениям во внешней среде, т.е. на адаптацию, то обобщенная модель механизма управления превращается в модель механизма адаптивного управления. Исследование эволюции процесса возникновения и усложняющегося упорядочения связей во взаимодействиях с позиций системных представлений выявляет, значение понятий цели, информации и управления в диалектике объективного мира. Это способствует раскрытию сути механизма самоорганизации материи. Поэтому возникновение и становление функциональных систем (т.е. открытых систем, нацеленных на удовлетворение требований извне), процессов саморегуляции в живой природе и человеческой деятельности, ознаменовали восхождение материи на следующие уровни развития: биологической и социальной форм движения.
1.2.2. Информация, отклонение от нормы и обратная связь
Напомним, что объектами нашего исследования являются открытые системы (объекты). В них воздействие внешней среды вызывает отклонение параметров открытой системы от нормы. Внутри такой системы возникает информация об этом отклонении, затем складывается прямая и обратная связь между ее элементами, что в конечном итоге формирует замкнутые контуры управления, а управление способствует возникновению функциональных системы и их развитию.
Действия системы, направленные на сохранение своего устойчивого состояния, являются положительными сторонам процесса ее развития, а отклонения. которые система вынуждена (для своего выживания) выбирать (уменьшать, исключать), можно назвать отрицательными сторонами процесса. Ранее мы уже отмечали, что движущей силой развития открытой системы в определенной внешней среде выступает целенаправленная борьба противоположностей - положительной и отрицательной сторон процесса ее выживания (разрешение противоречия надо/могу).
Примечательно, что в "Диалектике природы" Ф.Энгельс отмечает особую роль в этой борьбе отрицательной стороны процесса, учет которой в процессах управления, как мы теперь понимаем, и есть использование отрицательной обратной связи.
По существу и базирующаяся на множестве случайных отклонений так называемая стихия рынка, является своего рода механизмом социальной саморегуляции на основе непрерывного учета отклонения спроса от предложения. Словосочетание стихия рынка, отражает негативное отношение к рынку, что стало стереотипом в догматической философии. На самом деле на рынке действуют закон стоимости, вероятностные процессы, которые, в отличие от непредсказуемой стихии, можно описывать и прогнозировать.
Таким образом, истоки активности открытой системы связаны с исходными моментами любого управленческого процесса - с целевой функцией и отклонением. В силу сказанного, понятие отклонения заслуживает быть включенным в разряд общенаучных понятий. Оно является универсальным элементом взаимодействия, присущим любым системам. Без отклонения нет информации и процесса управления, нет развития. Определяющая роль отклонения отражена и в "золотом правиле" саморегуляции. В формулировке П.К.Анохина оно звучит так: "Само отклонение от нормы служит стимулом возвращения к норме" [322]. Система вне среды не может быть активной, ибо только взаимодействие со средой, возникающие при этом отклонения, противоречия создают необходимое условие активности системы, ее самодвижение в направлении самосохранения. Такой средой явились, в частности, геосфера и атмосфера нашей Земли, где с возникновением органических соединений начали появляться и усложняться преемственные связи как реализация элементарных форм активности.
Любого типа упорядоченность возникает в результате какого-то воздействия окружающей среды на систему, которая, приспосабливаясь к изменяющимся условиям, накапливает полезную для себя информацию, повышает уровень своей организации. По существу, как считают биологи, вся содержащаяся в организме структурная информация вводится окружающей средой и ее изменение (саморазвитие) обусловлено в основном длительным влиянием среды.
Развиваться с качественными изменениями, с возрастанием уровня организации способны лишь открытые системы в которых каждый процесс предстает как противоречивое единство самообусловленности и внешней обусловленности единство внутренних и внешних противоречий. Соотношение и роль их в контексте "источника развития" должны быть пересмотрены с выходом на концепцию открытых систем.
В основе эволюции, которой руководит "мудрость природы", лежит вероятностный способ "проб и ошибок", реализуемый через учет отклонений. Все те "пробы" конструирования (синтеза) внутренних структур системы (способствующих развитию ее функций), которые приводили к уменьшению отклонения, способствовали живучести образований и, таким образом, соответствовали требованиям эволюции открытой системы, закреплялись, развивались дальше. Это приводило к упорядоченному усложнению внутренних связей, структур открытой системы, к качественным изменениям ее взаимодействия с внешней средой, к возрастанию функциональной активности.
Таким образом, отклонение и, в более широком плане, разнообразие, являются неотъемлемыми атрибутами прогресса и самосовершенствования функциональных систем. Взять живую природу: даже на уровне "вершины" ее развития - человека - эволюция направленно моделирует разнообразие, несхожесть индивидов как необходимое условие дальнейшего развития сообщества.
Индивидуальность каждого человека в биологическом плане обеспечивается различием генетического кода: каждый человек в мире имеет уникальный состав белков. Индивидуальность человека в социальном плане, его творческие способности объясняются полученным им образованием и жизненным опытом, тезаурусом, который у каждого тоже свой.
При полном сходстве людей друг с другом теряется смысл взаимного общения, исключается интерес, борьба мнений, творчество. Людская однородность создала бы, отмечает В. И. Говалло, тупиковую ситуацию, ибо нет отклонений, не возникает информация как основа поведенческого акта. Следовательно, нет и целенаправленной деятельности, соревновательности, нет развития [
1].
1.2.3. Возникновение и развитие функциональных систем
Мы уже отмечали, что открытые системы в своем эволюционном развитии необходимо превращаются в системы функциональные. Функциональные системы это и есть не линейно и вероятностно развивающиеся открытые системы. Они возникли под воздействием внешней среды, благодаря качественному упорядочению связей: информация, как отражение, как сигнал отклонения стала образовывать (в виде отрицательной обратной связи) замкнутые контуры саморегуляции - ГОМЕОСТАЗИС.
При гомеостазисе благодаря процессам обмена веществ, энергии и информации открытая система (например организм) находится в состоянии подвижного равновесия с окружающей средой, обеспечивая свою ЦЕЛОСТНОСТЬ. Этот этап представляет собой качественный скачок в поступательном развитии уровней материи, означавший новый, более высокий уровень активности ее системных образований и их отражательной способности. Этот уровень развития материи обусловил дальнейший процесс самоорганизации открытых систем.
Гомеостазис, который можно назвать "остовом" механизма управления, также не возникает сразу, а является продуктом естественного отбора и эволюции. Об этом свидетельствует, согласно У.Кеннону, несовершенство механизма гомеостазиса у тех классов позвоночных, которые предшествуют млекопитающим [190].
