Systemtheorie. Prinzipien der allgemeinen Systemtheorie

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MINISTERIUM FÜR BILDUNG UND WISSENSCHAFT RUSSLANDS

Landesautonome Bildung

Institution der höheren Berufsbildung

„SÜDLICHE BUNDESUNIVERSITÄT“

Fakultät für Geologie und Geographie

Konzepte der modernen Naturwissenschaft

Teil 3

Allgemeine Systemtheorie

Methodenentwicklung für selbstständiges Arbeiten

für Studierende im 2. Studienjahr

Fachrichtung 100201 „Tourismus“ »

WENN. Tscherkashina

Rostow am Don 2011

1. Die Rolle und Stellung des Systemansatzes in der Naturwissenschaft

Wort "System" aus dem Griechischen übersetzt bedeutet „ein Ganzes, das aus Teilen besteht“. Diese Teile heißen „Elemente“ Das letzte Wort ist das lateinische Äquivalent des griechischen Wortes „Element“ (Feuer, Luft, Wasser, Erde, siehe Vorlesung Nr. 3), also „erstes Prinzip“.

Im modernen wissenschaftlichen Verständnis ist „ein System ein einzelnes Ganzes, das eine Ansammlung miteinander verbundener Elemente darstellt“. Es gibt andere Definitionen von „System“. So gibt der russische Wissenschaftler V. N. Sadovsky 34 Definitionen des Wortes „System“. Aufgrund der Breite des Begriffs „System“ gibt es daher keine allgemein anerkannte wissenschaftliche Definition dessen, was ein System ist. Tatsächlich ist jedes natürliche Objekt ein System: Es besteht zumindest aus Elementarteilchen.

PBeispiele Systeme:

1. Das Sonnensystem ist eine Ansammlung von Planeten und anderen Himmelskörpern, die sich im Schwerkraftbereich der Sonne befinden.

Der menschliche Körper ist ein System aus Zellen, Organen und Funktionssystemen innerhalb des menschlichen Körpers.

Ein Computer besteht aus einer Reihe von Teilen (Systemeinheit, Tastatur, Display, Prozessor, Speichereinheit usw.), die zur Ausführung komplexer logischer und mathematischer Operationen verwendet werden.

Eine Bildungseinrichtung ist eine Einrichtung, die aus Fakultäten, Abteilungen, Lehrkräften, Studierenden, Räumlichkeiten, Ausrüstung und Hilfspersonal besteht und für Zwecke der Hochschulbildung bestimmt ist.

5. Biogeozänose – ein System aus Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen

zusammen mit den Boden- und Klimabedingungen des Lebensraums.

Jedes System kann anhand einer Zeichnung (Diagramm) dargestellt werden, die die Hauptelemente und Verbindungen zwischen ihnen widerspiegelt

Aus den obigen Beispielen geht hervor, dass Konsistenz Als Konzept, das über den Rahmen der Naturwissenschaften hinausgeht, gilt es sowohl für die Natur (einschließlich der wilden Natur) als auch für Wissenschaft und Kultur im Allgemeinen. Das größte System ist offensichtlich das Universum.

Wiederum Systemansatz(nicht nur im Rahmen der Naturwissenschaft) zu einem Ganzen verschmelzen Systemmethode Und Allgemeine Systemtheorie.

„Es ist klar, dass die Welt ein einziges System ist, also ein zusammenhängendes Ganzes.“ F. Engels

2. Systemische MethodeS

Diese Methode wissenschaftliches Wissen ist in seinen Grundzügen seit der Antike bekannt. Es entstand gleichzeitig mit der Wissenschaft als System des Wissens über die Muster der untersuchten Phänomene und war im antiken Griechenland in der Antike bekannt. Eine systemische Sicht auf die Welt als Ganzes und ihre einzelnen Teile (also ein systemisches Konzept) findet sich in Plato, der Held seines Werkes – Professor Timaios – spricht vom Weltkörper als einem lebenden Organismus. Habe die Welt genauso betrachtet Diogenes. Pythagoras betrachtete die Welt als ein harmonisches System von Zahlen und ihren Beziehungen. Vor allem aber entwickelte Aristoteles in seinen Werken die systematische Methode. Er glaubte das

„Unter Elementen versteht man die letzten Teile, in die Körper zerteilbar sind, die aber nicht mehr in andere zerteilbar sind, die sich im Aussehen von ihnen unterscheiden.“

Aristoteles kann als Schöpfer angesehen werden SystemologeUndUnd– eine Wissenschaft, die Phänomene aus systemischer Sicht untersucht. Bekanntlich systematisierte er die Errungenschaften anderer griechischer Wissenschaftler und das System der Welt weitestgehend Platon-Eudoxos(homozentrische Sphären) zur höchsten Perfektion gebracht.

In späteren Epochen verschwanden systemische Ansichten (Konzepte) in der Naturwissenschaft nicht, sondern wurden von Generation zu Generation von Wissenschaftlern weitergegeben. Französischer Enzyklopädist Paul Holbach (1723–1789). Im Jahr 1770 beschrieb er in seinem Werk „Das System der Natur“ ausführlich das erste physikalische Weltbild (mechanisch), das von Newton und Laplace entwickelt wurde.

Somit erwies sich die systematische Methode in der Naturwissenschaft als sehr produktiv, wenn auch nicht absolut, aber für alle Gelegenheiten geeignet.

Und die systematische Methode weist wie jede andere bestimmte Fehler auf (methodische Fehler). Die Systemmethode wird oft als Systemanalyse bezeichnet.

3 . Allgemeine Systemtheorie

Im Gegensatz zu der systematischen Methode, die mit dem Aufkommen der Wissenschaft entstand, Allgemeine Systemtheorie(OTS) ist ein Produkt der Neuzeit. In diesem Fall ist von OTS abzugrenzen Systemologie. Letzteres kann als Abschnitt betrachtet werden Methodik- Methodenwissenschaft, während GTS ein wissenschaftliches Ergebnis (Leistung) der Systemanalyse ist, d.h. wissenschaftliche Theorie, das die Ergebnisse früherer systemischer Studien verkörperte.

Das Konzept eines ganzheitlichen Systemansatzes wurde von einem österreichischen Biologen formuliert Ludwig von Bertalanffy in den 20er Jahren XX Jahrhundert, obwohl er Vorgänger hatte, darunter einen russischen Naturforscher, Ökonomen, Philosophen und Managementwissenschaftler Alexander Alexandrowitsch Bogdanow (1873-- 1928).

Im Jahr 1927 veröffentlichte Bertalanffy das Buch „The Organismic Concept“, in dem er die Notwendigkeit begründete, nicht nur einzelne Organe und private Systeme eines biologischen Organismus (zum Beispiel das Nervensystem, Muskeln, Knochen usw.) zu untersuchen, sondern auch den gesamten Organismus. Allerdings handelte es sich noch nicht um OTC. Das Konzept des OTS, das sich auf Systeme jeglicher Art bezieht: biologische, technische, soziale usw., hauptsächlich komplexe, wurde von Bertalanffy, damals außerordentlicher Professor an der Universität Wien, in seinen wissenschaftlichen Vorlesungen an der University of Chicago bestätigt ( USA) im Jahr 1938. Text Die zunächst verhalten aufgenommenen Vorträge wurden später 1945 und 1949 in den USA veröffentlicht.

Das war Bertalanffys Leitgedanke komplexe Systeme unterschiedlicher Natur, mit völlig unterschiedlicher Zusammensetzung und Struktur(zum Beispiel biologische Organismen, Industrien, Städte, Flughäfen usw.), funktionieren nach allgemeinen Gesetzen. Und deshalb Erkenntnisse aus der Untersuchung einiger Systeme können auf die Untersuchung anderer Systeme völlig anderer Art übertragen werden. So verwendete Bertalanffy in seiner Forschung analog.

Diese Errungenschaft hatte wichtige Konsequenzen für die Natur- und Geisteswissenschaften. Bertalanffy konnte vor allem der Biologie helfen, die sich mit Systemen komplexester Natur beschäftigt. Er ebnete den Weg für die Verwendung von Methoden und Ergebnissen der Physik, Chemie, Mathematik (insbesondere der mathematischen Modellierung) und in Zukunft auch der Geologie und Kosmologie bei der Erforschung von Lebewesen. Solche Errungenschaften gingen weit über die Biologie hinaus und bildeten einen allgemeinen wissenschaftlichen Systemansatz.

Der Systemansatz etablierte sich zunächst in der Biologie, wanderte dann in seinen angewandten Teil – die Medizin (zuerst in die Psychiatrie, dann in völlig andere Bereiche) und setzte sich schließlich in den Bereichen Militärwesen, Astronautik, Linguistik, Produktionsmanagement, Kulturwissenschaften, Geschichte usw. durch Natürlich in allen Bereichen der Naturwissenschaften. Also Mitte der 50er Jahre des 20. Jahrhunderts. Der Systemansatz in der Wissenschaft ist universell geworden, und in der UdSSR begann in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts die produktive Entwicklung wissenschaftlicher und wirtschaftlicher Anwendungen dieses Ansatzes. Derzeit entwickelt sich die Systemforschung weltweit erfolgreich, obwohl die Euphorie über die vermeintlich unbegrenzten Möglichkeiten von OTS bereits verflogen ist.

Um sich mit den wesentlichen Bestimmungen des GTS vertraut zu machen, ist es notwendig, die damit verbundenen Grundkonzepte einzuführen. Zusätzlich zum oben genannten SYSTEM-Konzept werden in GTS die folgenden Konzepte (Definitionen) verwendet:

1) ELEMENT – ein integraler Bestandteil des Systems, der unter den betrachteten Bedingungen als unteilbar gilt. Die Elemente können gleich oder unterschiedlich sein.

Beispiele: Atome in einem Molekül; Studenten in einer Gruppe; Planeten, Kometen, Meteore im Sonnensystem; Axiome, Postulate, Theoreme, Gleichungen, Lemmata in der Mathematik; usw.

2) TEILSYSTEM – ein integraler Bestandteil des Systems, der unter den betrachteten Bedingungen als in Elemente aufteilbar gilt, in Bezug auf die es als System fungiert.

Beispiele: Herz-Kreislauf-System im Körper; Missionskontrollzentrum im Kosmodrom; Bergbauindustrie; Studentengruppe usw.

In einem System kann es viele Subsysteme geben; sie können entweder ineinander „verschachtelt“ sein oder separat existieren. In beiden Fällen haben die Beziehungen zwischen Elementen, Subsystemen und dem System jedoch immer den Charakter einer Unterordnung, d. höher“ (System). Gleichzeitig wird der Begriff der Organisationsebene eingeführt. Die Abfolge der Unterordnungsebenen im System wird im Griechischen „Hierarchie“ genannt. „heilige Macht“) Letzterer Begriff drang im 20. Jahrhundert in die OTS ein. aus der kirchlich-christlichen Terminologie, die bereits im 5. Jahrhundert existierte. N. e.

3) UMWELT (extern, umgebend) – die Umgebung des Systems (normalerweise materiell), in der es sich befindet und mit der es in gewissem Maße interagiert.

Da die Umgebung das System umgibt, wird sein Name häufig in Kombination mit den Wörtern „umgebend“ und „extern“ verwendet.

Beispiele: Interzelluläre Flüssigkeit, die biologische Zellen umgibt; Vakuum in Bezug auf Elementarteilchen; Lösungsmittel versus gelöster Stoff; Produktionswerkstatt in Bezug auf Arbeiter; usw.

Häufig wird der Sammelbegriff verwendet interne Umgebung. Es bezieht sich auf die Umgebung innerhalb des Systems (Subsystems). Blut ist beispielsweise eine der inneren Umgebungen des Körpers, aber auch die äußere Umgebung für Blutbestandteile: rote Blutkörperchen, Leukozyten, Blutplättchen usw. Somit ist Es gibt keinen grundsätzlichen Unterschied zwischen der äußeren und der inneren Umgebung, alles hängt von den Betrachtungsbedingungen ab. Der bereits erwähnte A. A. Bogdanov bemerkte in seinem Werk „General Organizational Science“ (1927) zu Recht:

„Schmerzbakterien vermehren sich im Inneren des Körpers, aber funktionell sind sie eine äußere Umgebung dafür.“

Darüber hinaus gibt es auch keinen grundsätzlichen Unterschied zwischen System und Umgebung: Alles hängt wiederum vom Ausgangspunkt ab. Die Umwelt kann als System betrachtet werden, dann wird das ehemalige System zur Umgebung. Beispielsweise kann vulkanische Lava in einer Vulkandüse als System betrachtet werden, dann ist die Düse das Medium. Wenn Lava als Medium betrachtet wird, wird die Düse zum System.

