Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Кибернетика как общая теория управления 14
1.1. Понятие управления 14
1.2. Основные закономерности и особенности управления 20
1.3. Функциональный характер кибернетики 36
Глава 2. Синергетические аспекты управления 51
2.1. Самоорганизация и организация, их взаимосвязь 51
2.2. Факторы и механизм самоорганизации в системах управления 61
2.3. Обучение и самоорганизация в структуре управления 68
Глава 3. Объективные предпосылки и факторы самоорганизации и управления в развитии 76
3.1 Развитие, его системный характер 76
3.2 Человекоразмерные системы как самоорганизующиеся феномены и особенности управления ими 84
3.3 Устойчивое развитие: единство управления и самоорганизации 88
Заключение 101
Список использованной литературы 110
- Понятие управления
- Основные закономерности и особенности управления
- Самоорганизация и организация, их взаимосвязь
- Развитие, его системный характер
Введение к работе
Актуальность темы диссертационного исследования. В основе представления современного мира о своем развитии лежит идея прогресса, роста, движения от низшего к высшему, что хорошо укладывалось в представление о линейном характере исторического развития как траектории, идущей от примитивного к совершенному, к более организованному. Одно из последствий так понимаемого прогресса - насилие по отношению к природе. Человеческое общество, само сформировавшееся как подсистема биосферы, как ее обособившаяся часть, предприняло попытку занять место надсистемы по отношению к ней. Человечество предприняло попытку вмешательства в естественный ход событий в самоорганизующихся системах. Это привело к нарушению естественного течения процессов самоорганизации в биосфере и к глобальному общесистемному кризису. Остро встали вопросы выживания человеческой цивилизации и перехода к «устойчивому развитию», что напрямую связано с проблемой соотношения процессов управления и самоорганизации и основанных на них принципах и подходах. Именно поэтому в центре внимания современной науки находятся вопросы исследования самоорганизующихся систем.
Современный научный мир рассматривает объекты своего исследования как системы различного рода и сложности. Сложность подсистем биосферы и общества, ставших объектом исследования и тем более управления, значительно выше уровня сложности управляющих центров. Традиционные подходы к их исследованию доказали свою неэффективность. В свое время потребность в междисциплинарном подходе, основанном на принципах управления, привела к- возникновению кибернетики. Сегодня эта же потребность в новых принципах исследования сложных систем с позиций самоорганизации, приводит к формированию синергетического подхода. Именно проблема поиска более эффективных методологий, методов и средств исследования и практической деятельности определила разработку нового
междисциплинарного подхода, основанного на принципах самоорганизации. Все это и определило актуальность данного диссертационного исследования.
Направление исследования было обусловлено необходимостью использования в процесс изучения сложных систем двух основных подходов: кибернетического (опирающегося на принципы управления) и синергетического (основанного на принципах самоорганизации), потребностью оптимального сочетания средств и методов этих подходов, опоры на современную философию и методологию исследования сложных систем.
Ускорение развития всех сфер жизнедеятельности общества, непрерывный процесс их усложнения вместе с активным вмешательством в окружающую среду, требуют постоянного совершенствования уже имеющихся форм и методов, а также разработки принципиально новых подходов к исследованию сложных систем, к формированию философии и методологии управления и самоорганизации, адекватных современным задачам.
Совершенствование методов исследования сложных систем является большим и еще недостаточно изученным резервом увеличения эффективности управления ими во всех сферах деятельности. Особенно актуализируется эта проблема в условиях системного кризиса социума и необходимости перехода к устойчивому развитию. Возрастающая сложность задач управления требует более внимательного изучения объекта управления - сложных систем различных типов, поскольку качество управления во многом определяется глубиной исследованности объекта, а также самой возможностью управления им. Перед исследователем встает необходимость действовать в условиях, которые не в полной мере определены, когда отсутствует информация о возможных ограничениях и затруднена адекватная оценка потенциальных результатов. Проблема исследования сложных систем предстает как противоречивое единство онтологического и гносеологического, объективного и субъективного, логического и психологического. Все эти факты свидетельствуют о реальной диалектике процессов управления и самоорганизации сложных систем и требуют разработки философских и методологических оснований их анализа.
