Научные идеи Людвиг Берталанфи в общей теории систем

Государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

«Российская таможенная академия»

 

 

 

 

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ  РАБОТА

по дисциплине «ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА»

Тема: «Научные идеи Л. Берталанфи в общей теории систем»

 

 

 

 

 

Выполнили студентки 2-го курса 

очной формы обучения

факультета таможенного  дела,

группа Т-101 Терешкова  М.

Вышемирская В.

Подпись ______________

 

 

 

 

 

 

Москва

2012

СОДЕРЖАНИЕ

      ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………………………2

1. ПОНЯТИЕ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ………………………………………..……………….3
2. МЕТОДЫ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ……………………………..……...5
3. КРИТИКА ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ…………………………………………………………9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………….……………14

      СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………………………….15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

«Поскольку творческая мысль является самым важным свойством, отличающим человека от обезьяны, она  должна оцениваться дороже золота и  сохраняться с большой бережливостью» (A. D. Hall, A Methodology for Systems Engineering, Princeton, Nostrand, 1962).

Как и всякая научная концепция, общая теория систем базируется на результатах предыдущих исследований. Исторически "зачатки исследования систем и структур в общем виде возникли достаточно давно. С конца XIX века эти исследования приняли  систематический характер (А.Эспинас, Н.А.Белов, А.А.Богданов, Т.Котарбиньский, М.Петрович и др.)"^[. Так, Л. фон Берталанфи указывал на глубинную связь теории систем с философией Г. В. Лейбница и Николая Кузанского: "Конечно, как и любое другое научное понятие, понятие системы имеет свою долгую историю… В этой связи необходимо упомянуть «натуральную философию» Лейбница, Николая Кузанского с его совпадением противоположностей, мистическую медицину Парацельса, предложенную Вико и Ибн-Халдуном версию истории последовательности культурных сущностей, или «систем», диалектику Маркса и Гегеля…". Одним из непосредственных предшественников Берталанфи является «Тектология» А. А. Богданова, не утратившая теоретической ценности и значимости и в настоящее время.

Идея наличия общих  закономерностей при взаимодействии большого, но не бесконечного числа  физических, биологических и социальных объектов была впервые высказана  Берталанфи в 1937 году на семинаре по философии  вЧикагском университете. Однако первые его публикации на эту тему появились только после Второй мировой войны. Основной идеей Общей теории систем, предложенной Берталанфи, является признание изоморфизмазаконов, управляющих функционированием системных объектов. Фон Берталанфи также ввёл понятие и исследовал «открытые системы» — системы, постоянно обменивающиеся веществом и энергией с внешней средой.

Таким образом, цель денной работы:

А) рассмотреть подробно процессы становления общей теории систем

Б) рассмотреть методы общей  теории систем, предложенные Л. Берталанфи

В) изучить возможную критику, связанную с открытием и применением  общей теории систем.

 

 

 

 

1. ПОНЯТИЕ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ

 

(General System Theory) - специально-научная  и логико- методологич. концепция,  предложенная австр. биологом  Л. Берталанфи. Осн. цель "О. т. с." - разработка аппарата понятий, позволяющего анализировать объекты как системы. "О. т. с." возникла у Берталанфи в русле защищаемого им "организмического" мировоззрения как известное обобщение разработанной им в 30-х гг. "теории открытых систем", в рамках к-рой живые организмы рассматривались как системы, постоянно обменивающиеся со средой веществом и энергией. По замыслу Берталанфи, "О. т. с." должна отразить существ. изменения в понятийной картине мира, к-рые принес 20 в. Для совр. науки характерно: 1) ее предмет -организация; 2) для анализа этого предмета необходимо найти средства решения проблем со многими переменными (классич. наука знала проблемы лишь с двумя, в лучшем случае - с неск. переменными); 3) место механицизма занимает понимание мира как множества разнородных и несводимых одна к другой сфер реальности, связь между к-рыми проявляется в изоморфизме действующих в них законов; 4) концепцию физикалистского редукционизма, сводящего всякое знание к физическому, сменяет идея перспективизма – возможность построения единой науки на базе изоморфизма законов в различных областях .