Die Beziehungen zwischen System, Subsystem, externen und internen Umgebungen und Elementen sind schematisch in Abb. 1 dargestellt, wobei der Einfachheit halber die Elemente nur innerhalb eines von sechs Subsystemen dargestellt sind;

Reis. 1. Beziehungsschema im System

4) ZUSAMMENSETZUNG – eine Reihe von Elementen des Systems. Es könnte sein: a) gute Qualität, wenn nur die qualitative Gewissheit der Elemente angegeben wird; zum Beispiel: Torwart, Verteidiger, Mittelfeldspieler, Stürmer in einer Fußballmannschaft; Natrium- und Chlorionen in einem Kristall aus Speisesalz; B) quantitativ, wenn nicht nur die qualitative Gewissheit der Elemente angegeben wird, sondern auch ihr quantitatives Verhältnis; zum Beispiel: in einer physiologischen Lösung von 0,9 % gelöstes Speisesalz, 99,1 % Wasser; aus 958-karätigem Gold – 95,8 % Gold, 2,0 % Silber und 2,2 % Kupfer;

5) STRUKTUR – die relative Anordnung der Elemente im System, d.h. Tatsächlich ist die innere Struktur des Systems im Gegensatz zur Form die äußere Struktur. Beispiele: Atomstrukturen, Moleküle, Körperzellen, Struktur des Sonnensystems, Gerät usw.

Strukturanalyse wird verwendet, um die Struktur von Objekten zu ermitteln. Es kann destruktiv (Herstellung von Schnitten biologischen Gewebes für die Mikroskopie, Herstellung dünner Schnitte geologischer Proben usw.) oder zerstörungsfrei (Durchleuchtung) sein Brust, „Untersuchung“ von Eisenbahnschienen mit Ultraschall, um versteckte Risse usw. zu erkennen. Die identifizierte Struktur kann aufgezeichnet (z. B. auf einem Fotofilm) oder schematisch beschrieben werden (Abb. 2).

Reis. 2. Verschiedene Möglichkeiten, die Struktur eines Wassermoleküls darzustellen

Struktur zusammen mit Komposition Das System bestimmt es Grundeigenschaften(physikalisch, chemisch, biologisch). Bei gleicher Zusammensetzung verschiedener Systeme können sich deren Strukturen unterscheiden, was zu einer Änderung der Eigenschaften führt. Beispielsweise ergeben die gleichen Kohlenstoffatome C, die in der Molekülstruktur von Graphit oder Diamant enthalten sind, völlig unterschiedliche Eigenschaften dieser Stoffe (Farbe, Festigkeit usw.);

6) ZUSTAND – ein integrales Merkmal der Manifestation der Eigenschaften eines Systems zu einem bestimmten Zeitpunkt, abhängig von allen Merkmalen seiner Struktur und Zusammensetzung. Beispiele: Stand der Sonnenaktivität an einem bestimmten Tag; der Zustand des Gases in einem bestimmten Volumen zu einem bestimmten Zeitpunkt; psychischer Zustand des Sportlers vor dem Start; der schmerzhafte Zustand einer Person während einer Epidemie; usw. Um einen Zustand zu beschreiben, gibt es eine Reihe von Zustandsmerkmalen und Zustandsparametern. Die Merkmale des Staates spiegeln seinen aktuellen Charakter wider. Zu diesen Merkmalen gehören:

Gleichgewichts- und Ungleichgewichtszustand;

Stabilität und Instabilität des Gleichgewichts;

statisches und dynamisches Gleichgewicht;

Anfangs-, Zwischen-, End- und aktueller Zustand usw.

Zu den Zustandsparametern zählen bestimmte Größen, deren Zahlenwerte derzeit ausreichen, um den integralen Zustand des Systems eindeutig zu bestimmen. Beispielsweise wird für 1 Mol eines idealen Gases sein Zustand mithilfe der Clapeyron-Gleichung eindeutig angegeben:

Für diese Gleichung sind die Systemzustandsparameter p, V und T. Davon sind nur zwei (alle) unabhängig, der dritte Parameter wird eindeutig aus der gegebenen Gleichung ermittelt. Die Mindestanzahl von Parametern, die ausreicht, um den Zustand des Systems zu beschreiben, wird als Anzahl der Freiheitsgrade des Systems bezeichnet. Für 1 Mol eines idealen Gases (wie auch für eine konstante Masse eines Gases einer bestimmten chemische Zusammensetzung) - zwei Freiheitsgrade;

7) PROZESS – eine Änderung des Zustands eines Systems im Laufe der Zeit, manchmal auch als Systemprozess bezeichnet. Beispiele: der Genesungsprozess eines Patienten, eine chemische Reaktion (ein Prozess, bei dem Substanzen umgewandelt werden); physikalischer Prozess (ohne Stoffumwandlung: Verdampfen, Schmelzen usw.); intrastellare Prozesse; politische Prozesse; usw.

Der Prozess ist eine der Bewegungsformen der Materie, daher wird diese Eigenschaft des Systems in Vorlesung Nr. 9 näher erläutert.

4. EinstufungSysteme

Systeme werden auf unterschiedliche Weise und anhand unterschiedlicher Kriterien klassifiziert. Einige Systemklassen sind unabhängig voneinander, andere sind miteinander verbunden. Betrachten wir die Klassifizierungskriterien, die bei der Unterteilung von Systemen verwendet werden. 1) Nach Zusammensetzung Systeme sind unterteilt in:

¦ Material– Repräsentiert Sammlungen materieller Objekte:

Beispiele; Fauna, Vegetation, Menschlichkeit,

Transport, Bibliotheken usw.

Diese Systeme können in natürliche (natürliche) und künstliche (vom Menschen geschaffene) Systeme unterteilt werden. Materielle Systeme werden auch physisch, real, materiell genannt;

¦ perfekt sind Produkte menschlichen Denkens. Beispiele: Zahlensysteme, Theatersysteme, Ausbildungs- und Bildungssysteme, wissenschaftliche Theorien, religiöse Lehren usw. Diese Systeme werden auch abstrakt, symbolisch genannt.

2) Durch Verhalten Im Laufe der Zeit werden Systeme unterteilt in:

¦ statisch- solche Systeme, deren Zustand sich im Laufe der Zeit praktisch nicht ändert.

Beispiele: Wüsten, Berge, Sonnensystem, Gas in einem geschlossenen Gefäß, Kirchenkanonen usw.

Diese Systeme werden auch statisch genannt.

¦ dynamisch– Systeme, deren Zustand sich im Laufe der Zeit merklich ändert.

Beispiele: Wetter, Verkehrssituation, Programmiersprachen, Musikstück (aufgeführt), Schachspiel, chemische Reaktion usw.

Diese Systeme werden auch dynamisch genannt.

Es ist unmöglich, eine klare Grenze zwischen statischen und dynamischen Systemen zu ziehen; alles hängt von den Betrachtungsbedingungen und der Zeitskala ab.

Dynamische Systeme werden wiederum unterteilt in:

¦ deterministisch, für die ihre zukünftigen Zustände genau vorhergesagt werden können, abgeleitet aus früheren Zuständen.

Beispiele: Sonnenfinsternisse (die relativen Positionen von Erde, Mond und Sonne), der Wechsel der Jahreszeiten, Verkehrsleitsysteme mittels Ampeln, der Betrieb einer Fabrikmaschine usw.

¦ Vprobabilistisch, deren zukünftige Zustände nicht genau, sondern nur probabilistisch vorhergesagt werden können.

Beispiele: Brownsche Bewegung (Koordinaten von Teilchen, die etwa 1021 molekularen Stößen pro Sekunde ausgesetzt sind), Wetter in einer Woche, Ergebnisse eines großen Teils der Studenten bei Prüfungen, Siege bei Sportwettkämpfen usw.

Wahrscheinlichkeitssysteme werden auch stochastisch genannt. Typischerweise sind biologische Systeme probabilistisch.

¦ Dbestimmt-chaotisch- Dies ist eine relativ neue Art von System in der Wissenschaft; es ist für die ersten beiden nicht mittelmäßig (grenzwertig). Diese Art von System ist mit dem gegenseitigen Übergang von Chaos und Ordnung (d. h. Determinismus und Stochastizität) verbunden und wird in Vorlesung Nr. 13 ausführlich besprochen. 3) Aufgrund ihrer Interaktion mit der Umwelt werden Systeme unterteilt in: 4- geschlossen - solche Systeme, die keinen Austausch mit der Umwelt haben, ihre Umgebung ist Materie und Feld, oder vielmehr kann ein solcher Austausch unter den Betrachtungsbedingungen vernachlässigt werden.

Beispiele: konservative mechanische Systeme (Masse- und Energieeinsparung), Tee in der Thermoskanne, stabile Galaxien im Vakuum des Weltraums, unterirdische Öllager usw.

¦ offen– im Gegensatz zu ersteren tauschen sie Materie und Feld mit der Umwelt aus.

Beispiele: alle lebenden Organismen, Meere und Ozeane, Böden, die Sonne, Kommunikationssysteme, produzierende Unternehmen, öffentliche Vereinigungen usw.

Man spricht auch von geschlossenen Systemen geschlossen, oder isoliert, und offene - offen, oder nicht isoliert. Darüber hinaus nach modernen verfeinerten wissenschaftlichen Konzepten der Naturwissenschaft als Austauschagenten Zwischen dem System und der Umgebung muss nicht Materie und Feld angegeben werden, sondern Materie, Energie und Information.

Abschließend ist festzuhalten, dass es in Natur und Gesellschaft schon aus dialektischen Gründen keine rein geschlossenen Systeme gibt. Daher sind geschlossene Systeme ein Beispiel für ein spekulatives wissenschaftliches Modell.

„einfach“ sind Systeme, die aus einer relativ kleinen Anzahl von Elementen und einfachen Beziehungen zwischen ihnen bestehen, in der Regel technische Systeme.

Beispiele: Uhr, Kamera, Bügeleisen, Möbel, Werkzeuge, Besen, Buch usw.;

komplex – Systeme, die aus einer großen Anzahl von Elementen und komplexen Beziehungen zwischen ihnen bestehen; Solche Systeme nehmen einen zentralen Platz in der Systemologie und im OTS ein.

Beispiele: alle biologischen Systeme, von Zellen bis hin zu Organismengemeinschaften, Industrieverbänden, Staaten, Nationen, Galaxien, komplexe technische Systeme: Computer, Militärraketen, Kernkraftwerke usw.

Komplexe Systeme werden auch „große“ oder „sehr große“ Systeme genannt. In den allermeisten Fällen handelt es sich ebenfalls um probabilistische Systeme (siehe oben), manchmal gibt es aber auch deterministische, hochorganisierte Systeme: der angeborene Abwehrreflex einer Katze, die Position von Planeten, Asteroiden Sonnensystem, Militärparade usw.

¦ Gezielt-- Systeme, die in der Lage sind, eine Situation zu modellieren und vorherzusagen und eine Verhaltensmethode zu wählen (Zustandsänderung): aufgrund der Wahrnehmung und Erkennung äußerer Einflüsse die Fähigkeit, diese zu analysieren und mit den eigenen Fähigkeiten zu vergleichen und die eine oder andere Verhaltensoption zu wählen ein Ziel erreichen.

Beispiele: Mondrover, Marsrover, Roboterarme, Bienenschwarm, Tierherden, Fischschwärme, Zielsuchraketen, Schwärme von Zugvögeln usw.