Исследование сложных систем в условиях неопределенности направлено
на методологическое обеспечение процесса управления, обеспечивающего
сохранение жизнеспособности и повышение эффективности их
функционирования в долгосрочной перспективе. Это требует изучения не
только законов функционирования системы (чем занимается кибернетика), но и
І исследования ее эволюции с целью выявления прогностических возможностей
в отношении дальнейшего ее развития. Исследованиями структурной эволюции и организации сложных систем занимается синергетика, результаты которой должны учитываться субъектом при разработке подходов к управлению такими системами. Поэтому и в этом аспекте представляется актуальной проблема объединения достоинств кибернетического и синергетического подходов в исследовании сложных систем и принятии решений в рамках общесистемной методологии.
Проблематика данного исследования непосредственно связана как с теорией управления и самоорганизации, так и с практикой управления и необходимостью управленческого обеспечения процессов самоорганизации. Она отражает объективный процесс возрастания роли управления и самоорганизации как одних из важнейших факторов, обеспечивающих решение проблем, стоящих перед человечеством в условиях его общесистемного кризиса и прогнозируемого перехода к устойчивому развитию.
Все выше перечисленное свидетельствует об актуальности проблематики диссертационного исследования, непосредственно связанной с теорией и практикой процессов управления и самоорганизации, с выявлением специфики кибернетического и синергетического подходов в исследовании сложных систем, с условиями их эффективного применения в ходе перехода к устойчивому развитию. Несмотря на имеющиеся результаты философско-методологического анализа кибернетического и синергетического подходов, в русле общесистемной методологии особое внимание обращается на необходимость дальнейшей разработки понятийного аппарата и практики исследования сложных систем. Именно в практическом применении принципов самоорганизации и оптимизации управления современный научный мир видит
путь выхода из тупиковой ситуации, вызванной недостаточностью традиционных подходов.
Степень разработанности проблемы. В становлении и развитии междисциплинарных подходов можно выделить несколько этапов:
Первый, 50 - 60-е годы, в котором научно-практическая деятельность основывалась на достижениях кибернетики.
Кибернетика, как наука - это синтез отдельных областей знания, определивший общность процессов управления в системах различной природы. Кибернетика внесла огромный вклад в развитие теории и практики управления, выразившийся, в том числе, и в возникновении понятия "самоорганизующейся" системы, как частного случая сложных систем.
Управлению было уделено большое внимание, прежде всего в работах по кибернетике, которая считается наиболее общей его теорией. Кибернетический подход освещается в работах Н. Винера, А.А. Ляпунова, К. Шеннона, фон Неймана, У.Р. Эшби, А.И. Берга, Ст. Бира, Б.В. Бирюкова, М.В. Глушкова, Ю.Л. Егорова, А.Н. Колмогорова и др1. В их работах была раскрыта сущность управления и показана его информационная природа.
Второй, 70 - 80-е годы, этап развития системного подхода. Системный подход - общенаучное методологическое направление, оно представлено работами зарубежных авторов Л. фон Берталанфи, Ст. Бира, О. Ланге, У.Р. Эшби2 и отечественных исследователей А.Н. Аверьянова, В.Г. Афанасьева, И.В. Блауберга, Л.Б. Баженова, Д.М. Гвишиани, Ю.Л. Егорова, В.П. Кузьмина, И.Б. Новика, Л.А. Петрушенко, B.C. Тюхтина, В.Н. Садовского, А.И. Уемова,
См.: Бир. Ст. Кибернетика и управление производством. -М., 1963; Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. / Пер. с англ. -М., 1983; Эшби У.Р. Введение в кибернетику. -М., 1959; Шеннон К. Э. Работы по теории информации и кибернетике. -М., 1963; Берг А.И. Кибернетика. Том I, -М., 1961; Абрамова Н.Т. Целостность и управление. -М., 1974; Бокарев В.А. Понятие управление и его роль в современном научном познании // Кибернетика и современное научное познание. -М., 1976; Егоров Ю.Л. Философия управления. -М., 2002 и др.