К гомеостазису относится и иммунитет как система защиты организма от всего генетически чужеродного (микробов, чужих клеток, тканей) или генетически изменившихся собственных клеток. Иммунитет осуществляет контроль за внутренним постоянством организма. Гомеостазис характеризует, таким образом, I этап становления феномена управления.
Для иллюстрации II этапа становления механизма управления приведем пример из области техники. Вертикально стартующую тяжелую ракету через десяток секунд после старта, когда она уже набрала расчетную скорость, необходимо начинать разворачивать (наклонять) в сторону цели. Включается программный механизм, формирующий команды на разворот объекта (по "жесткой" программе) в нужном направлении, на нужный угол. При этом автомат стабилизации продолжает работать, обеспечивая устойчивость объекта и при этой манипуляции.
Р.Ф. Авдеевым обосновано, что формирование механизма управления в основном завершается на III этапе образованием II контура обратной связи. Этот контур назван им контуром отбора и накопления информации, опыта, контуром адаптации, самообучения и, следовательно, саморазвития. Остановимся на этом подробнее.
Мы убеждены в том, что сущность процесса развитие заключается в целенаправленном накоплении информации с последующим ее упорядочением, структуризацией. Естественно в потоке информации, циркулирующей в I контуре обратной связи, в каждом цикле управления бывает много разнообразной информации (избыточной, повторяющейся), в том числе и "информационного шума". Поэтому на входе во II контур обратной информации целесообразно, как это сделал Р.Ф. Абдеев, поместить семантический фильтр, который осуществляет отборе информации с учетом преемственности и ценности новых "порций" информации для целевой функции системы, для ее целостности.
Число таких порций информации от цикла к циклу непрерывно растет, и они начинают складываться ("оседать", кристаллизовываться) в определенную структуру (ФС, модели, гипотезы, теории, программы, изобретения и т.п.). Вот такие структуры и являются точками "роста" искомого феномена "развитие". Именно целенаправленное собирание, интегрирование информации на основе отражения является предпосылкой, основным условием появления новой организации, новой структуры в открытой системе.
Если принять за Бриллюэном, что структуру можно рассматривать как связанную, внутреннюю информацию, то происходящая во II контуре обратной связи структурализация и есть процесс возникновения, новой (структурной) информации, в результате циркуляции в организме оперативной информации. Это - созидание нового в самом процессе взаимодействия открытой системы (живой субстанции) со средой в результате избирательного отражения и отбора информации об этом взаимодействии, т.е. процесс САМОРАЗВИТИЯ.
Для процесса саморазвития открытых систем характерен их переход на более высокую ступень организации. Саморазвивающаяся открытая система представляет собой систему, которая сохраняет свое качество как в предвидимых (т.е. типовых ), так и в непредвидимых (т.е. не типовых, не предсказуемых, вероятностных) обстоятельствах, путем смены алгоритма функционирования через выбор конкретной структуры или создание (конструирования) новой.
Все это натолкнуло нас на мысль внимательно посмотреть на механизм возникновения и развития открытых систем с позиций теории функциональных систем, разработанной академиком П.К.Анохиным. С общетеоретической точки зрения функциональные системы (ФС) рассматриваются им как саморегулирующиеся организации, динамически и избирательно объединяющие центральную нервную систему (ЦНC), периферические органы и ткани на основе нервных и гуморальных (гормональных) регуляций для достижения полезных системе и организму в целом приспособительных результатов [17].
Полезными для организма приспособительными или адаптивными результатами являются результаты деятельности ФС, обеспечивающие, в первую очередь, различные стороны метаболических процессов (процессов обмена), стабильность гомеостатических показателей, а также вынесенные за пределы организма человека результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие различные биологические (метаболические) потребности его организма, потребности зоосоциальных сообществ, социальные и духовные потребности человека.
Теорией функциональных систем (ТФС) и практикой убедительно доказано, что функциональные системы организма строятся, прежде всего, текущими потребностями живых существ. Они постоянно формируются обменными процессами в организме. Кроме того, ФС организма и могут складываться под влиянием специальных факторов окружающей организм среды. У человека это, в первую очередь, факторы социальной среды. Механизмы памяти также могут быть причиной формирования ФС, особенно поведенческого и психического уровней. Совокупная деятельность каждой ФС в их взаимодействии определяет сложные процессы адаптации внутри организма и в его взаимодействии со средой обитания.
Таким образом, функциональные системы представляют единицы (элементы и механизмы) сложной интегративной деятельности организма, в своей совокупности определяющие жизнедеятельность целого организма - открытой сложной системы, в ее взаимодействии с окружающей средой.
На различных уровнях организации ФС объективно выявляются по их конечным, полезным для метаболизма и жизнедеятельности организма в целом результатам: различными жизненно важными показателями гомеостаза (внутренней среды), такими как уровень питательных веществ, газов, температуры, осмотического и кровяного давления, а также результатами поведенческой деятельности животных и человека.
Главным в ТФС нам представляется ее направленность на изучение целостных саморегулирующихся открытых систем в их непрерывной связи с окружающей средой и ввод в их структуру аппарат предвидения потребного результата (опережающего возбуждения). По этой теории с формированием аппарата "предвидения" будущего результата нарушается поступательный, линейный ход возбуждения (реакции на события) и он приобретает опережающий и, вообще говоря, вероятностный характер. Необходимо заметить, что моторный, т.е. исполнительный компонент функционирования и развития организма является при этом лишь элементарной, составной частью сложного поведенческого акта, реализуемого и корректируемого психикой человека.
Нам представляется важным, что ТФС определила новый подход в понимании организации функций открытых систем. Знакомство с ней способствовало пониманию авторами механизмов саморегуляции и управления в адаптивных системах и глубже проникнуть в их содержание. Это принципиально новая манера мышления позволила нам радикально пересмотреть традиционные подходы к исследованию процесса управления сложными системами. В процессе такого переосмысливания взглядов на управление нами на новом уровне были поняты отработанные природой (в процессе длительной эволюции) процессы гомеостаза и "разумного" поведения с приспособлением, с помощью которых сложные открытые системы при взаимодействии с окружающей их средой обитания либо совершенствуются (непрерывно "дотягиваются" до удовлетворения ее новых требований), либо погибают. Другими словами, открытие системы должны уметь разрешать противоречие надо/могу и за счет саморавития "дотягивать" свои возможности до уровня требований извне.