Zielgerichtete Systeme verfügen über ein gewisses Maß an „Wissen“ über sich selbst und über die Umwelt, mit anderen Worten, sie verfügen über einen Thesaurus (von griechisch „Schatzkammer“) – einen Informationsbestand über die Realität, der einem Individuum (oder einer Gemeinschaft von Individuen) innewohnt ), mit der Fähigkeit, neue Informationen wahrzunehmen und Erfahrungen zu sammeln. Zielgerichtete Systeme verfügen in philosophischer Sprache üblicherweise über die Fähigkeit, die Realität proaktiv widerzuspiegeln. Beispielsweise sammeln Bäume in Erwartung einer Dürre Feuchtigkeit an, Vögel bauen Nester, noch bevor zukünftige Küken auftauchen usw.

¦ Ungezielt– Systeme, die nicht über die betrachteten Eigenschaften verfügen; Sie sind die Mehrheit und ihre Beispiele sind offensichtlich.

Unter den zielgerichteten Systemen gibt es eine Klasse namens

¦ selbstorganisierend-- Systeme, die in der Lage sind, ihre Struktur (manchmal Zusammensetzung) und ihren Komplexitätsgrad unabhängig zu ändern, um sich besser an veränderte Umweltbedingungen anzupassen (anzupassen).

Beispiele: Der Körper produziert schützende Antikörper, wenn fremde Proteine ​​in ihn eindringen – Antigene beispielsweise mit pathogenen Bakterien; Veränderungen im Körper schützender Natur im Kampf gegen Krankheiten, Zusammenschluss von Vögeln zu Schwärmen einer bestimmten Art vor einem langen Flug, Mobilisierung der geistigen Fähigkeiten und Verhaltensmuster der Schüler vor Prüfungen usw.

Man spricht auch von selbstorganisierenden Systemen Selbstregulierung, Umstrukturierung.

5. Verbindungen sind das wichtigste Konzept der allgemeinen Systemtheorie

Verbindungen sind Merkmale des Zusammenwirkens von Elementen in einem System und der Umsetzung seiner Struktur.

Dies ist das Grundkonzept von GTS; in Abwesenheit (Bruch, Auflösung) von Verbindungen hört das System als Ganzes auf zu existieren und zerfällt in Elemente: Ein Computer verwandelt sich in eine Reihe von Funkkomponenten, ein Haus wird in eine Reihe von Ziegelsteinen , ein lebender Organismus in eine Reihe chemischer Elemente (im Laufe der Zeit nach dem Tod) usw.

Es ist das Vorhandensein von Verbindungen im System, die seine neuen Eigenschaften bestimmen, die die Elemente des Systems, selbst ihre Summe, nicht haben. Eine solche übergesamtheitliche Wirkung von zu einem System verbundenen Elementen wird als Systemeffekt, bzw. Montageeffekt, bzw. Emergenz (von englisch „das Erscheinen von etwas Neuem“) bezeichnet.

Beispiele Systemeffekt:

a) in der Physik: Der Atomkern hat eine reduzierte Energie im Vergleich zur Energie der Gesamtheit der Nukleonen – der Elemente dieses Kerns;

b) in der Chemie: Die chemischen Eigenschaften von Wassermolekülen (H 2 0) unterscheiden sich von den chemischen Eigenschaften von Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O); Letzteres ohne chemische Verbindung nichts

lösen sich nicht auf, sondern bilden ein „explosives Gemisch“;

c) in der Biologie: Moleküle aus Phosphorsäure, Zucker (Desoxyribose) und stickstoffhaltigen Basen, die in einem Reagenzglas verstreut und zufällig gelöst sind, sind nicht für die Entstehung und Entwicklung eines lebenden Organismus geeignet, sondern zu einem DNA-Molekül verbunden, das in einem platziert ist lebende Zelle sind in der Lage. Verbindung Naturwissenschaft Molekülstruktur

Die übersummierenden Eigenschaften der Elemente im System, d. h. der Systemeffekt, unterscheiden das System von einer einfachen Menge von Elementen, für die das Prinzip der Überlagerung erfüllt ist, d. h. die unabhängige Manifestation der Eigenschaften der Elemente (jedes). verhält sich, als gäbe es keine anderen) und erhält lediglich die Gesamtwirkung ihrer Wirkung (geometrische Addition von Vektoren von Kräften, Geschwindigkeiten, Beschleunigungen usw. - in der Mechanik; algebraische Addition von Lichtschwingungen in der Optik usw.).

So bestimmen die Verbindungen zwischen den Elementen im System ihre gegenseitige Beeinflussung, während sich die Eigenschaften und Eigenschaften der Elemente ändern: Einige Eigenschaften gehen verloren, andere werden erworben. Dies wusste Aristoteles bereits im 4. Jahrhundert. Chr e. :

„Eine physisch vom Körper einer Person getrennte Hand ist keine menschliche Hand mehr.“

Klassifizierung von Verbindungen

Es gibt eine vielfältige Klassifizierung von Verbindungen zwischen Elementen, die zahlenmäßig der Klassifizierung von Systemen (siehe oben) nicht nachsteht, aber inhaltlich komplexer ist. Daher werden in diesem Abschnitt die wichtigsten Arten von Verbindungen erläutert und anhand von Beispielen veranschaulicht:

1) Je nach Art und Zweck der Kommunikation werden sie unterteilt in:

genetisch- so, wenn ein Element (Elemente) der Vorfahre eines anderen (anderer) ist.

Beispiele: Eltern und Kinder; Ausgangsstoffe und Produkte chemischer Reaktionen; Radioaktivitätsreihe in der Atomphysik; Morphogenese von Sedimentgesteinen in der Geologie; Sequenzen von Sterntransformationen in der Astronomie usw.;

Interaktionsverbindungen- wenn Elemente gleichzeitig interagieren und sich gegenseitig beeinflussen.

Beispiele: Nerven und Muskeln in Organen, Raubtiere und Beutetiere in gemeinsamen Lebensräumen, Flüssen, Meeren und Ozeanen der Erdoberfläche, Ingenieure, Techniker und Produktionsarbeiter usw.;

Kommunikationsmanagement- beispielsweise wenn einige Elemente des Systems das Verhalten anderer Elemente steuern.

Beispiele: zentrales Nervensystem und periphere Organe; Verkehrsregeln und Verkehrsströme; Manager und Untergebene in der Organisation; usw.;

Kommunikationstransformation– etwa wenn einige Elemente den Übergang des Systems von einem Zustand in einen anderen oder von einer Struktur in eine andere beeinflussen.

Beispiele: Katalysatoren in chemischen Reaktionen; Heizgeräte zum Schmelzen von Substanzen; Erdbeben in besiedelten Gebieten; Ausbildungssysteme in der Fortbildung usw. Die Grenzen zwischen den aufgeführten Verbindungsarten sind vage und bestimmte Verbindungen können nicht immer einer bestimmten Klasse zugeordnet werden.

2) Nach Aktionsgrad Verbindungen sind unterteilt in:

A) hart- solche, bei denen die Wirkung der Verbindung streng vorgegeben ist und das Ergebnis der Wirkung eines Elements auf ein anderes eindeutig ist.

a) b)

Beispiele: mechanische Verbindungen in einer Nähmaschine, Nähte zwischen den Knochen des menschlichen Schädels, Klebeverbindungen von Schuhen, Pilzbewuchs an Bäumen, Kohleflöze unter der Erde, das Wurzelsystem von Pflanzen im Boden usw.;

B) flexibel– solche, bei denen die Aktion der Verbindung eine gewisse Freiheit bei den Verhaltensoptionen für die verbundenen Elemente ermöglicht.

Beispiele: Gelenke, Muskelgruppen, Meeresströmungen, Hängebrücken, Buchbindungen, Fixierung von Gletschern und Schneeschichten in den Bergen usw.

Man sollte nicht denken, dass starre Verbindungen notwendigerweise durch starre mechanische Einheiten, Seile, Ketten und feste Gebilde realisiert werden. Auch die Gravitationsverbindung (zum Beispiel zwischen Sonne und Erde, Erde und Mond usw.) ist starr, wenn auch „unsichtbar“. Das Gleiche gilt für die elektromagnetische Kommunikation innerhalb von Atomen und Molekülen.

Die sogenannten Nahrungsverbindungen und sogar Nahrungsketten sind in der Biologie (Zoologie) von großer Bedeutung. Bienen ernähren sich ausschließlich von Nektar, Kühe ernähren sich von Gras (harte Verbindung), Fische und Menschen sind praktisch Allesfresser (flexible Verbindung).

3) Nach Richtung Verbindungen sind unterteilt in:

¦ gerade- solche, bei denen ein Element ein anderes beeinflusst, ohne von diesem beeinflusst zu werden; Normalerweise ist das erste Element dominant und das zweite untergeordnet.

Beispiele: „Der Befehl des Kommandanten ist das Gesetz für den Untergebenen“, autoritärer Führungsstil; die hypnotische Wirkung einer Schlange auf ein Nagetier; eine Schneelawine, die von einem Berg herabstürzt; Zielschießen; Vulkanausbruch; usw.;

¦ neutral- diejenigen, die keine Richtung haben; meist existieren sie zwischen gleichartigen Elementen und verbinden diese zu einem System.

Beispiele: Verbindungen zwischen Waggons in einem Zug; zwischen Molekülen in einem Kristall; zwischen Sportlern einer Mannschaft; zwischen gewöhnlichen Individuen in einem Vogelschwarm; zwischen Nukleonen im Atomkern; usw.;

¦ umkehren- solche, bei denen ein Element auf ein anderes einwirkt (direkte Verbindung), während es die Wirkung des zweiten auf sich selbst erfährt (Feedback). Im Gegensatz zur direkten Einwirkung des dominanten Elements auf das Untergeordnete ohne umgekehrte Beeinflussung (siehe oben) entsteht hier also eine umgekehrte Beeinflussung. In diesem Fall gibt es kein Feedback ohne direktes Feedback.

Beispiele: Kampfsportarten, physiologische Reflexe, Billardkollisionen, Stoffauflösung, Bewegungsreibung, Verdunstung von Flüssigkeiten in einem geschlossenen Gefäß usw.

Da sich die Rückkopplung auf das Element – ​​die Quelle des Einflusses – auswirkt, kann ein solcher Einfluss im Prinzip dreierlei sein: entweder den Einfluss der Quelle stimulieren oder ihn unterdrücken oder ihn nicht verändern. Letzter Typ Rückmeldung hat keine praktische Bedeutung, er kann von der Betrachtung ausgeschlossen oder als eine Art direkter Verbindung eingestuft werden (siehe oben). Die beiden anderen Typen sind sowohl in der Praxis als auch im OTS von Bedeutung.

Leistungs-Rückmeldung sind geteilt in:

¦ positive Rückmeldungen, bei dem Feedback die Wirkung des Quellelements auf den Empfänger der Wirkung verstärkt.

Beispiele: Schaukelschwingungen, Erzeugung von Radiowellen, Schneeschmelze im Frühling (dunkle Lichtungen werden durch die Sonne stärker erhitzt), Waldbrände, chemische Kettenreaktionen (Zündung von Schießpulver usw.), Atomexplosionen, epileptische Anfälle, Grippeepidemien, Panik in die Menge, Kristallisation in Lösungen, Wachstum von Schluchten usw.;

¦ negative Rückmeldungen, bei dem Feedback den Einfluss der Quelle auf den Empfänger des Einflusses schwächt.

Beispiele: Pupillenreflexe (Pupillenverengung bei hellem Licht, Erweiterung bei Dunkelheit), vermehrtes Schwitzen bei Hitze, Porenverschluss („Gänsehaut“) bei Kälte; Thermostate in Kühlschränken, Thermostate, Klimaanlagen; Sättigungsgasdämpfe, extreme Hemmung des Gehirns usw.

Es sollte beachtet werden, dass Rückmeldungen eine entscheidende Rolle für das Funktionieren natürlicher und sozialer Systeme spielen technische Systeme. Sie sorgen für Regulierung, Selbsterhaltung, Selbstentwicklung, Überleben und Anpassung von Systemen an sich ändernde Umweltbedingungen. Die größte Rolle bei diesen Prozessen spielt die negative Rückkopplung, die es ermöglicht, den Einfluss nachteiliger Umwelteinflüsse auf das System, insbesondere lebende Organismen, zu neutralisieren oder deutlich zu glätten.