См.: Эшби У.Р. Принципы самоорганизации // Принципы самоорганизации. -М.: Мир, 1966; Бир. Ст. Кибернетика и управление производством. -М., 1963; Л. фон Берталанфи. Проблемы жизни. -М., 1952.
А. Д. Урсула, Э.Г. Юдина и др1. В рамках системного подхода, с использованием достижений кибернетики и других наук, были разработаны методологические, гносеологические и специально-научные средства исследования объектов как систем.
Системный подход основан на рассмотрении сложности и целостности как необходимых условий существования объекта, структуры и организации, функционирования и развития, элементов (подсистем) и связей между ними, а также между системой и средой. Он сделал объектом исследования системы различной природы и сложности, в этом его вклад в исследование, проектирование и управление сложными системами, в методологию их исследования и проектирования.
Третий, 80 - 90-е годы, этап не только научно-практического применения системного подхода, но и время возникновения синергетики - теории самоорганизации неравновесных диссипативных структур. В связи с этим актуализировались проблемы традиционной "кибернетической" теории самоорганизации. Синергетический подход неразрывно связан с системным, эта связь воплотилась в системно-синергетическом подходе также как, в свое время в системно-кибернетическом. Системно-кибернетическому подходу, основанному на принципах управления, признававшем самоорганизацию систем лишь как частность, пришел на смену системно-синергетический подход, основанный на принципах самоорганизации, неравновесности, нелинейности, возникновения "порядка из хаоса", выбора путей развития в условиях неопределенности и нестабильности.
Поскольку современные научные исследования проходят в условиях роста неопределенности, то проблема неопределенности выдвигается на передний
1 См.: Афанасьев В.Г. Системность и общество. -М., 1980; Блауберг И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Философский принцип системности и системный подход. // Вопросы философии. - 1978, № 8; Гвишиани Д.М. Наука и глобальные проблемы современности. // Материалы III Всесоюзного совещания по философским вопросам современного естествознания. Вып. 3. -М., 1981; Новик И.Б. О моделировании сложных систем. -М., 1965; Тюхтин B.C. Отражение, системы, кибернетика. Теория отражения в свете кибернетики и системного подхода. -М., 1972; Уемов А.И Системные аспекты философского знания. -Одесса, 2000; Урсул А.Д. Проблема информации в современной науке. Философские очерки. - М., 1975.
план. Исследованием феномена неопределенности занимались К. Шенон, Л. Бриллюэн, B.C. Готт, А.Д. Урсул, A.M. Жаров, А.С. Кравец, Т.Г. Лешкевич и
др1.
Проблематика неопределенности в контексте проблем управления и самоорганизации сложных систем актуализирует синергетический подход. Синергетика, занимающаяся изучением процессом самоорганизации, является существенным резервом повышения эффективности управления системами различной сложности в долгосрочной перспективе. В этой связи отметим работы В.И. Аршинова, Е.Н. Князевой, СП. Курдюмова, Г.Г. Малинецкого, И.Р. Пригожина, И. Стенгерс, Г. Хакена, К.Х. Делокарова и др . Однако исследование процессов самоорганизации осуществляющееся либо в абстрактной теоретико-методологической форме, либо применительно к системам биологической, физико-химической и социальной природы, но оно должно иметь более широкую предметную область и включать в себя проблематику управления.
Задачей синергетики является выявление общих закономерностей возникновения структур и самоорганизации систем. Объектом ее исследования являются специфические механизмы возникновения коллективных эффектов, приводящих к самоорганизации системы.