ТФС рассматривает это "дотягивание" как целенаправленный поведенческий акт в виде системной динамической организации, разворачивающуюся в определенной последовательности, имеющей свои специфические узловые механизмы, объединяющие различные уровни ЦНС и участвующие в построении (синтезе) и реализации (исполнении) сложного приспособительного поведения (адаптации). При этом установлено, что все функциональные системы организма, независимо от уровня своей организации и от количества составляющих их компонентов, имеют одну и туже функциональную архитектуру, в которой результат является доминирующим фактором, стабилизирующим организацию систем.
Согласно ТФС к узловым механизмам, лежащим в основе структуры поведенческого акта любой сложности относятся:
1) афферентный синтез или целостное восприятие ситуации и ее оценка с точки зрения достижения полезных для ФС и всего организма в целом, должного приспособительного результата для него;
2) принятие решения, состоящего в выборе конкретной (желательно адекватной) реакции на ситуацию во внешней среде;
3) формирование акцептора результата действия или целевого "предвосхищения" будущего результата, предопределяемого выбранным противодействием организма на ситуацию, т.е. его "выбранной" реакцией ;
4) эфферентный синтез, предполагающий формирование самого действия (реакции организма на ситуацию) в следующей цепочке шагов
:- выбора или построения целостной детальной модели требуемого действия;
- оценки функциональных возможностей этой модели;
- установления конкретного средства достижения будущего результата, т.е. в виде ФС, "сконструированной" организмом;
- организации должной деятельности выбранной ФС;
5) многокомпонентное действие или системная реализация этого средства;
6) обратная связь о параметрах достигнутого результата и сличение (сопоставление) его с ранее сформировавшейся моделью результата в акцепторе результата действия.
Нейрофизиологической основой афферентного синтеза (синтеза информации идущей извне) является фиксация и обработка на нейронах коры головного мозга множества возбуждений (характеристик среды) различной модальности. При комплексной отработке этих множественных возбуждений нейронами в мозгу, при помощи ряда механизмов, создается целостное представление о ситуации во внешней среде (ее интегрированное отражение). Полученное таким образом интегрированное отражение конкретной ситуации сравнивается с образами типовых ситуаций (эталонами), хранящимися в памяти человека. Результатом такого сравнения является отнесение образа текущей ситуации к одному из эталонов или известных классов ситуаций. Это позволяет организму "мгновенно запустить" функциональную систему, соответствующую типовой ситуации, и с минимальными ресурсными издержками быстро и правильно отреагировать на нее. При отсутствии в памяти таких эталонов организму требуется реагировать на необычную ситуацию случайным образом, т.е. выбирать или конструировать соответствующую ситуации функциональную систему интуитивно, по наитию. Напомним, что угадывание нужной ФС, способствует выживанию организма. Полезная для него функциональная система, выбранная случайно запоминается и передается по генетической линии. В противном случае организм погибает и эстафета продолжения жизни прерывается.
На стадии принятия решения реализуется освобождение организма "от чрезвычайно большого количества степеней свободы, способствующий формированию интеграла эфферентного возбуждений (идущих от центра на периферию), необходимых и имеющих приспособительный смысл для организма именно в данный момент и именно в данной ситуации" [1]. Другими словами на стадии принятия решения организмом реализуется выбор того или иного способа поведения, а в след за ним его выживание или гибель.
Акцептор результата действия "предвосхищает" результат, который может быть получен животным в соответствии с принятым решением, и, следовательно, опережает ход и исход конкретного взаимодействия организма с внешним миром. Он не только прогнозирует "признаки необходимого в данный момент результата, но и сличает их с параметрами реального результата, информация о которых приходит к акцептору результата действия благодаря обратной афферентации" (т.е. механизму обратной связи") [322]. Важным фактором формирования акцептора результата действия, как и предшествующих, является доминирующая мотивация, которая как бы "вытягивает" аппарате акцептора результата действия весь накопленный опыт, закодированный в памяти, создавая определенный поведенческий акт в форме опережающего возбуждения.
В ходе реализации целенаправленного поведения через звено обратной афферентации (механизм обратной связи организма с внешне средой) осуществляется постоянная оценка реально полученного результата с тем, который был "запрограммирован" в акцепторе результата действия. Результат этой оценки и определяет дальнейшее поведение.
Необходимо еще раз отметить, что в ходе реализации целенаправленного поведения человека в его организме через систему обратных связей осуществляется непрерывное сличение реально полученного результата с результатом предсказанным акцептором результата действия. Оценка отклонения достигнутого результата от желаемого обуславливает необходимую коррекцию поведения человека, т.е. включение механизма управления, обеспечивающего его приспособительного (адаптивного) поведения.
Результат действия выступает как ведущий фактор организации и развития ФС. Следовательно, уровень адаптации деятельности такой системы будет тем выше, чем четче будет сформулирована цель предстоящего совместного действия человека и технического средства (например, специалиста и компьютера, коллектива организации и ее локальной вычислительной сети) во времени и пространстве с указанием качества исполнения. Четкая целевая установка обязательно заставит специалиста (руководителя) концентрировать свое внимание, знания и умения не только и не столько на успешном выполнении конкретных профессиональных действий, сколько на их быстром и качественном исполнении (т.е. на отработке нужных навыков).
Теперь мы можем сделать вывод, что автоматизированная система управления (АСУ), - как специализированный человеко-машинный комплекс, - должна выступать, вообще говоря, в качестве доминирующей функциональной системы и обеспечивать специалисту эффективную деятельность в соответствующей профессиональной сфере. Таким образом, главным в АСУ должно быть обеспечение стабильных конечных результатов деятельности человека в сфере, подлежащей автоматизации. А это невозможно без, изучения глубинных механизмов развития АСУ, обеспечивающих ее функционирование и развитие как адаптивной функциональной системы (АФС). Важно еще раз подчеркнуть, что положения теории ФС позволяют по-новому взглянуть как на механизм эффективной работы человека, так и создаваемые им АСУ. Последние с позиций ТФС должны быть, как минимум, адаптивными. Это положение заставляет проектировщиков АСУ исходить из положения, что для управления сложными системами они должны разрабатывать адаптивные автоматизированные системы управления (ААСУ).