Selbstlernaufgabe

· Wählen Sie ein beliebiges natürliches System (biologisch, chemisch, physikalisch, geografisch, ökologisch usw.) und charakterisieren Sie es aus der Sicht des OTS.

· Wie kann OTS-Wissen im Tourismus angewendet werden?

VON. Lipovko. Konzepte der modernen Naturwissenschaft. Lehrbuch für Universitäten. --Rostow am Don. Aus „Phoenix“, 2004, S.

Bertalanffy L. vonAllgemeine Systemtheorie --Kritische Rezension / Im Buch: Studien zu Allgemeine Systemtheorie. - M.: Progress, 1969. S. 23-82. Auf Englisch: L. von Bertalanffy, Allgemeine Systemtheorie – Eine kritische Überprüfung // General Systems, vol. VII, 1962, S. 1--20.

Bogdanow A. A. Tektologie: Allgemeine Organisationswissenschaft. - M.: Finanzen, 2003.

(Der Begriff „Tektologie“ kommt vom griechischen fEchfshchn – Erbauer, Schöpfer und LGPT- Wort, Lehre).

Lektorsky V. A., Sadovsky V. N.. Zu den Prinzipien der Systemforschung // Fragen der Philosophie, Nr. 8, 1960, S. 67-79.

Sedov E. A. Informations-Entropie-Eigenschaften sozialer Systeme // Social Sciences and Modernity, Nr. 5, 1993, S. 92-100. Siehe auch: Tsirel S. „QWERTY-Effekte“, „Pfadabhängigkeit“ und das Gesetz der hierarchischen Kompensation // Economic Issues, Nr. 8, 2005, S. 19-26.

Sadovsky V. N. Ludwig von Bertalanffy und die Entwicklung der Systemforschung im 20. Jahrhundert. Im Buch: Systematischer Ansatz moderne Wissenschaft. -- M.: „Fortschritt-Tradition“, 2004, S.28.

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Das Konzept eines Systemansatzes, Analyse der Interaktion von Elementen eines gegebenen Systems untereinander und mit Elementen des Supersystems. Das Konzept der Selbstorganisation eines Objekts und seiner Strukturteile, charakteristischen Paare und Merkmale. Das Konzept eines systematischen Ansatzes zur Lösung der Situation.

Zusammenfassung, hinzugefügt am 24.07.2009


Merkmale der wichtigsten Bestimmungen der allgemeinen Theorie der chemischen Evolution und Biogenese A.P. Rudenko. Stadien der chemischen Evolution. Geografische Hülle der Erde. Das Konzept zonaler, kontinentaler und ozeanischer Komplexe. Dynamische und statistische Gesetze.

Die oben genannten Muster der Bildung und Funktionsweise von Systemen ermöglichen es uns, eine Reihe grundlegender Prinzipien der allgemeinen Systemtheorie und Systemdynamik zu formulieren.

1. Jedes System fungiert als Dreieinigkeit aus Zweck, Funktion und Struktur. In diesem Fall generiert die Funktion das System, während die Struktur seine Funktion und manchmal auch seinen Zweck interpretiert.

Tatsächlich sogar Aussehen Objekte weisen oft auf ihren Zweck hin. Insbesondere ist es nicht schwer zu erraten, dass ein Bleistift zum Zeichnen und Schreiben und ein Lineal zum Messen und für grafische Arbeiten verwendet wird.

2. Das System (das Ganze) ist größer als die Summe seiner Bestandteile (Teile), da es dies getan hat auftauchend eine (nicht additive) integrale Eigenschaft, die in ihren Elementen nicht vorhanden ist.

Am deutlichsten manifestiert sich Emergenz beispielsweise dann, wenn die Sinne eines Menschen Informationen aus seiner Umgebung aufnehmen. Wenn die Augen etwa 45 % der Informationen wahrnehmen und die Ohren 15 %, dann sind es zusammen nicht 60 %, sondern 85 %. Als Ergebnis der Entstehung einer neuen Qualität gründen Menschen kleine Gruppen und große Gemeinschaften: eine Familie – für die Geburt gesunder Kinder und ihre vollwertige Erziehung; Team - für produktive Arbeit; politische Partei- an die Macht kommen und sie behalten; staatliche Institutionen - um die Vitalität der Nation zu steigern.

3. Das System reduziert sich nicht auf die Summe seiner Komponenten und Elemente. Daher führt jede mechanische Aufteilung in einzelne Teile zum Verlust wesentlicher Eigenschaften des Systems.

4. Das System bestimmt die Art seiner Teile. Das Auftauchen fremder Teile im System endet entweder mit deren Degeneration oder Ablehnung oder mit dem Tod des Systems selbst.

5. Alle Komponenten und Elemente des Systems sind miteinander verbunden und voneinander abhängig. Ein Einfluss auf einen Teil des Systems geht immer mit einer Reaktion anderer einher.

Diese Liegenschaft Systeme ist nicht nur notwendig, um ihre Stabilität und Stabilität zu erhöhen, sondern auch, um die Überlebensfähigkeit wirtschaftlich zu erhalten. Es ist kein Geheimnis, dass beispielsweise Menschen mit Sehbehinderung in der Regel besser hören und Menschen ohne jegliche Begabung einen toleranteren Charakter haben.

6. Das System und seine Teile sind außerhalb ihrer Umgebung, die sinnvollerweise in nah und fern unterteilt wird, nicht erkennbar. Die Verbindungen innerhalb des Systems und zwischen ihm und seiner unmittelbaren Umgebung sind immer bedeutsamer als alle anderen.

1.15. Management ist eine Eigenschaft der menschlichen Gesellschaft

Management gab es in allen Phasen der Entwicklung der menschlichen Gesellschaft, d.h. Die Verwaltung ist gesellschaftsintern und ihr Eigentum. Diese Eigenschaft ist universeller Natur und ergibt sich aus der systemischen Natur der Gesellschaft, aus der gesellschaftlichen kollektivistischen Arbeit der Menschen, aus dem Bedürfnis, im Arbeits- und Lebensprozess zu kommunizieren, die Produkte ihrer materiellen und spirituellen Aktivitäten auszutauschen – Acad. V. G. Afanasjew.

Management kann als eine spezifische Funktion definiert werden, die gleichzeitig mit der Organisation eines Unternehmens entsteht und ein einzigartiges Instrument dieser Organisation darstellt. Unter Management wird dabei eine gezielte Einflussnahme auf Objekte verstanden, die das Erreichen vorgegebener Endergebnisse sicherstellt. Die Berücksichtigung allgemeiner Gesetze und Grundsätze des Industriemanagements ist eine wichtige Voraussetzung für die Erhöhung des Sicherheitsniveaus und die Verbesserung der Arbeitsbedingungen. Kenntnisse über die grundlegenden Bestimmungen des Arbeitsschutzmanagements sind für alle Führungskräfte und Fachkräfte erforderlich.

Kontrollfragen

1. Management als System

2. Die Essenz des Managements

3. Analyse, Synthese, Induktion, Deduktion – als Formen logisches Denken

4. Abstraktion und Spezifikation sind notwendige Elemente für die Entscheidungsfindung

5. Was ist mit dem System und seinen Funktionen gemeint?

6. Klassifizierung von Systemen nach Art

7. Klassifizierung von Systemen nach Zusammensetzung

8. Klassifizierung von Systemen nach dem Grad der Umweltbelastung

9. Klassifizierung von Systemen nach Komplexität

10. Klassifizierung von Systemen nach Variabilität

11. Systemkomponenten

12. Systemstruktur und verallgemeinerte Struktur

13. Morphologie, Zusammensetzung und funktionelle Umgebung des Systems

14. Zustand des Systems und zwei seiner Funktionen

15. Der Prozess der Systemfunktion. Le Chatelier-Brown-Prinzip und seine Anwendbarkeit zur Charakterisierung der Systemstabilität

16. Konzepte von Krise, Katastrophe, Katastrophe

17. Selbstverwaltende Systeme

18. Sechs Grundprinzipien der allgemeinen Systemtheorie und Systemdynamik

19. Management ist eine Eigenschaft der menschlichen Gesellschaft

SICHERHEITSMETHODE

Gefahr und Sicherheit

Gefahr sind Prozesse, Phänomene, Objekte, die haben Negativer Einfluss auf das Leben und die Gesundheit der Menschen. Alle Arten von Gefahren werden in physikalische, chemische, biologische und psychophysische (soziale) Gefahren unterteilt.

Sicherheit ist ein Tätigkeitszustand, bei dem mögliche Gefahren für die menschliche Gesundheit mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen sind. Sicherheit sollte verstanden werden als Komplexes System Maßnahmen zum Schutz von Mensch und Umwelt vor Gefahren, die durch bestimmte Tätigkeiten entstehen.

Durch menschliche Aktivitäten verursachte Gefahren haben zwei Eigenschaften, die für die Praxis wichtig sind: Sie sind potenzieller Natur (sie können existieren, aber sie werden keinen Schaden anrichten) und sie haben einen begrenzten Einflussbereich.

Die Gefahrenquellen sind:

Der Mensch selbst als komplexes System „Organismus – Persönlichkeit“, in dem für die menschliche Gesundheit ungünstige Vererbung, physiologische Einschränkungen der Körperfunktionen, psychische Störungen und anthropometrische Indikatoren eines Menschen für die Durchführung bestimmter Tätigkeiten ungeeignet sind;

Prozesse der Interaktion zwischen Menschen und Elementen der Umwelt.

Gefahren in Form von Verletzungen oder Krankheiten können nur dann realisiert werden, wenn sich die Zone der Gefahrenentstehung (Noxosphäre) mit der Zone menschlicher Aktivität (Homosphäre) schneidet. In einer Produktionsumgebung ist dies ein Arbeitsbereich und eine Gefahrenquelle, d. h. eines der Elemente der Produktionsumgebung (Abbildung 2.1.)

Abb.2.1. Bildung des Einflussbereichs der Gefahr auf den Menschen unter Produktionsbedingungen

Gefahr und Sicherheit sind gegensätzliche Ereignisse und die Summe der Wahrscheinlichkeiten dieser Ereignisse ist gleich eins. Die Wahrscheinlichkeit der Arbeitssicherheit unter dem Einfluss von Kontrollmaßnahmen nähert sich asymptotisch der Einheit. Daher kann die Variabilität des Gefahrenniveaus und der Arbeitssicherheit als objektive Voraussetzung für das Management angesehen werden.

Das Sicherheitsmanagement selbst besteht in der Optimierung von Aktivitäten nach Managementkriterien, die den Anforderungen an Realität, Objektivität, quantitative Sicherheit und Kontrollierbarkeit genügen müssen. Dieses Ziel kann nur durch ein System von Maßnahmen erreicht werden, die auf die Gewährleistung eines bestimmten Sicherheitsniveaus abzielen.

2.2. Klassifizierung und Merkmale von Gefahren

Gefahren können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden (Abb. 2.2).

Abb.2.2. Arten von Gefahren

Nach der Umgebung des Auftretens zwischen natürlichen, vom Menschen verursachten, sozialen und wirtschaftlichen Gefahren unterscheiden. Die ersten drei können zu Schäden an Leben und Gesundheit des Menschen führen, direkt oder indirekt durch eine Verschlechterung seiner Lebensqualität.

Gefahren können berücksichtigt werden für verschiedene Objekte (nach Maßstab)(Abb. 2.2). Zum Beispiel gefährliche Naturphänomene für den Menschen: starker Frost, Hitze, Wind, Überschwemmungen. Der Mensch hat sich ihnen durch die Schöpfung angepasst notwendigen Systeme Schutz.

Erdbeben und andere gefährliche Naturphänomene sind gefährlich für Objekte der Technosphäre.

Gefahren werden erkannt in Form von gefährliche Phänomene, negative Entwicklungsszenarien, Instabilität der wirtschaftlichen Bedingungen.

Gefahrenquelle ist ein Prozess, eine Aktivität oder ein Zustand der Umwelt, der eine Gefahr darstellen kann.

Nach Gefahrenquelle kann außeinandergehalten werden:

Gefahren des Territoriums – erdbebengefährdete Gebiete, Überschwemmungsgebiete, Mülldeponien, Industriestandorte usw Produktionsgebäude, Industriegebiete, Militärgebiete, Gebiete, in denen sich potenziell gefährliche Objekte befinden (z. B. eine 30-Kilometer-Zone um ein Kernkraftwerk) usw.