1 См.: Бриллюэн Л. Наука и теория. информации -М., 1960; Готт B.C., Урсул А.Д.
Определенность и неопределенность как категории научного познания. -М., 1971; Лешкевич
Т.Г. Неопределенность в мире и мир неопределенности (философские размышления о
порядке и хаосе). -Ростов н.д., 1994.
2 См.: Пригожий И. Конец определенности: Время, хаос и новые законы природы. - Ижевск,
1999; Пригожий И. От существующего к возникающему: Время и сложность в физических
науках. -М., 2002; Хакен Г. Синергетика. -М, 1980; Хакен Г. Синергетика. Иерархии
неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. -М., 1985; Делокаров К.Х.
Рационализм и социосинергетика // Общественные науки и современность. -М., 1997;
Курдюмов СП., Князева Е.Н. У истоков синергетического видения мира // Самоорганизация
в науке: опыт философского осмысления. -М., 1991; Князева Е.Н., Курдюмов СП. Путь
самоорганизации природы: детерминация из будущего. // Информация и самоорганизация -
М., 1996; Князева Е.Н., Курдюмов СП. Синергетика как новое мировидение: диалог с И.
Пригожиным // Вопросы философии, № 12, 1992; Князева Е.Н. Одиссея научного разума.
Синергетическое видение научного прогресса. -М., 1995; Князева Е.Н. Случайность, которая
творит мир (новые представления о самоорганизации в природе и обществе) // В поисках
нового мировидения: И.Пригожий, Е. и Н.Рерихи. -М., 1991. Знание. Серия: Философия и
жизнь №7.
Многие идеи кибернетики продолжают оставаться в центре внимания современного научного мира. В первую очередь это относится к представлениям об общих закономерностях самоорганизации открытых систем, впервые выделенных кибернетикой, но ставших предметом новой области междисциплинарных исследований - синергетики. Так, в 1958 году, называя в качестве одного из перспективных направлений развития кибернетики создание теории самоорганизующихся систем, Винер подчеркивал, что «реакция нелинейных систем на случайные входы дает нам ключ к способности физиологических процессов организовываться в определенную синергическую деятельность».
Таким образом, очевидно то, что имеется богатый теоретический и фактический материал философского, общенаучного и специального характера, а также разработанный категориальный аппарат для дальнейшего исследования содержательной и методологических сторон кибернетического и синергетического подходов, как взятых по отдельности, так и в их диалектическом единстве.
Проблема исследования сложных систем - это междисциплинарная проблема и она должна изучаться многими научными направлениями.
Цель диссертационной работы. Целью исследования в данной работе является выявление диалектики и возможностей кибернетического и синергетического подходов как методов изучения сложных систем как в их относительной самостоятельности, так и в единстве.
В соответствии с целью диссертации поставлена серия задач: показать, что идеи и принципы кибернетического подхода не утратили свою методологическую и практическую значимость в решении теоретических и практических проблем изучения сложных систем и управления ими;
обосновать положение, что принципы самоорганизации оказывают глубокое воздействие на теорию и практику управления;
Винер Н. Мое отношение к кибернетике: Ее прошлое и будущее. —М., 1969. С. 48.
исследовать взаимосвязь управления и самоорганизации в условиях бифуркаций;
обосновать необходимость синтеза кибернетического и синергетического
подходов как методологии в исследовании сложных систем при переходе к
устойчивому развитию; W
раскрыть диалектику кибернетического и синергетического подходов в
исследовании сложных систем, обосновать их известную "дополнительность";
исследовать соотношение управления, информации, обратной связи, системности, целостности, сложности, нелинейности и способности к самоорганизации как основных характеристик сложных систем;
рассмотреть основные направления исследования проблем самоорганизации и управления сложных систем.