В рамках "О. т. с." Берталанфи и его сотрудниками разработан спец. аппарат описания "поведения" открытых систем, опирающийся на формализм  термодинамики необратимых процессов, в частности на аппарат описания т.н. эквифинальных систем (способных  достигать заранее определенного  конечного состояния независимо от изменения нач. условий). Поведение  таких систем описывается т.н. телеологич. уравнениями, выражающими характеристику поведения системы в каждый момент времени как отклонение от конечного  состояния, к к-рому система как  бы "стремится".

При оценке этого аппарата надо учитывать, что эквифинальные  системы представляют собой лишь подкласс класса открытых систем, а  использование телеологич. уравнений  ограничивает системно-структурный  анализ лишь нек-рыми внешними параметрами  систем.

Трудности в реализации "О. т. с." породили критику ряда ее исходных принципов. По мнению Эшби, в "О. т. с." следует выделить два направления: одно из них, эмпирическое, стремится  исследовать имеющиеся в мире различные системы, чтобы затем  вывести утверждения о закономерностях  систем вообще; второе, к к-рому примыкает  сам Эшби, начинает с формально-теоретич. рассмотрения множества всех мыслимых систем и затем устанавливает  определ. ограничения этого множества. Эшби высказывает ряд критич. соображений  в адрес эмпирич. направления, наиболее ярко представленного Берталанфи. В 60-е гг. появились отличные от концепции  Берталанфи варианты теории систем (М. Месарович, Л. Заде, Р. Акофф и др.), для к-рых характерно стремление к более строгому построению своих  теоретич. оснований и более широкое  использование математич. и логич. аппарата.

В самое последнее время  Берталанфи – как под влиянием критики, так и в результате интенсивного развития близких к "О. т. с." науч. дисциплин – внес известные уточнения  в свою концепцию и, в частности, различил два смысла "О. т. с": в  широком смысле она выступает  как основополагающая наука, охватывающая всю совокупность проблем, связанных  с исследованием и конструированием систем (в теоретич. часть этой науки  включаются кибернетика, теория информации, теория игр и решений, топология, теория сетей и теория графов, а  также факториальный анализ). "О. т. с." в узком смысле из общего определения системы как комплекса  взаимодействующих элементов стремится  вывести понятия, относящиеся к  организованным целым ( централизация, финальность и т.д.), и применяет  их к анализу конкретных явлений. Прикладная область "О. т. с." включает, согласно Берталанфи, системотехнику, исследование операций и инженерную психологию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. МЕТОДЫ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ

 

У. Росс Эшби удачно охарактеризовал  два возможных способа, или общих  метода системного исследования: «В этой области в настоящее время  ясно различаются два главных  направления исследования. Первое, достаточно хорошо разработанное фон  Берталанфи и его сотрудниками, принимает  мир таким, каким мы его обнаруживаем: исследуются содержащиеся в нем  различные системы — зоологические, физиологические и т. п., а затем  делаются выводы о наблюдаемых закономерностях. Этот метод в основе своей является эмпирическим. При втором методе начинают с другого конца. Вместо того чтобы  исследовать сначала одну систему, затем вторую, третью и т. д., следуют  противоположному принципу—рассматривают множество «всех мыслимых систем»  и потом сокращают это множество  до более рациональных пределов. Этим методом с недавнего времени  стал пользоваться и автор настоящей  статьи».

Легко установить, что все  исследования систем следуют первому  или второму методу или той  или иной их комбинации. Каждый их этих подходов имеет как свои преимущества, так и ограниченности. 
(1) Первый метод является эмпирико-интуитивным, его преимущество состоит в том, что он тесно связан с реальностью и может быть легко проиллюстрирован и даже верифицирован примерами, взятыми из частных областей науки. Вместе с тем такому исследованию явно недостает математической строгости и дедуктивной силы, и с точки зрения математики этот метод может казаться наивным и несистематическим. Тем не менее не следует преуменьшать достоинства такого эмпирико-интуитивного исследования.

Автор настоящей статьи сформулировал  ряд системных принципов как  в контексте биологической теории и без явных ссылок на общую теорию систем , так и в специальной общесистемной работе «Очерк общей теории систем» . Во второй работе мы стремились подчеркнуть желательность такой научной области и в сжатой, тезисной форме охарактеризовали ее, проиллюстрировав на простых примерах системный подход.