Нам представляется, что с позиций эффективной автоматизации любой деятельности человека теоретические положения ТФС сводятся к следующим основным утверждениям:
- результат деятельности АССУ - объективный, ведущий показатель ее активности как человеко-машинного комплекса (специализированной адаптивной ФС);
- саморегуляция ААСУ - главный принцип динамической самоорганизации этой человеко-машинной системы;
- автоматизированным функциональным системам (АФС), как подсистемам ААСУ различного уровня должен быть присущ изоморфизм (тождество строения);
- в ААСУ следует реализовать целостно (голографически) отражать ФC, ее элементов и структуры;
- в целесообразной организации ААСУ должно иметь место избирательная мобилизация результатов деятельности ее отдельных элементов;
- элементы АФС должны взаимосодействовать достижению конечных результатов, т.е. элементы системы должны "подыгрывать" друг другу и этим обеспечивать достижение системой в целом высоких конечных результатов ее жизнедеятельности);
- в деятельности АФС должны имеет место консерватизм и пластичность (гибкость);
- АФС должно быть присуще иерархическое поcтроение;
- взаимодействие элементов АФС по конечным результатам должно иметь мультипараметрический характер;
- динамичеcкое взаимодействие элементов в АФC должно быть одновременно и последовательным;
общим принципом становления АФС должно быть избирательное опережающее развитие функциональных подсистем, обеспечивающих лучшую ее адаптацию.
Все вышеизложенное позволяет обоснованно утверждать, что адаптивные ФС в ААСУ должны представлять собой единицы целостной деятельности специалиста (или группы специалистов, коллектива). АФС как динамические саморегулирующиеся организации они должны быть:
а) комплексно сформированы и
б) развиваемы человеком (группой специалистов) в процессе его непрерывного обучения и (самообучения).
Только в этом случае АФС, в том числе и их аналоги - ААСУ, будут в состоянии обеспечивать быструю адекватную реакцию всей автоматизированной системы управления на потребности внешней среды, том числе и социальной.
1.2.4. Обобщенная модель механизма управления
С позиций нашего представления профессиональной деятельности и из анализа разработанной Р.Ф. Авдеевым двухконтурной структуры управления, названа им обобщенной моделью механизма управления, рассмотрим перспективные модели механизма управления. Очевидно, что модель механизма управления отражает такие наиболее существенные признаки управления, как:
- его универсальность (изоморфизм) для всех сфер, охватываемых кибернетикой.
- системоорганизующую, "негэнтропийную" функцию управления во всех этих сферах.
Становление замкнутого контура саморегуляции создало благоприятные условия для дальнейшего прогресса живой субстанции, ибо гомеостазис обеспечил возможность многократных позитивных для нее отражений воздействия внешней среды и способствовал сохранению и накоплению полезных следов этих воздействий в структуре живого. Важнейшим следствием этого этапа развития живого стало постепенное и необратимое изменений этой структуры.
Определяющим здесь оказалась многократная повторяемость циклов воздействие - отражение, обусловленная пространственно-временным континуумом мира. Действительно, элементарный акт выбора еще не вносит организации. Единичное воздействие на клетку, единичный цикл отражения не могли привести к фиксированию полезных признаков и направленным изменениям в структуре клеток. Организацию, мог внести только процесс, как серия актов, т.е. длительное чередование воздействий. Исследования, проведенные П.К.Анохиным, показали, что пространственно-временная структура внешнего макромира через непрерывно повторяющийся ряд воздействий трансформировалась в химический континуум молекулярного микромира живых существ, способствовала превращению химических структур в структуры функциональные.
С нашей точки зрения, в процессе эволюции природа нашла уникальную схему отражения (точнее взаимоотражения) процесса взаимодействия объектов. На типовые или многократно повторяемые конкретные ситуации, вызванные периодическим изменением пространственно-временного континуума мира, объекты-системы стали создавать внутри себя структуры, выполняющие конкретные, а, главное, полезные для объекта функции. Это способствовало зарождению (в некоторых объектах-системах) механизма "конструирования" структур, обеспечивающих выполнение вполне определенных функций.
Возвращаясь к упомянутому выше стереотипу о "внутренних противоречиях как источнике развития", следует напомнить, что ошибочность теории происхождения жизни А. И. Опарина, Г. Г. Меллера и заключалась в том, что они трактовали появление жизни как простое продолжение химической эволюции. Примечательно, что зарубежные философы здесь придерживаются диалектико-материалистических позиций. Так, X. Кун связывает возникновение дарвиновского механизма эволюции "с отражением среды, феноменом суточной периодичностью в состоянии среды". При этом "периодичность действует как фактор отбора".
На рис.1.
1 показаны в синтезированном виде результаты работ П.К.Анохина и И.И.Шмальгаузена, а также наша интерпретация концепции о двухконтурной структуре механизма управления:abcde - контур "оперативной информации", или авторегуляции. Это контур реакции живой субстанции той или иной своей функциональной структурой на каждый единичный акт воздействия с целью сохранения устойчивости в данный момент;
bcgd - контур "структурной информации". Здесь осуществляется отбор и запоминание множества типовых структур, "полезных следов" для успешного противодействия системы внешнему воздействию. Это контур накопления разнообразия, его формирования в определенную структуру (иначе говоря, контур развития и совершенствования организации через развитие ее типовых структур).
Рис.1. 1. Двухконтурная схема механизма управления [1]
Следует заметить, что возрастание уровня организации живой субстанции повышает ее отражательную способность и приводит к возникновению опережающего отражения.
Под влиянием физических, химических и других воздействий внешней среды на микроуровне живого возникают мутации (случайные сдвиги), являющиеся одной из причин изменчивости в биологии. Мутации редки, чаще всего неудачны, но именно из них (из "удачных") возникают новые побеги, которые закрепляются естественным отбором - решающим фактором эволюции. Естественный отбор выступает как "механизм, ответственный в конечном итоге за усложнение и совершенствование самого хранилища наследственной информации" [
322].Механизм эволюции живой природы, его структура, как видим, также состоит как минимум из двух контуров обратной информационной связи.
Принцип обратной связи составляет сущность всех биотических процессов, причем как эволюционного, так и мутационного. Именно в результате действия эволюционного процесса в помощью механизма обратных связи в системе выделяются и закрепляются соответствующие необычным ситуациям полезные мутации (случайные структуры), а на уровне организмов выделяются и закрепляются индивиды, поведение которых, наилучшим образом обеспечивает их стабильность (выживаемость) при неординарном изменении внешних условий.
Следует подчеркнуть специфику внешнего воздействия в механизме эволюции живой природы на нашей планете, его цикличность. Пространственно-временной континуум мира, в течение миллионов лет с годичной и суточной цикличностью изменяя параметры среды (температуру, давление, освещенность, влажность и т. д.), выступает как мощный и стабильный генератор, как правило типовых, воздействий. но иногда этот генератор создает и не ординарные ситуации (исключения из правил), для которого в системе нет соответствующей структуры. В этой ситуации система, находясь в точке бифуркации, должна угадать соответствующую структуру, либо погибнуть. Так в ходе эволюции шлифуются "старые" типовые структуры и случайно вырабатываются новые полезны структуры, способствующие по существу выживанию только тех видов, в основе функционирования которых была заложены как цикличность (типичные ситуации) и случайность (неординарные ситуации). Из сказанного можно заключить, что многократное типовые воздействие внешней среды в сочетании с вероятностными решениями и естественным отбором (фактором не циклическим, но тоже "подключенным" к механизмам отражения, обратной связи) способствовало формированию механизма управления, объединившего в себе две важнейшие для жизнедеятельности взаимосвязанные функции - саморегуляцию (I контур обратной связи) и саморазвитие (II контур обратной связи).