Теоретико-методологические основы исследования. Диссертационное исследование осуществлялось на основе диалектического подхода к познанию действительности, а также широкого использования системной методологии, анализа и синтеза, дифференциации и интеграции, как в их специфичности, так и в единстве этих методов. В диссертации широко использованы выводы и оценки, содержащиеся в работах классиков философии и науки, исследующих проблемы управления и самоорганизации. Использование идей и принципов наиболее общей теории управления - кибернетики и теории самоорганизации -теории кооперативных эффектов - синергетики, требовало также функционального и структурного подходов к самоорганизации и управлению как основных принципов изучения сложных систем. Междисциплинарный характер анализируемой проблематики обусловил обращение диссертанта к результатам исследований по общей теории систем, теории организации, теории хаоса, а также к специально-научному и гуманитарному знанию.
Методологической основой изучения диалектики кибернетического и синергетического подходов послужил комплексный подход к определению основных особенностей данных направлений исследования.
Системность исследования проявляется в том, что различия кибернетического и синергетического подходов рассмотрены не сами по себе, а во взаимосвязи со спецификой их предназначения, методами и конкретными условиями их применения. Комплексный подход к исследованию единства и различия кибернетического и синергетического подходов позволил выделить и проанализировать всю совокупность факторов, определяющих их эффективность.
Основные результаты диссертационного исследования и их научная новизна.
Научная новизна исследования заключается в том, что на основании проведенного анализа получены следующие результаты:
показано, что идеи и принципы кибернетического подхода сохраняют свою значимость несмотря на то, что этот подход уступил лидирующее положение другим научным направлениям и, в первую очередь, синергетике;
обосновано положение, что принципы самоорганизации оказывают глубокое воздействие на теорию и практику управления;
обоснован вывод о том, что управление оказывается фактором самоорганизации, особенно в условиях бифуркаций;
обосновано положение о том, что процесс исследования сложных систем требует синтетического использования достоинств и возможностей кибернетического и синергетического подходов;
показано, что кибернетический и синергетический подход в изучении сложных систем могут находиться в отношении "дополнительности". Их единство обусловлено общностью объекта исследования как целостной, сложной системы, способной к самоорганизации, а различия связаны с различиями принципов управления и принципов самоорганизации;
обоснован вывод о том, что процессы самоорганизации (особенно применительно к социальным системам) требуют управленческого обеспечения, а управление с необходимостью включает в себя и самоуправление;
в результате анализа феноменов управления и самоорганизации, их базовых характеристик, скорректированы и углублены представления о природе самоорганизации и управления, их соотношении в точках бифуркации и при переходе к устойчивому развитию в условиях неопределенности быстро меняющейся среды.
Практическая и теоретическая значимость исследования.
Проведенный в нем анализ системы принципов и категорий способствует повышению предметности, содержательности и эффективности исследований сложных систем как на философском, так и на общенаучном уровнях. Диссертант углубляет понимание различных подходов и позиций в трактовке основных принципов и категорий в исследовании сложных систем.
Практическая значимость работы состоит в том, что основные ее методологические положения и теоретические выводы могут быть использованы при чтении базовых учебных курсов по философии и спецкурсов по философии и методологии современного научного познания, курсов по исследованию систем управления, менеджмента, при разработке методик изучения организации.
Апробация результатов исследования. Диссертация обсуждалась на кафедре философии Московского Государственного Института Электронной Техники - Технического Университета, получила положительное заключение и была рекомендована к защите. По материалам диссертационного исследования автор выступал на 15 конгрессах, конференциях и симпозиумах, в частности: на XVI-й ежегодной научно-практической конференции кафедры философии РАН «Современная философия науки: состояние и перспективы развития» (Москва, ИФ РАН, 2003 г.), Международной конференции философского факультета МГУ им. М.В. Ломоносова «Человек - Культура - Общество. Актуальные проблемы философских, политологических и религиоведческих исследований» (Москва, МГУ, 2002 г.), Межгосударственной научно-практической конференции «Ноосферное образование в России» (Иваново, Международная академия ноосферы (устойчивого развития), 2001 г), Всероссийской научно-
практической конференции «Регион: контуры безопасности и развития» (Саранск, МГПИ, 2001г.), III Международном симпозиуме «Открытое общество и устойчивое развитие: местные проблемы и решения» (Москва, МИДА, 2001 г.) и др. Кроме того, основное содержание работы отражено в 18 публикациях автора.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав: в каждой из которых по три параграфа. В заключении диссертации представлены основные итоги работы, указано ее теоретическое и практическое значение. Приведен список используемой литературы - 203 наименования.