Gefahren der Art und des Umfangs der Tätigkeit.

Verwandte Informationen.

Wiener Kybernetik

Bogdanovs Tektologie

A.A. Bogdanov „Allgemeine Organisationswissenschaft (Tektologie)“, Bd. 1 – 1911, Bd. 3 – 925

Die Tekologie sollte die allgemeinen Organisationsmuster auf allen Ebenen untersuchen. Alle Phänomene sind kontinuierliche Prozesse der Organisation und Desorganisation.

Bogdanov machte die wertvollste Entdeckung, dass sich die Eigenschaften des Ganzen umso mehr von der einfachen Summe der Eigenschaften seiner Teile unterscheiden, je höher der Organisationsgrad ist.

Ein Merkmal von Bogdanovs Tekologie besteht darin, dass das Hauptaugenmerk auf die Entwicklungsmuster einer Organisation, die Berücksichtigung der Beziehungen zwischen Stabil und Veränderlich, die Bedeutung von Feedback, die Berücksichtigung der eigenen Ziele der Organisation und die Rolle offener Systeme gelegt wird. Er betonte die Rolle von Modellierung und Mathematik als potenzielle Methoden zur Lösung tektonischer Probleme.

N. Wiener „Kybernetik“, 1948

Die Wissenschaft der Kontrolle und Kommunikation bei Tieren und Maschinen.

„Kybernetik und Gesellschaft.“ N. Wiener analysiert die in der Gesellschaft ablaufenden Prozesse aus der Perspektive der Kybernetik.

Erster Internationaler Kongress für Kybernetik – Paris, 1966

Wieners Kybernetik ist mit Fortschritten wie der Typisierung von Systemmodellen, der Identifizierung der besonderen Bedeutung von Rückmeldungen im System, der Betonung des Prinzips der Optimalität bei der Steuerung und Synthese von Systemen, dem Bewusstsein von Information als universeller Eigenschaft der Materie usw. verbunden die Möglichkeit seiner quantitativen Beschreibung, die Entwicklung der Modellierungsmethodik im Allgemeinen und die Idee eines mathematischen Experiments mit einem Computer im Besonderen.

Kybernetik ist die Wissenschaft der optimalen Steuerung komplexer dynamischer Systeme (A.I. Berg)

Kybernetik ist die Wissenschaft von Systemen, die Informationen wahrnehmen, speichern, verarbeiten und nutzen (A.N. Kolmogorov)

Parallel und wie unabhängig von der Kybernetik wurde ein anderer Ansatz zur Systemwissenschaft entwickelt – Allgemeine Systemtheorie.

Die Idee, eine auf Systeme jeglicher Art anwendbare Theorie zu konstruieren, wurde vom österreichischen Biologen L. Bertalanffy vorgebracht.

L. Bertalanffy stellte das Konzept vor offenes System und Theorie, die auf Systeme jeglicher Art anwendbar ist. Der Begriff „allgemeine Systemtheorie“ wurde in den 30er Jahren mündlich und nach dem Krieg in Veröffentlichungen verwendet.

Eine Möglichkeit zur Umsetzung seiner Idee sah Bertalanffy darin, nach der strukturellen Ähnlichkeit der in verschiedenen Disziplinen etablierten Gesetze zu suchen und diese zu verallgemeinern, um systemweite Muster abzuleiten.

Eine der wichtigsten Errungenschaften Bertalanffys ist die Einführung des Konzepts eines offenen Systems.

Im Gegensatz zum Wiener-Ansatz, bei dem intrasystemische Rückkopplungen untersucht werden und die Funktionsweise von Systemen lediglich als Reaktion auf äußere Einflüsse betrachtet wird, betont Bertalanffy die besondere Bedeutung des Austauschs von Materie, Energie und Informationen mit einer offenen Umgebung.

Als Ausgangspunkt der allgemeinen Systemtheorie als eigenständige Wissenschaft kann das Jahr 1954 angesehen werden, als die Gesellschaft zur Förderung der Entwicklung der allgemeinen Systemtheorie gegründet wurde.

Die Gesellschaft veröffentlichte 1956 ihr erstes Jahrbuch, General Systems.

In einem im ersten Band des Jahrbuchs veröffentlichten Artikel wies Bertalanffy auf die Gründe für die Entstehung eines neuen Wissenszweigs hin:

· Es besteht eine allgemeine Tendenz zur Vereinheitlichung der verschiedenen Natur- und Sozialwissenschaften. Eine solche Einheit kann Gegenstand einer OTS-Studie sein.

· Diese Theorie kann ein wichtiges Mittel zur Bildung strenger Theorien in den Natur- und Gesellschaftswissenschaften sein.

Durch die Entwicklung einheitlicher Prinzipien, die für alle Wissensbereiche gelten, wird uns diese Theorie dem Ziel der Einheit der Wissenschaft näher bringen.
All dies kann dazu führen, dass die notwendige Einheit der wissenschaftlichen Ausbildung erreicht wird.

Ampere ist Physiker, Trentovsky ist Philosoph, Fedorov ist Geologe, Bogdanov ist Arzt, Wiener ist Mathematiker, Bertalanffy ist Biologe.

Dies zeigt einmal mehr die Stellung der allgemeinen Systemtheorie im Zentrum des menschlichen Wissens. Hinsichtlich des Grades der Allgemeinheit stellt J. van Giegh die allgemeine Systemtheorie auf eine Stufe mit Mathematik und Philosophie.

In der Nähe von GTS im Baum der wissenschaftlichen Erkenntnisse gibt es andere Wissenschaften, die sich mit der Erforschung von Systemen befassen: Kybernetik, Teleologie, Informationstheorie, technische Kommunikationstheorie, Computertheorie, Systemtechnik, Operations Research und verwandte wissenschaftliche und technische Bereiche.

2. Definition des Begriffs „System“, Gegenstand der Systemtheorie.

System- eine Reihe von Elementen, die in Beziehungen und Verbindungen zueinander stehen und eine gewisse Integrität und Einheit bilden.

Alle Definitionen lassen sich in drei Gruppen einteilen.

Drei Gruppen von Definitionen:

ein Komplex von Prozessen und Phänomenen sowie Verbindungen zwischen ihnen, die unabhängig vom Beobachter objektiv existieren;

ein Werkzeug, eine Möglichkeit, Prozesse und Phänomene zu untersuchen;

ein Kompromiss zwischen den ersten beiden, ein künstlich geschaffener Satz von Elementen zur Lösung eines komplexen Problems.

— Erste Gruppe

Die Aufgabe des Beobachters besteht darin, das System von der Umgebung zu isolieren, den Funktionsmechanismus herauszufinden und ihn darauf basierend in die richtige Richtung zu beeinflussen. Hier ist das System Gegenstand des Studiums und der Verwaltung.

— Zweite Gruppe

Der Beobachter synthetisiert das System mit einem bestimmten Ziel als abstraktes Spiegelbild realer Objekte. Ein System ist eine Menge miteinander verbundener Variablen, die die Eigenschaften von Objekten eines bestimmten Systems darstellen (entspricht dem Konzept eines Modells).

— Dritte Gruppe

Der Beobachter isoliert das System nicht nur von der Umgebung, sondern synthetisiert es auch. Ein System ist ein reales Objekt und zugleich ein abstraktes Abbild der Zusammenhänge der Realität (Systems Engineering).

Hintergrund

Wie jedes wissenschaftliche Konzept basiert auch die Allgemeine Systemtheorie auf den Ergebnissen früherer Forschung. Historisch gesehen liegen „die Anfänge des Studiums von Systemen und Strukturen in allgemeiner Form schon vor ziemlich langer Zeit zurück.“ Seit dem Ende des 19. Jahrhunderts wurden diese Studien systematischer (A. Espinas, N. A. Belov, A. A. Bogdanov, T. Kotarbinsky, M. Petrovich usw.).“ So wies L. von Bertalanffy auf die tiefe Verbindung zwischen der Systemtheorie und der Philosophie von G. W. Leibniz und Nikolaus von Kues hin: „Natürlich hat das Konzept eines Systems wie jedes andere wissenschaftliche Konzept sein eigenes.“ lange Geschichte… In diesem Zusammenhang ist es notwendig, die „Naturphilosophie“ von Leibniz, Nikolaus von Kues mit seinem Zusammentreffen von Gegensätzen, die mystische Medizin von Paracelsus, die von Vico und Ibn Khaldun vorgeschlagene Version der Geschichte der Abfolge kultureller Einheiten zu erwähnen oder „Systeme“, die Dialektik von Marx und Hegel ...“ Einer der unmittelbaren Vorgänger Bertalanffys ist „Tectology“ von A. A. Bogdanov, das bis heute seinen theoretischen Wert und seine Bedeutung nicht verloren hat. Der Versuch von A. A. Bogdanov, allgemeine Organisationsgesetze zu finden und zu verallgemeinern, deren Manifestationen auf anorganischer, organischer, mentaler, sozialer, kultureller und anderer Ebene verfolgt werden können, führte ihn zu sehr bedeutenden methodischen Verallgemeinerungen, die den Weg zum Revolutionären ebneten Entdeckungen auf dem Gebiet der Philosophie, Medizin, Ökonomie und Soziologie. Auch die Ursprünge von Bogdanovs eigenen Ideen haben einen entwickelten Hintergrund, der auf die Werke von G. Spencer, K. Marx und anderen Wissenschaftlern zurückgeht. Die Ideen von L. von Bertalanffy ergänzen in der Regel die Ideen von A. A. Bogdanov (wenn Bogdanov beispielsweise „Degression“ als Effekt beschreibt, untersucht Bertalanffy „Mechanisierung“ als Prozess).

Unmittelbare Vorgänger und Parallelprojekte

Bis heute wenig bekannt ist die Tatsache, dass der russische Physiologe Wladimir Bechterew völlig unabhängig von Alexander Bogdanow bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts 23 universelle Gesetze begründete und auf die Bereiche geistiger und sozialer Prozesse ausdehnte. Anschließend entwickelt der Schüler des Akademikers Pawlow, Pjotr ​​Anokhin, eine „Theorie funktionaler Systeme“, die in ihrer Allgemeingültigkeit der Theorie von Bertalanffy nahe kommt. Oft erscheint der Begründer des Holismus, Jan Christian Smuts, als einer der Begründer der Systemtheorie. Darüber hinaus findet man in vielen Studien zur Praxeologie und zur wissenschaftlichen Arbeitsorganisation häufig Hinweise auf Tadeusz Kotarbinsky, Alexei Gastev und Platon Kerzhentsev, die als Begründer des systemischen Organisationsdenkens gelten.

Aktivitäten von L. von Bertalanffy und der International Society for the General Systems Sciences

Die allgemeine Systemtheorie wurde in den 1930er Jahren von L. von Bertalanffy vorgeschlagen. Die Idee der Existenz allgemeiner Muster im Zusammenspiel einer großen, aber nicht unendlichen Anzahl physischer, biologischer und sozialer Objekte wurde erstmals 1937 von Bertalanffy auf einem Philosophieseminar an der University of Chicago vorgeschlagen. Allerdings erschienen seine ersten Veröffentlichungen zu diesem Thema erst nach dem Zweiten Weltkrieg. Die Hauptidee der von Bertalanffy vorgeschlagenen Allgemeinen Systemtheorie ist die Anerkennung des Isomorphismus der Gesetze, die die Funktionsweise von Systemobjekten regeln. Auch von Bertalanffy führte das Konzept ein und untersuchte „offene Systeme“ – Systeme, die ständig Materie und Energie mit der äußeren Umgebung austauschen.

Allgemeine Systemtheorie und Zweiter Weltkrieg

Integration dieser wissenschaftlichen und technischen Bereiche in das Kernteam Allgemeine Systemtheorie bereicherte und diversifizierte seinen Inhalt.