Впоследствии выяснилось, что этот, по сути дела, интуитивный  обзор теории систем оказался удивительно  законченным. Предложенные в нем  основные понятия и принципы, такие, как целостность, централизация, дифференциация, ведущая часть системы, закрытая и открытая системы, финальность, эквифинальность, рост во времени, относительный рост, конкуренция, стали использоваться для решения самых различных  проблем (например, для общего определения понятия системы , для анализа типов роста , проблем системотехники , социальной деятельности ). Во всех этих работах при некотором разнообразии в терминологии, вызванном спецификой рассматриваемых предметов или целью упрощенного изложения, не было, однако, добавлено ни одного принципа такого же значения, хотя это, конечно, и в высшей степени желательно. Еще более поразительным является то, что эти принципы используются также в работах ряда авторов, не имеющих непосредственного отношения к нашей работе и про которых, следовательно, нельзя сказать, что на них сказалось наше влияние. Чтение работ Ст. Бира и В. И. Кремянского , посвященных системным принципам, Д. Брэдли и М. Кальвина о сетях химических реакций, М. Хейра о росте организаций и т. д., показывает, что они также используют «принципы Берталанфи». 
(2) По пути построения дедуктивной теории систем пошел У. Росс Эшби. Данное им в неформальное суммарное изложение своих взглядов является удобным материалом для анализа. 
Эшби задает вопрос об определении «фундаментального понятия машины» и отвечает на него, считая «машиной» вообще нечто, что ведет себя «машиноподобно», то есть «внутреннее состояние машины и состояние окружающей среды однозначно определяют последующее состояние машины». Если переменные являются непрерывными, то это определение соответствует описанию динамической системы с помощью системы обыкновенных дифференциальных уравнений, где независимой переменной является время. Однако такое описание системы с помощью дифференциальных уравнений слишком ограниченно для теории, которая должна включать биологические системы и вычислительные машины, отличительной чертой которых является их прерывность. Поэтому необходимо ввести современное определение «машина со входом». Машина со входом определяется множеством S внутренних состояний, множеством I входов и отображением f произведения множеств I х S в S.

В этом случае «организация»  определяется путем спецификации состояний  машины S и ее условий I. Если S— произведение множеств, скажем, S = ПiTi, то каждая часть i определяется своим множеством состояний Ti, а «организация» между этими  частями определяется отображением f. Понятие самоорганизующейся системы, согласно Эшби, может иметь два  значения: (1) система в начале своей  работы имеет отделенные друг от друга  части, а затем эти части изменяются таким образом, что между ними устанавливаются некоторые связи (пример: клетки эмбриона сначала почти  не воздействуют друг на друга, а затем, с ростом дендритов и образованием синапсов, соединяются в нервную  систему, в которой поведение  каждой части в сильной степени  зависит от других частей). Таким  образом, первым значением понятия  «самоорганизующаяся система» является «изменение от неорганизованной системы  к организованной». (2) Второе значение этого понятия — «изменение от плохой организации к хорошей» (примеры: ребенок, организация мозга которого сначала заставляет его тянуться к огню, а затем при новой  организации избегать его; автопилот  и самолет, соединенные сначала  положительной обратной связью, усугубляющей ошибки, и затем освобождающиеся  от этого). В приведенных примерах организация сначала является несовершенной. Система оказывается «самоорганизующейся», если ее изменение происходит автоматически (например, изменение положительной  обратной связи на отрицательную). Однако «никакая машина не может быть самоорганизующейся в этом смысле». Ведь адаптация (например, гомеостата или самопрограммирующейся вычислительной машины) означает, что в исходном пункте мы имеем множество S состояний и что f изменяется в g, так что организация является переменной величиной, например функцией времени a(t), которая сначала принимает значение f, а позднее—значение g. Однако это изменение «не может быть приписано какой-либо причине в множестве S; поэтому такой причиной может быть только некоторый внешний агент, воздействующий на систему S как ее вход» . Другими словами, для того чтобы быть «самоорганизующейся», машина S должна быть соединена с другой машиной.

Это краткое описание метода Эшби дает возможность показать ограниченность такого подхода. Мы совершенно согласны с тем, что использование дифференциальных уравнений является не только громоздким, но в принципе и неадекватным способом для решения многих проблем организации. Автор прекрасно осознавал это, подчеркнув в целом ряде своих  работ, что система дифференциальных уравнений ни в коем случае не является наиболее общим методом описания систем и была выбрана только для  целей иллюстрации.