Саморегуляция обеспечивает целостность системы, ее устойчивое функционирование в условиях типовых воздействий внешней среды.
Саморазвитие обеспечивает качественно новый этап прогрессивного развития системы. В его основе лежит целенаправленный (полезный для выживания системы) отбор и накопление структур (информации), повышающий уровень организации структур и отражательные возможности системы.
Обе эти функции, в органическом единстве, способствуют выживанию открытых систем как в непредвидимых, так и в типовых ситуациях путем выбора типовой или построения (синтеза) новой структуры. Реализация ее функций собственно и обеспечивает разрешение противоречия между жесткими требованиями среды и возможностями системы удовлетворить их в требуемое время и с должным качеством. Тем самым реализуется приспособление (адаптация) открытой системы к изменяющимся условиям внешней среды.
Процесс эволюции с элементами случайности в точках бифуркаций мог осуществиться только в том случае, если наряду и вместе с эволюцией живых организмов имела место эволюция самих механизмов, обеспечивающих процесс эволюции с элементами случайности. Эти механизмы формируются на уровне информационно-структурных отношений, что и подтверждается генезисом механизма управления.
Следовательно, механизм управления, не придуман людьми, а сформировался в процессе эволюции живой природы. Человек познает его и использует в своих целях. Раскрыв на рубеже второй половины XX в. общность механизма управления, его научные основы и создав специальные технические средства для интенсификации информационных процессов в контуре управления (скоростные системы передачи данных, ЭВМ, дисплеи и т. п.), человек осуществляет оптимизацию управления в конкретных областях своей деятельности. Человек и сам в процессах трудовой деятельности, и повседневной жизни непрерывно накапливает опыт на основе ежедневно получаемой разнообразной информации. Он постоянно приобретает что-то в результате предыдущих событий, проб, ошибок и удач, их оценки и отбора. Поэтому он изменяется то в одном, то в другом отношениях и постоянно развивается в социальном плане. Это формирует его систему знаний (тезаурус), питает интуицию человека и дает ему возможность ориентироваться в сложной обстановке,
принимать нужные решения и при непредвиденных ситуациях, что пока недоступно автоматам, "искусственному интеллекту".В мировоззренческом плане интересно отметить, что цикличность процессов управления перекликается с квантовыми концепциями в физике. Действительно, каждый информационно-управленческий цикл в I контуре - это квант регулирования, т.е. элементарный, законченный акт регулирования. Совокупность таких актов обеспечивает устойчивость объекта.
А каждый цикл во II контуре (формулировка из крупинок информации, опыта новой теоретической концепции и использование последней при принятии очередного решения), как элементарный акт внедрения нового, это квант развития. Из таких квантов складывается процесс саморазвития.(адаптации).
Концепция Р.Ф.Авдеева. о двухконтурной структуре механизма управления основана на анализе и обобщении трудов многих ученых-естествоиспытателей.
В частности, И.И.Шмальгаузен различал и стабилизирующую форму, и движущую форму "естественного отбора, ведущего к прогрессивным изменениям"
[1]."Устойчивость и научение - две формы коммуникативного поведения. Живые организмы, в частности высшие виды живых организмов, способны изменять формы своего поведения на основе прошлого опыта", - писал Н. Винер, имея в виду достижение специфических антиэнтропийных целей [1
].Р.Ф.Абдеев дает следующее определение механизма управления: "Механизм управления есть закономерно возникшая в процессе эволюции специфически организованная форма движения материи, заключающаяся в целенаправленном многоцикличном преобразовании информации, в двух взаимосвязанных, замкнутых обратными связями (ОС) контурах и функционально реализующая как сохранение устойчивости, управляемого объекта, системы (I контур ОС), так и развитие, дальнейшее повышение уровня ее организации (или создание новых структур) путем отбора и накопления информации (во II контуре ОС)" [1
].
1.3. АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
1.3.1. Элементы симметрии и асимметрии в механизме адаптивного управления
Понятия симметрии и асимметрии, развиваемые в последние годы отечественными и зарубежными учеными (в работах В. С. Готта. И. С. Желудева, Ю. А. Урманцева, К. Льюэллин-Смита, А. Салама и др.), тесно связаны с понятиями устойчивости и изменчивости, порядка и беспорядка, организации и дезорганизации. Это способствует более глубокому проникновению в диалектику процессов развития.
Физики обсуждают симметрию пространства и времени. Осуществляется дальнейшее обобщение квантовой теории поля и общей теории относительности (теория суперструн). Свойства симметрии проявляются в кристаллофизике, в характеристиках элементарных частиц и их взаимодействий. Идеи симметрии реализуются в новой объединенной теории электромагнитных и слабых взаимодействий (работы А. Салама и др.). При этом установлено, что законы симметрии при определенных условиях могут приводить к асимметрии в физических явлениях [1
].Говоря о связи между симметрией и асимметрией, следует отметить пересмотр первичных представлений о них: симметрии до недавнего времени отводилось ведущее место, а асимметрии - подчиненное, как бы второстепенное [1
7]. Теперь существенно возрос интерес к явлениям асимметрии. С ними оказались неразрывно связанными неравновесные процессы, объясняющие возникновение диссипативных структур при переходе от неживого к живому (абиогенез). Так, И. Пригожин описал процесс самоорганизации в неравновесных системах через нарушения симметрии в точках бифуркации [1].В. И. Вернадский за двадцать лет до того, как физики задумывались об отсутствии симметрии в микромире, писал, что пространство - время, глубоко неоднородно и что явления симметрии могут в нем проявляться только в ограниченных участках. Крупным вкладом в познание Вселенной является концепция галионной асимметрии Вселенной А. Д. Сахарова.
Сама природа - и неживая (вспомним изящество кристаллических решеток), и живая (геометрия пчелиных сот, веер лепестков ромашки и т. п.),
- на первый взгляд, предпочитает симметричные законы построения. Однако при более внимательном рассмотрении здесь выявляются асимметричность, и ее особая роль в процессах организации.