Nachkriegsstadium der Entwicklung der Systemtheorie

In den 50er und 70er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden von Wissenschaftlern aus den folgenden wissenschaftlichen Wissensgebieten eine Reihe neuer Ansätze zur Konstruktion einer allgemeinen Systemtheorie vorgeschlagen:

Synergetik im Kontext der Systemtheorie

Nicht triviale Ansätze zur Untersuchung komplexer Systemformationen werden von einer Richtung der modernen Wissenschaft wie der Synergetik vorgeschlagen, die eine moderne Interpretation von Phänomenen wie Selbstorganisation, Selbstschwingungen und Koevolution bietet. Wissenschaftler wie Ilya Prigogine und Hermann Haken widmen sich in ihrer Forschung der Dynamik von Nichtgleichgewichtssystemen, dissipativen Strukturen und der Entropieproduktion in offenen Systemen. Der berühmte sowjetische und russische Philosoph Vadim Sadovsky kommentiert die Situation wie folgt:

Systemweite Grundsätze und Gesetze

Sowohl in den Werken von Ludwig von Bertalanffy als auch in den Werken von Alexander Bogdanov und in den Werken weniger bedeutender Autoren werden einige systemweite Muster und Prinzipien der Funktionsweise und Entwicklung komplexer Systeme berücksichtigt. Unter diesen sind traditionell hervorzuheben:

• „Hypothese der semiotischen Kontinuität“. „Der ontologische Wert der Systemforschung, so könnte man meinen, wird durch eine Hypothese bestimmt, die grob als „Hypothese der semiotischen Kontinuität“ bezeichnet werden kann. Nach dieser Hypothese ist ein System ein Abbild seiner Umgebung. Dies ist in dem Sinne zu verstehen, dass das System als Element des Universums einige wesentliche Eigenschaften des Universums widerspiegelt“: 93. Die „semiotische“ Kontinuität von System und Umwelt geht über die strukturellen Merkmale von Systemen hinaus. „Eine Veränderung in einem System ist gleichzeitig eine Veränderung in seiner Umgebung, und die Quellen der Veränderung können sowohl in Veränderungen im System selbst als auch in Veränderungen in der Umgebung liegen.“ Somit würde die Untersuchung des Systems es ermöglichen, grundlegende diachrone Transformationen der Umwelt aufzudecken“:94;
• „Feedback-Prinzip“. Die Position, nach der Stabilität in komplexen dynamischen Formen durch das Schließen von Rückkopplungsschleifen erreicht wird: „Wenn die Aktion zwischen Teilen eines dynamischen Systems diesen zirkulären Charakter hat, dann sagen wir, dass sie Rückkopplung hat“:82. Das vom Akademiker P. K. Anokhin formulierte Prinzip der Feedback-Afferenzierung, das wiederum eine Konkretisierung des Feedback-Prinzips darstellt, besagt, dass die Regulierung „auf der Grundlage kontinuierlicher Feedback-Informationen über das adaptive Ergebnis“ erfolgt;
• „Das Prinzip der organisatorischen Kontinuität“ (A. A. Bogdanov) besagt, dass jedes mögliche System an seinen inneren Grenzen endlose „Unterschiede“ aufweist und dass daher jedes mögliche System hinsichtlich seiner inneren Zusammensetzung grundsätzlich offen und daher verbunden ist in diesen oder anderen Vermittlungsketten mit dem gesamten Universum – mit der eigenen Umwelt, mit der Umgebung der Umwelt usw. Diese Folgerung verdeutlicht die grundsätzliche Unmöglichkeit von „Teufelskreisen“, die in der ontologischen Modalität verstanden werden. „Die Weltinvasion wird in der modernen Wissenschaft ausgedrückt als: Kontinuitätsprinzip. Es wird unterschiedlich definiert; seine tektologische Formulierung ist einfach und offensichtlich: Zwischen zwei beliebigen Komplexen des Universums werden bei ausreichender Forschung Zwischenverbindungen hergestellt, die sie in eine einzige Ingressionskette einführen":122;
• Das „Prinzip der Kompatibilität“ (M. I. Setrov) besagt, dass „die Bedingung für die Interaktion zwischen Objekten darin besteht, dass sie eine relative Kompatibilitätseigenschaft haben“, d. h. relative qualitative und organisatorische Homogenität;
• „das Prinzip der sich gegenseitig ergänzenden Beziehungen“ (formuliert von A. A. Bogdanov) ergänzt das Gesetz der Divergenz und hält fest, dass „ systemische Divergenz beinhaltet einen Entwicklungstrend hin zu zusätzlichen Verbindungen":198. In diesem Fall reduziert sich die Bedeutung zusätzlicher Beziehungen vollständig auf Austauschverbindung: darin wird die Stabilität des Ganzen, des Systems dadurch erhöht, dass ein Teil assimiliert, was vom anderen desassimiliert wird, und umgekehrt. Diese Formulierung lässt sich auf alle weiteren Beziehungen verallgemeinern“: 196. Zusätzliche Beziehungen sind ein charakteristisches Beispiel für die konstitutive Rolle geschlossener Rückkopplungsschleifen bei der Bestimmung der Integrität des Systems. Die notwendige „Grundlage jeder nachhaltigen Systemdifferenzierung ist die Entwicklung sich gegenseitig ergänzender Verbindungen zwischen ihren Elementen.“ Dieses Prinzip gilt für alle Ableitungen komplexer Systeme;
• „Angesicht der notwendigen Vielfalt“ (W. R. Ashby). Eine sehr bildliche Formulierung dieses Grundsatzes besagt, dass „nur Vielfalt Vielfalt zerstören kann“:294. Es liegt auf der Hand, dass eine Zunahme der Elementvielfalt von Gesamtsystemen sowohl zu einer Erhöhung der Stabilität (aufgrund der Bildung einer Fülle von Verbindungen zwischen den Elementen und den dadurch verursachten Kompensationseffekten) als auch zu deren Abnahme führen kann ( Verbindungen dürfen z. B. bei fehlender Kompatibilität oder schwacher Mechanisierung nicht elementübergreifender Natur sein und zu Diversifizierung führen);
• Das „Gesetz des hierarchischen Ausgleichs“ (E. A. Sedov) besagt, dass „das tatsächliche Wachstum der Vielfalt auf der höchsten Ebene durch ihre wirksame Begrenzung auf früheren Ebenen sichergestellt wird.“ „Dieses vom russischen Kybernetiker und Philosophen E. Sedov vorgeschlagene Gesetz entwickelt und verdeutlicht Ashbys bekanntes kybernetisches Gesetz zur notwendigen Vielfalt.“ Aus diese Bestimmung Daraus ergibt sich die offensichtliche Schlussfolgerung: Da in realen Systemen (im eigentlichen Sinne des Wortes) das Primärmaterial homogen ist, wird die Komplexität und Vielfalt der Einflüsse von Regulatoren nur durch eine relative Erhöhung des Organisationsgrades erreicht. Selbst A. A. Bogdanov hat wiederholt darauf hingewiesen, dass Systemzentren in realen Systemen stärker organisiert sind als periphere Elemente: Das Sedovsche Gesetz besagt lediglich, dass der Organisationsgrad des Systemzentrums im Verhältnis zu peripheren Elementen zwangsläufig höher sein muss. Einer der Trends in der Entwicklung von Systemen ist die Tendenz, den Organisationsgrad peripherer Elemente direkt zu senken, was zu einer direkten Einschränkung ihrer Vielfalt führt: „Nur wenn die Vielfalt der zugrunde liegenden Ebene begrenzt ist, ist es möglich, verschiedene zu bilden.“ „Funktionen und Strukturen auf höheren Ebenen“, d. h. „Eine zunehmende Vielfalt auf der unteren Ebene [der Hierarchie] zerstört die obere Ebene der Organisation.“ Im strukturellen Sinne bedeutet das Gesetz, dass „das Fehlen von Beschränkungen … zur Destrukturierung des Systems als Ganzes führt“, was zu einer allgemeinen Diversifizierung des Systems im Kontext seiner umgebenden Umgebung führt;
• „Das Prinzip des Monozentrismus“ (A. A. Bogdanov) besagt, dass ein stabiles System „durch ein Zentrum gekennzeichnet ist, und wenn es komplex oder kettenförmig ist, dann hat es ein höheres, gemeinsames Zentrum“: 273. Polyzentrische Systeme zeichnen sich durch Funktionsstörungen von Koordinationsprozessen, Desorganisation, Instabilität usw. aus. Auswirkungen dieser Art entstehen, wenn einzelne Koordinationsprozesse (Impulse) andere überlagern, was zu einem Integritätsverlust führt;
• „Das Gesetz des Minimums“ (A. A. Bogdanov), das die Prinzipien von Liebig und Mitscherlich verallgemeinert, besagt: „ Die Stabilität des Ganzen hängt vom geringsten relativen Widerstand aller seiner Teile zu jedem Zeitpunkt ab":146. „In all den Fällen, in denen es zumindest einige reale Unterschiede in der Stabilität verschiedener Elemente des Systems gegenüber äußeren Einflüssen gibt, wird die Gesamtstabilität des Systems durch seine kleinste Teilstabilität bestimmt.“ Diese Bestimmung, auch „Gesetz des geringsten relativen Widerstands“ genannt, ist eine Festlegung der Ausprägung des Prinzips des begrenzenden Faktors: Die Geschwindigkeit der Wiederherstellung der Stabilität eines Komplexes nach einem ihn verletzenden Aufprall wird durch den kleinsten Teil bestimmt. und da die Prozesse in bestimmten Elementen lokalisiert sind, wird die Stabilität von Systemen und Komplexen durch die Stabilität ihres schwächsten Glieds (Elements) bestimmt;
• „Das Prinzip der externen Komplementierung“ (abgeleitet von S. T. Beer) „reduziert sich auf die Tatsache, dass aufgrund des Gödelschen Unvollständigkeitssatzes jede Kontrollsprache letztendlich nicht ausreicht, um die ihr zugewiesenen Aufgaben zu erfüllen, aber dieser Mangel kann durch die Aufnahme eines „ „Blackbox“ im Steuerkreis“. Die Kontinuität der Koordinationskonturen wird nur durch eine spezifische Struktur der Hyperstruktur erreicht, deren Baumstruktur die aufsteigende Summationslinie der Einflüsse widerspiegelt. Jeder Koordinator ist so in die Hyperstruktur eingebaut, dass er nur teilweise Einflüsse der koordinierten Elemente (z. B. Sensoren) nach oben überträgt. Die zum Systemzentrum aufsteigenden Einflüsse unterliegen einer Art „Verallgemeinerung“, wenn sie in den Verbindungsknoten der Äste der Hyperstruktur zusammengefasst werden. Koordinationseinflüsse, die entlang der Zweige der Hyperstruktur absteigen (z. B. zu Effektoren), asymmetrisch aufsteigend, unterliegen einem „Aufschluss“ durch lokale Koordinatoren: Sie werden durch Einflüsse ergänzt, die durch Rückmeldungen lokaler Prozesse entstehen. Mit anderen Worten: Koordinationsimpulse, die von der Systemzentrale ausgehen, werden abhängig von der Art lokaler Prozesse aufgrund der Rückmeldungen dieser Prozesse kontinuierlich spezifiziert.
• Das „Theorem über rekursive Strukturen“ (S. T. Beer) legt nahe, dass, wenn „ein lebensfähiges System ein lebensfähiges System enthält, ihre Organisationsstrukturen rekursiv sein müssen“;
• „Gesetz der Divergenz“ (G. Spencer), auch als Prinzip bekannt Kettenreaktion: Die Aktivität zweier identischer Systeme neigt dazu, zunehmend Unterschiede anzuhäufen. Gleichzeitig „kommt die Divergenz der Ausgangsformen ‚lawinenartig‘ vor, ähnlich wie Werte in geometrischen Verläufen wachsen – im Allgemeinen wie eine Reihe, progressiv aufsteigend“: 186. Auch das Gesetz hat eine sehr lange Geschichte: „Wie G. Spencer sagt, „sind verschiedene Teile einer homogenen Ansammlung unweigerlich den Einwirkungen heterogener Kräfte ausgesetzt, die in ihrer Qualität oder Intensität heterogen sind und sich dadurch unterschiedlich verändern.“ Dieses Spencerian-Prinzip der unweigerlich entstehenden Heterogenität innerhalb jedes Systems ... ist für die Tekologie von größter Bedeutung.“ Der entscheidende Wert dieses Gesetzes liegt im Verständnis der Art der Anhäufung von „Differenzen“, die in keinem Verhältnis zu den Wirkungsdauern exogener Umweltfaktoren stehen.
• „Das Gesetz der Erfahrung“ (W.R. Ashby) deckt die Wirkung eines Spezialeffekts ab, dessen besonderer Ausdruck darin besteht, dass „Informationen, die mit einer Änderung eines Parameters verbunden sind, dazu neigen, Informationen über den Anfangszustand des Systems zu zerstören und zu ersetzen“: 198 . Die systemweite Formulierung des Gesetzes, die seine Wirkungsweise nicht mit dem Informationsbegriff verknüpft, besagt, dass die konstante „ Eine gleichmäßige Änderung der Eingänge einer bestimmten Gruppe von Wandlern verringert tendenziell die Diversität dieser Gruppe":196 - In Form einer Menge von Transformatoren kann sowohl eine reale Menge von Elementen wirken, bei der die Einflüsse auf den Eingang synchronisiert sind, als auch ein Element, dessen Einflüsse im diachronen Horizont verteilt sind (wenn die Linie von sein Verhalten zeigt eine Tendenz, in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren usw. Es wird als Menge beschrieben. Gleichzeitig ist das sekundäre, zusätzliche „ Durch die Änderung des Parameterwerts kann die Diversität auf ein neues, niedrigeres Niveau reduziert werden":196; Darüber hinaus zeigt die Verringerung der Diversität mit jeder Änderung eine direkte Abhängigkeit von der Länge der Änderungskette der Werte des Eingabeparameters. Wenn wir diesen Effekt im Gegensatz dazu untersuchen, können wir das Divergenzgesetz von A. A. Bogdanov besser verstehen – nämlich die Position, nach der „die Divergenz der Anfangsformen „lawinenartig“ verläuft“: 197, also in ein direkter progressiver Trend: Da bei einheitlichen Einflüssen auf eine Menge von Elementen (d. h. „Transformatoren“) die Vielfalt der Zustände, die sie manifestieren, nicht zunimmt (und mit jeder Änderung des Eingabeparameters abnimmt). also die Kraft des Einflusses, qualitative Aspekte, Intensität usw.), dann sind die anfänglichen Unterschiede nicht mehr „verbundene unähnliche Veränderungen“: 186. In diesem Zusammenhang wird deutlich, warum die in einem Aggregat homogener Einheiten ablaufenden Prozesse die Macht haben, deren Zustandsvielfalt zu reduzieren: Die Elemente eines solchen Aggregats „stehen in ständiger Verbindung und Wechselwirkung, in ständiger Konjugation, in der Austauschfusion von Aktivitäten. Gerade in diesem Maße erfolgt die offensichtliche Nivellierung der sich entwickelnden Unterschiede zwischen den Teilen des Komplexes“: 187: Die Homogenität und Gleichmäßigkeit der Wechselwirkungen der Einheiten absorbiert etwaige äußere Störeinflüsse und verteilt Unebenheiten über die Fläche des Ganzen Einheit.
• „das Prinzip der fortschreitenden Segregation“ (L. von Bertalanffy) bedeutet die fortschreitende Natur des Verlusts von Wechselwirkungen zwischen Elementen im Verlauf der Differenzierung, jedoch sollte der ursprünglichen Version des Prinzips ein sorgfältig vertuschter Punkt von L. hinzugefügt werden. von Bertalanffy: Im Zuge der Differenzierung etablieren sich durch das Systemzentrum vermittelte Interaktionskanäle zwischen Elementen. Es ist klar, dass nur direkte Wechselwirkungen zwischen Elementen verloren gehen, was das Prinzip erheblich verändert. Dieser Effekt stellt sich als Verlust der „Kompatibilität“ heraus. Wichtig ist, dass der Prozess der Differenzierung selbst grundsätzlich außerhalb zentral regulierter Prozesse nicht realisierbar ist (sonst wäre die Koordination der sich entwickelnden Teile unmöglich): Die „Divergenz der Teile“ kann nicht unbedingt ein einfacher Verlust von Interaktionen sein, sondern der Komplex kann sich nicht in eine bestimmte Menge „unabhängiger Kausalketten“ verwandeln, wobei sich jede dieser Ketten unabhängig von den anderen entwickelt. Direkte Wechselwirkungen zwischen Elementen werden während der Differenzierung zwar schwächer, aber nur, weil sie durch das Zentrum vermittelt werden.
• „Das Prinzip der fortschreitenden Mechanisierung“ (L. von Bertalanffy) ist der wichtigste konzeptionelle Punkt. Bei der Entwicklung von Systemen „werden Teile in Bezug auf bestimmte Mechanismen fixiert“. Die primäre Regulierung der Elemente im ursprünglichen Aggregat „wird durch die dynamische Interaktion innerhalb eines einzelnen offenen Systems bestimmt, das sein mobiles Gleichgewicht wiederherstellt.“ Durch die fortschreitende Mechanisierung werden ihnen sekundäre Regulierungsmechanismen überlagert, die durch feste Strukturen, hauptsächlich vom Feedback-Typ, gesteuert werden. Das Wesen dieser festen Strukturen wurde von A. A. Bogdanov eingehend untersucht und als „Degression“ bezeichnet: Bei der Entwicklung von Systemen werden spezielle „degressive Komplexe“ gebildet, die Prozesse in den mit ihnen verbundenen Elementen fixieren (also die Variabilitätsvielfalt begrenzen). , Zustände und Prozesse). Wenn also das Gesetz von Sedov die Begrenzung der Vielfalt von Elementen der unteren funktional-hierarchischen Ebenen des Systems festlegt, dann zeigt das Prinzip der progressiven Mechanisierung Wege auf, diese Vielfalt zu begrenzen – die Bildung stabiler degressiver Komplexe: „Das „Skelett“,“ „Wenn man den plastischen Teil des Systems verbindet, strebt man danach, es im Rahmen seiner Form zu halten und dadurch sein Wachstum zu verzögern, seine Entwicklung einzuschränken“, eine Abnahme der Intensität von Stoffwechselprozessen, relative Degeneration lokaler Systemzentren usw. Das sollte so sein Es ist zu beachten, dass die Funktionen degressiver Komplexe nicht auf die Mechanisierung (als Einschränkung der Vielfalt) beschränkt sind Eigene Prozesse Systeme und Komplexe), sondern reichen auch bis zur Einschränkung der Vielfalt externer Prozesse.
• „Das Prinzip der Aktualisierung von Funktionen“ (erstmals von M. I. Setrov formuliert) erfasst ebenfalls eine sehr nicht triviale Position. „Nach diesem Prinzip erscheint ein Objekt nur dann als organisiert, wenn sich die Eigenschaften seiner Teile (Elemente) als Funktionen der Erhaltung und Entwicklung dieses Objekts manifestieren“, oder: „der Ansatz zur Organisation als kontinuierlicher Prozess der Entwicklung der Funktionen.“ seiner Elemente kann als Prinzip der Aktualisierung von Funktionen bezeichnet werden.“ Das Prinzip der Aktualisierung von Funktionen besagt also, dass die Entwicklungstendenz von Systemen eine Tendenz zur fortschreitenden Funktionalisierung ihrer Elemente ist; Die Existenz von Systemen wird durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Funktionen ihrer Elemente bestimmt.