Понятие управления
В 40-х годах 20-го века возникла новая наука кибернетика, которая применила точный научный анализ к решению проблемы целесообразной разработки и использования современных методов и средств для повышения эффективности управленческих решений и качества управления в целом.
С.Л.Соболев и А.А.Ляпунов, в первом приближении, определили кибернетику как науку об управлении. Самым существенным в процессе управления являются потоки информации, используемой для нужд управления; поэтому во втором приближении кибернетика может быть определена как наука о хранении, передаче и переработке информации.1
Другие определения кибернетики отличаются от этого преимущественным выделением той или другой стороны. А.И.Берг определяет её так: "Кибернетика - это наука об управлении сложными динамическими системами". На первый план в кибернетике А.И.Берг ставит вопросы об оптимальном управлении, поскольку именно они имеют наибольшее практическое значение.
Но, несмотря на все различия между определениями кибернетики, в них есть некоторый общий момент. Им является признание того, что кибернетика изучает процессы управления, что именно управление в первую очередь есть предмет кибернетики.
Как отмечает академик Трапезников, для процесса управления необходимы следующие три элемента: выбор желательного хода процесса и составление программы; контроль над ходом процесса; воздействие на систему, обеспечивающее её поведение в желательном направлении.1
В общем случае управление можно рассматривать как особую форму «уравновешивания» объекта со средой, позволяющую ему сохранять свою качественную специфику и, прежде всего - характерные для него способы функционирования. Такое сохранение качества можно обеспечить тремя возможными способами: 1) через определённый "запас прочности", т.е. естественную или искусственную защиту от возмущающих внешних воздействий; 2) посредством осуществляемого извне управление системой; 3) через обратную связь со средой, т.е. через активное воздействие системы на свои собственные внутренние элементы и на внешнюю среду, т.е. самоуправление. В сущности, второй способ сохранения качественной специфики системы есть частный случай третьего, ибо в данном случае рассматриваемая система становится составной частью некоторой более общей системы, способной к самоуправлению. Предметом кибернетики и являются системы управления с обратной связью. Для осуществления процесса управления в системе необходимо наличие: управляемой системы; органа управления; системы связей между ними. Сам процесс управления возможен только потому, что имеет место обмен информацией между управляющими устройством и объектом управления.
Большинство авторов признаёт, что управление и информационные процессы тесно связаны с общим свойством отражения материи. Например, В.С.Украинцев пишет: "Так как управление является процессом совершенствования и приспособления сложных систем к изменяющимся внешним условиям, то само управление по сути дела, тоже является формой активного отражения». Предметом кибернетики не является какая-то специфическая форма движения материи. Кибернетика исследует определенную сторону в самых различных областях действительности, сторону, связанную с актами управления и с процессами информационного характера.