В плане мировоззренческого освоения феномена управления представляет интерес выявление элементов симметрии и асимметрии и их роли в механизмах управления и развития. При этом для более полной характеристики развития, как подчеркивает В. С. Готт, необходимо воспользоваться категориями симметрии и асимметрии, взятыми в их диалектическом единстве.
Если, следуя этой рекомендации, мы проанализируем механизм, управления, то обнаружим элементы симметрии и асимметрии, представленные в таком единстве. Действительно, I контур обратной связи, выполняющий функцию простого регулирование (гомеостазиса), симметричен как по своей структуре, так и по функциональному назначению, удовлетворяя требованиям порядка, однородности, соразмерности, пропорциональности, т. е. важнейшим признакам категории симметрии. Так, малые отклонения требуют малых управляющих воздействий. По I контуру реализуются изменения, направленные на сохранение устойчивости, динамического покоя (функция автопилота). Это - "движение" без выраженного "развития", направленное лишь на сохранение жизненных функций (пример из социальной жизни - производство давно известного изделия, его тиражирование без усовершенствования).
II контур ОС, напротив, является асимметричным "неоднородным" элементом. Здесь происходят новые формообразования, повышается уровень организации известных структур, обеспечивается направленность развития, движение "вверх". Как указывает В. С. Готт, к развитию можно отнести только те совокупности изменений, в которых существуют "определенная направленность, тенденции к дальнейшим изменениям, в ходе которых проявляются, необратимые состояния" [1
].Рассмотрение взаимодействия симметричного и асимметричного элементов еще полнее раскрывает системоорганизующую роль феномена управления. Следовательно, именно информация, ее накопление, функцинальные системы и целенаправленная деятельность являются системообразующими факторами, а не время как таковое. Объем данной работы не позволяет полемизировать с А. И. Аверьяновым, утверждающим, что "время как длительность несомненно является системообразующим", и рассматривающим варианты "влияния будущего на системообразование" [17].
Исследование элементов симметрии и асимметрии в методологическом плане ценно еще и тем, что оно наглядно показывает соотношение и взаимодействие парных философских категорий устойчивость - изменчивость, функция - структура, движение - развитие, соответствующих I и II контурам ОС.
И, наконец, концепция о подобной взаимосвязи симметричного и асимметричного элементов в механизме управления может, явиться определенной методологической основой при исследованиях человеческого мозга, выявление асимметричности которого стало одной из ведущих научных тем конца XX в. Ученые обнаружили в полушариях два не похожих друг на друга, даже полярных, типа мышления. Так, если функционирует лишь левое полушарие, то человек проявляет двигательную активность и много говорит. Он шутит, смеется, быстро реагирует, но его действия и речь бесцветны, лишены живых человеческих интонации, т. е. не опираются на память прошлых восприятии. Поэтому человек не узнает привычные звуки, мелодии. При функционировании лишь правого полушария человек, напротив, речь понимает с трудом, но зато обладает хорошей памятью, быстро распознает образы, рисунки, легко ориентируется в ситуации.
По гипотезе отечественных исследователей Н. Братиной и Т. Доброхотовой, левое и правое полушария мозга обращены в разные времена. В частности, правое полушарие связано с настоящим и прошлым, обеспечивает накопление и сохранение информации. Здесь, таким образом, просматривается аналогия с асимметричным элементом механизма управления.
Изучение мозга продолжается. Сейчас неврологические исследования ведутся уже на клеточном уровне. Позитронные томографы и скоростная видеотехника позволяют осуществлять рентгеновское сканирование мозга с записью в динамичной форме процессов в структуре мозга во всех его частях. Однако здесь многое еще остается неясным, предстоят тончайшие эксперименты наряду с философскими размышлениями и дискуссиями. Пока ясна лишь взаимодополняемость, "сотрудничество" обоих полушарий в процессах управления жизнедеятельностью организма.
Таковы взаимосвязь и роль элементов симметрии и асимметрии в механизме управления. А какова их эволюция, например, при переходе от биологического уровня на социальный?
Если говорить о симметричном элементе, то здесь на смену (вернее, в дополнение) гомеостазису пришло осознанное регулирование, планирование как части научного управления.
В асимметричном элементе опережающее отражение переросло в научное прогнозирование, осуществляемое на основе прошлого опыта. Но самое примечательное изменение произошло с запоминанием и передачей информации: если на уровне "до человека" вся информация об истории влияния внешней среды и процессах саморазвития видов запечатлевалась только в их генетическом коде и передавалась из поколения в поколение через наследственность, то на уровне "человек и общество" с появлением письменности и с развитием техники возникает и получает огромное развитие надындивидуальное, внегенетическое накопление информации (библиотеки, архивы данных, вся ноосфера). Это социальная информация. Как совокупность знании о природе и обществе, она передается последующим поколениям через системы образования и воспитания. Обладая безграничным объемом памяти и возможностями упорядочения, новый способ хранения и накопления информации стал мощным инструментом социального прогресса.
1.3.2. Сходство процессов управления и познания
Исследуя общие принципы организации в разных сферах, А.А.Богданов еще в первой четверти нашего столетия обнаружил "относительную бедность" организационных форм материи при фантастическом разнообразии явлений и процессов материального мира [36]. Позже кибернетика научно обосновала единство процессов управления и связи в живой природе, технике, обществе и мышлении, подтвердила многие идеи выдающегося отечественного естествоиспытателя, не оцененного современниками.
В мировоззренческом плане представляет интерес рассмотрение сходства и различия процессов управления и познания. В основу сравнения данных процессов мы положим активное отражение и цикличность, присущие и управлению и познанию.
Процесс познания соответствует I-му контуру ОС: многократные циклы испытаний, наблюдений, сбора информации, т. е. это области эмпирического знания, содержание которого черпается непосредственно из опыта. II контур - отбор и обобщение информации, попытки выявить очередную относительную истину. Здесь может возникнуть научная гипотеза. Если она подтвердится при очередном эксперименте, то может стать основой новой теории, закрепиться в формулах, теоремах. Это уже теоретическая область. Другими словами, в I контуре ОС воспринимается явление, а во II познается его сущность, причем постижение сущности углубляется в ходе осуществления все более целенаправленного воздействия на объект, все более тонких экспериментов.
Схема диалектического пути познания раскрывает суть информационного взаимодействия активного познающего субъекта и исследуемого им объекта в плане "основного вопроса философии". Эта схема познания отражает механизм восхождения познания от относительной истины к абсолютной. Каждый текущий результат в ней оценивается на фоне всевозрастающего уровня знаний. Это и есть диалектический путь, логика познания которого и есть "вечное, бесконечное приближение мышления к объекту" [19], ко все большему соответствию - наших представлений объективной природе вещей.