Allgemeine Systemtheorie und andere Systemwissenschaften

Vorlesung 1: Grundbegriffe der Systemtheorie

Die Begriffe Systemtheorie und Systemanalyse haben trotz ihrer mehr als 25-jährigen Verwendung noch immer keine allgemein akzeptierte, einheitliche Interpretation gefunden.

Der Grund für diese Tatsache liegt in der Dynamik der Prozesse im Feld Menschliche Aktivität und im Prinzip ist es möglich, bei fast jedem von einer Person gelösten Problem einen systematischen Ansatz anzuwenden.

Die Allgemeine Systemtheorie (GTS) ist eine wissenschaftliche Disziplin, die die grundlegendsten Konzepte und Aspekte von Systemen untersucht. Es untersucht verschiedene Phänomene, abstrahiert von ihrer spezifischen Natur und basiert nur auf den formalen Beziehungen zwischen ihren verschiedenen konstituierenden Faktoren und der Art ihrer Veränderungen unter dem Einfluss äußere Bedingungen, während die Ergebnisse aller Beobachtungen nur durch das Zusammenspiel ihrer Komponenten erklärt werden, beispielsweise durch die Art ihrer Organisation und Funktionsweise, und nicht durch einen direkten Verweis auf die Natur der an den Phänomenen beteiligten Mechanismen (sei es physikalischer oder biologischer Natur). , ökologisch, soziologisch oder konzeptionell)

Gegenstand der Forschung ist für GTS nicht die „physikalische Realität“, sondern „das System“, d. h. abstrakte formale Beziehung zwischen Grundmerkmalen und Eigenschaften.

Beim Systemansatz wird der Forschungsgegenstand als System dargestellt. Der Systembegriff selbst lässt sich einem der methodischen Konzepte zuordnen, da die Betrachtung eines Gegenstandes als System untersucht wird oder die Verweigerung einer solchen Betrachtung von der Aufgabenstellung der Untersuchung und dem Forscher selbst abhängt.

Es gibt viele Definitionen eines Systems.

1. Ein System ist ein Komplex von Elementen, die interagieren.
2. Ein System ist eine Menge von Objekten sowie die Beziehungen dieser Objekte.
3. System – eine Reihe von Elementen, die in Beziehungen oder Verbindungen zueinander stehen und eine Integrität oder organische Einheit bilden (erklärendes Wörterbuch)

Die Begriffe „Beziehung“ und „Interaktion“ werden im weitesten Sinne verwendet und umfassen die gesamte Bandbreite verwandter Konzepte wie Zwang, Struktur, organisatorischer Zusammenhang, Verbindung, Abhängigkeit usw.

Somit ist das System S ein geordnetes Paar S=(A, R), wobei A eine Menge von Elementen ist; R ist die Menge der Beziehungen zwischen A.

Ein System ist ein vollständiger, integraler Satz von Elementen (Komponenten), die miteinander verbunden sind und miteinander interagieren, sodass die Funktion des Systems realisiert werden kann.

Die Untersuchung eines Objekts als System erfordert die Verwendung einer Reihe von Darstellungssystemen (Kategorien), darunter die wichtigsten:

1. Strukturelle Darstellung ist mit der Identifizierung von Systemelementen und Verbindungen zwischen ihnen verbunden.
2. Die funktionale Darstellung von Systemen ist die Identifizierung einer Reihe von Funktionen (zielgerichteten Aktionen) eines Systems und seiner Komponenten, die auf die Erreichung eines bestimmten Ziels abzielen.
3. Die makroskopische Sichtweise ist ein Verständnis des Systems als eines unteilbaren Ganzen, das mit der äußeren Umgebung interagiert.
4. Die mikroskopische Betrachtung basiert auf der Betrachtung des Systems als eine Ansammlung miteinander verbundener Elemente. Dabei geht es darum, die Struktur des Systems offenzulegen.
5. Die hierarchische Darstellung basiert auf dem Konzept eines Subsystems, das durch Zerlegung (Zerlegung) eines Systems erhalten wird, das Systemeigenschaften aufweist, die von seinem Element unterschieden werden sollten – unteilbar in kleinere Teile (aus der Sicht des zu lösenden Problems). Das System kann als eine Ansammlung von Subsystemen auf verschiedenen Ebenen dargestellt werden, die eine Systemhierarchie bilden, die von unten nur durch Elemente geschlossen wird.
6. Die Prozessbetrachtung setzt das Verständnis eines Systemobjekts als dynamisches Objekt voraus, das durch eine zeitliche Abfolge seiner Zustände gekennzeichnet ist.

Betrachten wir die Definitionen anderer Konzepte, die eng mit dem System und seinen Eigenschaften verbunden sind.

Ein Objekt.