Нами выявлено, в схемах управления и познания отсутствуют различия. Более того, установлено полное функционально-структурного сходства процесса эволюции живой природы (т.е. генезиса механизма управления) и процесса познания субъектом явления (объекта) природы. Это прямо подтверждает положение Ф.Энгельса о том, что "Так называемая объективная диалектика царит во всей природе, а так называемая субъективная диалектика, диалектическое мышление, есть только отражение господствующее во всей природе движения" [ ].
Соотношение объективной (A) и субъективной (B) диалектики, а также теории познания (Г), в их единстве, взаимосвязи и субординации рассмотрено ниже. Если развитие природы, т.е. объективную диалектику (A) расчленить на три подсистемы: 1). Основной вопрос философии, 2). Теорию материи и 3). Теорию развития, то получиться весьма наглядная схема тотальной структуры диалектического материализма в виде строго упорядоченной, целостной и доказательной системы знаний, открытой для своего интенсивного и экстенсивного развития [.].
Исходя из схемы научного познания объективной реальности "от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике [ ], можно представить единство диалектики (A), диалектической логики (B) и теории познания (Γ) в виде "триады" (цепочки) A -> B -> Γ. Эта цепочка, в общем универсальном виде, "вырисовывает" ключевую объективную закономерность, присущую процессу познания в механизме управления. А именно, необходимость предварительного установления субъектом управления "работающей" на желаемый конечный результат (цель) идеальной (мыслимой) "цепочки-образа" или информационной модели α -> β -> γ, отражающей с допустимой на практике погрешностью ε, реальный процесс A -> B -> Γ. Он в сфере управления преобразуется к виду: "объект -> субъект -> желаемое действие (конечный результат)"
В процессах развития природы и общества имеют место четко выраженные логические закономерности. Подлинная диалектическая логика лишь как отражение этого существует в субъективной диалектике, в теории познания.
И мыслители древности этот вопрос понимали правильно. Так, Гераклит называл закон, правящий миром, Логосом, а Анаксагор даже Нусом (разумом). Оба они были стихийными материалистами и, говоря о Логосе и Нусе, имели в виду объективную диалектику самой природы.
Вернемся к структуре механизма управления, к ее новым реалиям.
Усложнение научных экспериментов в эпоху НТР привело к необходимости автоматизации сбора и обработки больших массивов информации. Появились измерительно-вычислительные системы (ИВК) в модульном исполнении и с унифицированной системой сопряжения между модулями (интерфейс).
Они выполняются на базе серийно выпускаемых ИВК, где ЭВМ осуществляет управление как ходом самого эксперимента, так и функционированием измерительных датчиков. В зависимости от получаемых в эксперименте результатов ЭВМ может вносить некоторые коррективы в него. Однако, последнее слово остается за человеком, имеющем свободный доступ к информации (с помощью дисплея ИВК). Только он может кардинально и динамично влиять на ход и исход эксперимента.
Без свободы, и материального интереса, к труду, без конкуренции, и рынка невозможно и самообучение управлению. Это второй печальный результат АКС, в которой, к тому же, управленческий аппарат разбухает по закону Паркинсона.
В своей праксеологии Т.Котарбинский стремился найти общие законы всякой человеческой деятельности и вывести общие правила хорошей работы [24] путем обобщения опыта человечества. В этом плане весьма полезен зарубежный опыт управления, и особенно богатейший американский. В Америке изучение всех аспектов управления фирмами, корпорациями, а также массовое обучение населения управлению стало в настоящее время подлинной индустрией знаний
Новая американские концепции управления, основанные на системном и ситуационном подходах к управлению не противоречит излагаемым нами взглядам. Жизнеспособная организация рассматривается нами прежде всего как открытая система; а главные предпосылки ее успеха отыскиваются не внутри, а вне ее. Ее выживание связывается с тем, насколько удачно организация фирма приспосабливается к своему ВНЕШНЕМУ окружению - экономическому, научно-техническому, социально-политическому. Вся внутрифирменная структура управления есть не что иное, как ответ фирмы на различные по своей природе воздействия со стороны внешней среды, включая технологию производства и качество человеческих ресурсов. Организация, по мере усложнения внешних условий, вынуждена, прежде всего, заботиться о гибкости и адаптивности своих внутрифирменных структур. В этих условиях возрастают роль грамотного управления ею и значение человеческого потенциала организации. Важная черта "новой парадигмы" управления - это концепция адаптивного управления, в которой роль системного анализа становится главной [ ].
1.3.3. О методологическом статусе механизма адаптивного управления
В данной работе путем мы с помощью системного исследования, методов теории отражения и принципа эволюционизма показали генезис механизма управления и его системоорганизующую роль в процессах развития природы. Раскрыта структура механизма управления и показано, что двухконтурная схема циркуляции информации в нем не обеспечивает полного описания феномена управления. Эту структурно-функциональную схему механизма управления необходимо развить, чтобы охватить весь спектр развития сложных открытых систем и показать ведущую направленность этого развития адаптивность.
Анализ понятия отклонения, позволил нам показать, что в самом факте движения материи заключены истоки ее активности и саморазвития, предпосылки возникновения феномена управления. Анализ эволюционного развития механизма управления, его генезис показывают, что в его объективной противоречивости выявляется тенденция к логическому упорядочению связей во взаимодействиях, к детерминации функций и структур. Этапными моментами здесь явились образование, в ходе эволюции замкнутых контуров (саморазвития).
На уровне человека механизм управления становится высокоорганизованной формой движения материн, - основы процессов жизнедеятельности, познания природы и созидания ноосферы. Более того, есть все основания утверждать, что механизм управления с его функциональными звеньями и связями лежит в основе структур всех открытых, точнее функциональных систем: живых организмов, технических систем, общественных институтов.
Всюду, во всех этих системах имеются:
- чувствительные элементы (датчики) для восприятия и замера отклонения (информации);
- средства оценки, обработки и системного анализа информации;
- каналы прямой и обратной связи;
- исполнительные органы.
Обобщенная модель управления показывает, что структура функциональной системы характеризуется расположением элементов и системной их организацией, которые обеспечивают успешное достижение цели, стоящей перед этой системой.
Таким образом, механизм управления в живой природе и социуме выступает стержнем их развития. Венцом эволюции механизма управления стало создание его теории - науки кибернетики, которая установила общность механизма управления для живой природы, техники, общества и мышления, выявила антиэнтропийную сущность управления, неразрывную связь отражения и информации с процессами организации.
Изложенный выше материал отражает взаимосвязь фундаментальных положений теории информации и кибернетики с материалистической диалектикой. В лице феномена управления диалектика получает важные методологические принципы исследования самоуправляющихся систем, процессов их самоорганизации.
На основе рассмотрения генезиса механизма управления, его системоорганизуюшей роли в прогрессивной эволюции материи, приведшей к возникновению биологической и социальной форм движения, создании можно так определить методологический статус механизма адаптивного управления.
Механизм управления, возникший и развившийся в ходе эволюции открытых систем, как регулирующий элемент усложняющегося упорядочения связей их элементов во взаимодействиях и механизм становления их саморегуляции и саморазвития в направлении их приспособления к изменениям внешней среды, с появлением "мыслящей материи" (сознания) и целенаправленной человеческой деятельности стал высшей формой движения материи, регулируемой механизмом адаптивного управления, включающий в себя познание, сохранение и разумное преобразования окружающего мира" [ ].
Это определение дается "в порядке обсуждения", как рабочая гипотеза, и может трактоваться, в частности, как конкретизация известного положения о том, что высшей формой движения материи является его социальная форма.
Миропонимание во все времена определялось не деталями знаний, а руководящими идеями. Одной из таких идей, на наш взгляд, является изложенная выше идея о системности природы и адаптивном управлении как современном обобщении генезиса механизма управления сложными системами. Поэтому феномен адаптивного управления требует системных исследований и мировоззренческого освоения как механизма прогрессивного саморазвития материи и социума.
1.4. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведенное нами исследование системности и генезиса механизма адаптивного управления позволяет сформулировать следующие выводы и рекомендации.
1. Основными предпосылками активности материи и появления функциональных систем на Земле явились отражательная способность материи, с одной стороны, и пространственно-временной континуум мира с его цикличностью воздействий - с другой. Циклические, миллионы раз повторяющиеся воздействия внешней среды и многократные реакции открытых систем на отклонения параметров, вызванные этими воздействиями, в процессе борьбы противоположных тенденций (требований внешней среды и не способностью открытой системы сразу удовлетворить их, негэнтропии и энтропии, организации и дезорганизации) способствовали усложнению ее структур и закреплению полезных признаков. В конечном счете в открытых системах возникли замкнутые контуры регулирования на базе. отрицательных обратных связей, появились простейших одноклеточных и, далее, живые организмы, способные к самообучению и самосовершенствованию.
2. В основе механизма развития открытых систем лежит возникновение и совершенствование ("усложняющееся упорядочение") в них связей во взаимодействиях, т.е. генезис механизма управления. Установлено, что оперативная, (циркулирующая) информация, обеспечивающая устойчивость структуры в I контуре обратной связи проходит отбор на основе целевой функции и превращается (во II контуре обратной связи) в структурную информацию. Именно здесь, на основе целенаправленного отбора и интегрирования информации происходят зарождение новых информационных структур, моделей. С помощью последних осуществляется совершенствование ФС, т.е. идет процесс образование и становление нового из самого процесса развития.
3. Два контура обратной связи в обобщенном механизме управления самоорганизующихся систем образуют диалектическое единство симметричного и асимметричного элементов, осуществляющее системообразующую (негэнтропийную) функцию механизма управления и раскрывающее сущность механизма саморазвития. Взаимодействие симметричного и асимметричного элементов в механизме управления выявляет соотношения устойчивости и изменчивости, движения и развития, функции и структуры через процессы самоорганизации.
4. Генезис механизма управления является отражением (и результатом) эволюции открытых систем, живой природы. В механизме управления мы различаем стабилизирующую и движущую формы естественного отбора, ведущего к целенаправленным, прогрессивным изменениям, а также к повышению уровня организации и отражательной способности живого.
Двухконтурная структура механизма управления устанавливает неизбежную логическую последовательность информационных потоков в процессах самоорганизации материи. Это позволяет анализировать и исследовать самоорганизующихся систем любой природы.
5. Достижения современной биологии, кибернетики, синергетики и философский анализ механизма управления свидетельствуют об исторической обусловленности, закономерности и единстве происхождения всех открытых систем, в т.ч. и живых организмов. Они убедительно говорят о том, что во всей сложной картине живой природы прослеживаются диалектическая логика, строгая организация, повторяющаяся от простейших до высших организмов.
6. Структурное и функциональное сходство обобщенной модели управления с механизмом эволюции живой природы, и с процессами познания показывает, что при всём фантастическом разнообразии явлений и процессов материального мира формы их организации в своей основе едины. Этот вывод имеет большое методологическое значение, так как углубляет и конкретизирует наше понимание единства материи. Теперь это понимание единство дополняется единством функциональных отношений и архитектурных форм.
7. Изучении Явления самоорганизации в живой природе и социальной сфере целесообразно изучать с позиций теории функциональных систем в соответствии с обобщенной моделью управления, обращая особое внимание на взаимосвязь I и II контуров обратной связи
8. В процессах управления первостепенное внимание следует уделять адаптивному управлению и выявлению отклонении параметров сложных системы от нормы, дав полную свободу разнообразию флуктуаций (в социальной сфере - плюрализму мнений). Это обеспечить широту выборки для отбора наилучшего варианта при принятии решений.
9. Поскольку феномен адаптивного управления как стержень развития раскрывает механизм самоорганизации сложных систем (важнейшей проблемы, еще глубоко не исследованной наукой), необходимо пересмотреть программы и учебники по основам управления и АСУ, дополнив их изложенными в данной выводами и рекомендациями.
10. Учитывая, определяющее значение феномена адаптивного управления и управленческой подготовки кадров для вывода страны из кризиса необходимо развернуть массовое обучение население страны основам адаптивного управлению и информатики. Целесообразно такое обучение превратить в постоянно действующую и непрерывно совершенствующуюся индустрию знаний.
В соответствии с целью данной работы, выводов и рекомендаций, сформулированных в данной главе, авторы поставили перед собой следующие задачи:
1. Проанализировать способы, подходы и методов решения исследуемой проблемы. Сформулировать цель и задачи исследования
2. Разработать концепцию информационного моделирования процессов адаптивного управления сложными системами и ее математический аппарат
3. Установить границы и особенности применимости разработанного математического аппарата в системном анализе.
4. Разработать инструментарий для реализации математического аппарата концепции на ЭВМ и технологию его применения.
5. Оценить эффективность разработанного технологии.
6. Установить перспективные направления применения предложенной технологии.
Очевидно, что в первой главе нами выполнена первая задача данного исследования и мы можем приступить к решению следующих его задач.