Der Erkenntnisgegenstand ist ein Teil der realen Welt, der isoliert und für lange Zeit als Ganzes wahrgenommen wird. Ein Objekt kann materiell und abstrakt, natürlich und künstlich sein. In Wirklichkeit verfügt ein Objekt über eine unendliche Menge an Eigenschaften unterschiedlicher Natur. In der Praxis erfolgt im Erkenntnisprozess eine Interaktion mit einer begrenzten Menge von Eigenschaften, die im Rahmen der Möglichkeit ihrer Wahrnehmung und Notwendigkeit für den Zweck der Erkenntnis liegen. Daher wird das System als Bild eines Objekts anhand einer endlichen Menge von Eigenschaften definiert, die zur Beobachtung ausgewählt werden.

Außenumgebung.

Der Begriff „System“ entsteht dort, wo und wenn wir materiell oder spekulativ eine geschlossene Grenze zwischen einer unbegrenzten oder einer begrenzten Menge von Elementen ziehen. Die darin enthaltenen Elemente bilden mit ihrer entsprechenden gegenseitigen Bedingtheit ein System.

Die außerhalb der Grenze verbleibenden Elemente bilden eine Menge, die in der Systemtheorie „Systemumgebung“ oder einfach „Umgebung“ oder „äußere Umgebung“ genannt wird.

Aus diesen Überlegungen folgt, dass es undenkbar ist, ein System ohne seine äußere Umgebung zu betrachten. Das System bildet und manifestiert seine Eigenschaften im Prozess der Interaktion mit der Umwelt und ist die führende Komponente dieses Einflusses.

Abhängig von der Auswirkung auf die Umwelt und der Art der Interaktion mit anderen Systemen können die Funktionen von Systemen wie folgt in aufsteigender Reihenfolge angeordnet werden:

• passive Existenz;
• Material für andere Systeme;
• Wartung von Systemen höherer Ordnung;
• Widerstand gegen andere Systeme (Überleben);
• Absorption anderer Systeme (Expansion);
• Transformation anderer Systeme und Umgebungen (aktive Rolle).

Jedes System kann einerseits als Subsystem höherer Ordnung (Supersystem) und andererseits als Supersystem eines Systems niedrigerer Ordnung (Subsystem) betrachtet werden. Beispielsweise ist das System „Produktionswerkstatt“ als Subsystem in ein übergeordnetes System „Unternehmen“ eingebunden. Das Supersystem „Firma“ wiederum kann ein Subsystem „Unternehmen“ sein.

Üblicherweise erscheinen mehr oder weniger unabhängige Teile von Systemen als Subsysteme, die sich nach bestimmten Merkmalen unterscheiden und über relative Unabhängigkeit und einen gewissen Freiheitsgrad verfügen.

Komponente- jeder Teil des Systems, der bestimmte Beziehungen mit anderen Teilen (Subsystemen, Elementen) eingeht.

Element System ist ein Teil eines Systems mit eindeutig definierten Eigenschaften, die bestimmte Funktionen erfüllen und im Rahmen des zu lösenden Problems (aus Sicht des Forschers) keiner weiteren Aufteilung unterliegen.

Die Konzepte Element, Subsystem, System sind ineinander übertragbar; ein System kann als Element eines Systems höherer Ordnung (Metasystem) und ein Element bei eingehender Analyse als System betrachtet werden. Die Tatsache, dass jedes Subsystem gleichzeitig ein relativ unabhängiges System ist, führt zu zwei Aspekten der Systemforschung: auf der Makro- und der Mikroebene.

Bei der Untersuchung auf Makroebene wird das Hauptaugenmerk auf die Interaktion des Systems mit der äußeren Umgebung gelegt. Darüber hinaus können übergeordnete Systeme als Teil der externen Umgebung betrachtet werden. Bei diesem Ansatz kommt es vor allem auf die Zielfunktion des Systems (Ziel) und die Bedingungen für sein Funktionieren an. Dabei werden die Elemente des Systems unter dem Gesichtspunkt ihrer Organisation zu einem Ganzen und ihres Einflusses auf die Funktionen des Gesamtsystems untersucht.

Auf der Mikroebene sind die internen Eigenschaften des Systems, die Art der Wechselwirkung der Elemente untereinander, ihre Eigenschaften und Betriebsbedingungen die wichtigsten.

Um das System zu untersuchen, werden beide Komponenten kombiniert.

Systemstruktur.

Unter der Struktur eines Systems versteht man ein stabiles Beziehungsgefüge, das erhalten bleibt lange Zeit zumindest im Beobachtungszeitraum unverändert. Die Struktur des Systems übertrifft einen bestimmten Grad an Komplexität hinsichtlich der Zusammensetzung der Beziehungen auf der Menge der Elemente des Systems oder, gleichbedeutend, des Grads der Vielfalt der Erscheinungsformen des Objekts.

Verbindungen- Dies sind Elemente, die direkt zwischen Elementen (oder Subsystemen) des Systems sowie mit Elementen und Subsystemen der Umgebung interagieren.

Kommunikation ist eines der Grundkonzepte des Systemansatzes. Das System als Ganzes existiert gerade aufgrund des Vorhandenseins von Verbindungen zwischen seinen Elementen, d. h. mit anderen Worten, die Verbindungen drücken die Gesetze der Funktionsweise des Systems aus. Verbindungen werden durch die Art der Beziehung als direkt und invers und durch die Art der Manifestation (Beschreibung) als deterministisch und probabilistisch unterschieden.

Direkte Verbindungen sind für eine gegebene funktionale Übertragung von Materie, Energie, Informationen oder deren Kombinationen gedacht – von einem Element zum anderen in Richtung des Hauptprozesses.

Rückmeldungen Sie erfüllen grundsätzlich informative Funktionen und spiegeln Änderungen im Zustand des Systems als Ergebnis einer Kontrollaktion wider. Die Entdeckung des Rückkopplungsprinzips war ein herausragendes Ereignis in der Entwicklung der Technologie und hatte äußerst wichtige Konsequenzen. Die Prozesse des Managements, der Anpassung, der Selbstregulierung, der Selbstorganisation und der Entwicklung sind ohne den Einsatz von Feedback nicht möglich.

Reis. — Feedback-Beispiel

Mit Hilfe der Rückmeldung wird das Signal (Information) vom Ausgang des Systems (Steuerobjekt) an das Steuerelement übermittelt. Dabei wird dieses Signal, das Informationen über die vom Kontrollobjekt geleistete Arbeit enthält, mit einem Signal verglichen, das den Inhalt und Umfang der Arbeit angibt (z. B. einen Plan). Bei Abweichungen zwischen Ist- und Planstand werden Maßnahmen zu deren Beseitigung ergriffen.

Die Hauptfunktionen von Feedback sind:

1. dem entgegenzuwirken, was das System selbst tut, wenn es über festgelegte Grenzen hinausgeht (z. B. als Reaktion auf einen Qualitätsverlust);
2. Kompensation von Störungen und Aufrechterhaltung eines stabilen Gleichgewichtszustands des Systems (z. B. Gerätestörungen);
3. Synthese externer und interner Störungen, die dazu neigen, das System aus einem stabilen Gleichgewichtszustand zu bringen, Reduzierung dieser Störungen auf Abweichungen einer oder mehrerer kontrollierbarer Größen (z. B. Entwicklung von Steuerbefehlen für das gleichzeitige Auftreten eines neuen Konkurrenten und eine Verringerung der Qualität der Produkte);
4. Entwicklung von Kontrollmaßnahmen am Kontrollobjekt nach einem schlecht formalisierten Gesetz. Beispielsweise führt die Festsetzung eines höheren Preises für Energieressourcen zu Aktivität verschiedene Organisationen komplexe Veränderungen, Veränderung endgültige Ergebnisse Ihr Funktionieren erfordert Veränderungen im Produktions- und Wirtschaftsprozess durch Einflüsse, die nicht mit analytischen Ausdrücken beschrieben werden können.

Eine Verletzung von Rückkopplungsschleifen in sozioökonomischen Systemen aus verschiedenen Gründen hat schwerwiegende Folgen. Einzelne lokale Systeme verlieren die Fähigkeit, sich weiterzuentwickeln und aufkommende neue Trends sensibel wahrzunehmen, die langfristige Entwicklung und wissenschaftlich fundierte Prognose ihrer Aktivitäten über einen langen Zeitraum sowie die wirksame Anpassung an sich ständig ändernde Umweltbedingungen.

Ein Merkmal sozioökonomischer Systeme ist die Tatsache, dass es nicht immer möglich ist, Feedback-Links klar auszudrücken, die in ihnen in der Regel lang sind, eine Reihe von Zwischenlinks durchlaufen und deren klare Sicht schwierig ist. Die kontrollierten Größen selbst sind oft nicht klar definiert und es ist schwierig, viele Einschränkungen für die Parameter der kontrollierten Größen festzulegen. Auch die tatsächlichen Gründe dafür, dass Regelgrößen über die festgelegten Grenzen hinausgehen, sind nicht immer bekannt.

Ein deterministischer (harter) Zusammenhang definiert Ursache und Wirkung in der Regel eindeutig und liefert eine klar definierte Formel für das Zusammenspiel von Elementen. Probabilistische (flexible) Kommunikation definiert eine implizite, indirekte Beziehung zwischen den Elementen des Systems. Die Wahrscheinlichkeitstheorie bietet einen mathematischen Apparat zur Untersuchung dieser Zusammenhänge, die als „Korrelationsabhängigkeiten“ bezeichnet werden.

Kriterien— Zeichen, anhand derer die Übereinstimmung der Funktionsweise des Systems mit dem gewünschten Ergebnis (Ziel) unter bestimmten Einschränkungen beurteilt wird.

Systemeffizienz— die Beziehung zwischen dem gegebenen (Ziel-)Indikator für das Ergebnis der Systemfunktion und dem tatsächlich umgesetzten.

Betrieb eines willkürlich gewählten Systems besteht darin, eingegebene (bekannte) Parameter und bekannte Parameter von Umwelteinflüssen unter Berücksichtigung von Rückkopplungsfaktoren in Werte von ausgegebenen (unbekannten) Parametern zu verarbeiten.

Reis. — Systembetrieb

Eingang— alles, was sich während des Prozesses (Funktionierens) des Systems ändert.

Ausfahrt— das Ergebnis des Endzustands des Prozesses.

CPU— Übertragung von Input auf Output.

Das System kommuniziert mit der Umgebung auf folgende Weise.

Der Input eines gegebenen Systems ist gleichzeitig der Output des vorherigen, und der Output dieses Systems ist der Input des nachfolgenden. Somit befinden sich Ein- und Ausgang an der Grenze des Systems und erfüllen gleichzeitig die Funktionen des Ein- und Ausgangs früherer und nachfolgender Systeme.

Die Systemsteuerung ist mit den Konzepten von Direkt- und Feedback, Einschränkungen verbunden.

Rückkopplung— Entwickelt, um die folgenden Vorgänge auszuführen:

• Vergleich von Eingabedaten mit Ausgabeergebnissen, Ermittlung ihrer qualitativen und quantitativen Unterschiede;
• Einschätzung des Inhalts und der Bedeutung des Unterschieds;
• Aus der Differenz eine Lösung entwickeln;
• Auswirkungen auf die Eingabe.

Einschränkung- stellt die Übereinstimmung zwischen der Ausgabe des Systems und der Anforderung dafür sicher, als Eingabe für das nachfolgende System – den Verbraucher. Wenn eine bestimmte Anforderung nicht erfüllt ist, wird sie von der Einschränkung nicht durchgelassen. Die Einschränkung spielt daher die Rolle, die Funktionsweise eines bestimmten Systems mit den Zielen (Bedürfnissen) des Verbrauchers zu koordinieren.

Mit der Definition der Funktionsweise eines Systems ist der Begriff einer „Problemsituation“ verbunden, die entsteht, wenn zwischen dem notwendigen (gewünschten) Output und dem vorhandenen (realen) Input ein Unterschied besteht.

Problem ist der Unterschied zwischen den bestehenden und den gewünschten Systemen. Wenn es keinen Unterschied gibt, gibt es kein Problem.

Ein Problem zu lösen bedeutet, das alte System anzupassen oder ein neues, gewünschtes System aufzubauen.

Systemzustand ist die Menge der wesentlichen Eigenschaften, die das System zu jedem Zeitpunkt besitzt.