Кибернетика отличается от конкретных наук тем, что в ней внимание концентрируется на вопросах организации, структуры, информации и управления. Существует также взгляд, усиливающий звучание качественной, принципиальной стороны кибернетики. Его выразил Аптер: «... для нее (кибернетики - Л.Е.) наука состоит скорее в поисках объяснений, чем описаний, и она полагает, что описания сами по себе не приведут к объяснениям без специальных умозрительных усилий».1
Объекты, с которыми имеет дело кибернетика, - это сложные динамические системы. Поэтому и кибернетику рассматривают как науку об оптимальном управлении сложными динамическими системами.2
Развитие кибернетики, ее междисциплинарный характер привели к тому, что понятие управления вышло за ее рамки и превратилось в общенаучное. При этом изучение понятия управления затруднено следующими обстоятельствами: трудностью отделения управления от движения и взаимодействия объектов, их инерционности, устойчивости и т.п., т.е. выявления «нижней границы» управления; многообразием форм управления; связью управления в высших своих формах и проявлениях с человеческой деятельностью, осознанным целеполаганием, а потому и приданием управлению сугубо антропоморфного характера.
Понятие управления можно определить лишь посредством философских и общенаучных категорий и понятий, таких как система, цель, структура, функция, информация и т.п. Для этого необходим выход за пределы кибернетики в более общую и универсальную категориальную систему, которой и оказывается философия. В свою очередь, «в лице феномена управления диалектика получает важные методологические принципы исследования самоуправляющихся систем, процессов их самоорганизации».1
Понятие управления, как общенаучная категория оказывается важным методологическим средством изучения системных объектов. «Современные методы исследования сложных динамических систем в своих основах содержат фактор управления, который выступает как принцип исследования».
Кибернетика распространила идеи управления и организации на качественно различные типы систем, включающих в себя управление.
Процесс управления связан с передачей и обработкой информации, которая сама должна быть определенным образом организованна. Организация должна учитывать меру упорядоченности структуры, необратимость процессов ее изменения. Само управление системно по своей сути, целесообразно, оказывается средством повышения упорядоченности, организованности системы. В результате системно-кибернетический подход исходит из необходимости рассмотрения основных характеристик сложнодинамических систем - информации, организации и управления в их органическом единстве.
Ограниченность системно-кибернетического подхода состоит в следующем: в нем доминирует количественный подход в рассмотрении информационных процессов; упор на принцип оптимальности, который реализуется в полной мере лишь в полностью формализуемых задачах; ориентация на формальную сторону управления; учет при моделировании систем управления лишь логической компоненты, которая поддается формализации и алгоритмизации; зачастую переупрощение реальных проблем, что ведет к потере их качественной определенности.
Основные закономерности и особенности управления
Н.Н. Моисеев пишет, что управление возможно только тогда, «когда есть определенная свобода выбора и выбор производится исходя из стремления достичь определенную цель», а «само понятие управления имеет смысл тогда, когда существует цель». «Цель» отображает объективные функциональные явления, присущие всем самоуправляемым системам вне зависимости от того, осознанно или неосознанно они функционируют. Понятие цели и связанные с ним категории выражают объективные связи и процессы, направленные на достижение определенного конечного эффекта.
Понятие цели взаимосвязано с рядом других понятий. Так, взаимосвязь понятий потребности и цели типична для всех живых систем как систем самоуправляемых. Под потребностью такой системы понимают факторы, способствующие ее выживанию, активному поведению и развитию. В число этих факторов входит в первую очередь сам процесс функционирования такой системы, который является ее основной потребностью. Понятие «потребность самоуправляемой системы» выражает связь настоящего состояния системы с ее будущим состоянием.
Цель есть определенное выражение потребности системы в процессе ее самоуправления. Поэтому конечный полезный эффект в сущности является внутренней материальной целью процесса самоуправления, цель её - некая предопределенность, преддетерминированность. «Настоящее состояние системы определяется не только ее прошлым, ее историей, но и строится, формируется будущим, в соответствии с грядущим порядком».1
Различают два основных этапа развертывания цели: 1) целеполагание, являющееся внутренней информационной причиной изменения поведения системы; 2) целеосуществление, когда цель переходит в фактическое поведение системы. Само управление можно рассматривать как процесс перехода от целеполагания к целеосуществлению. По мере своего осуществления цель все больше теряет свой вероятностный характер. Цель играет в управлении настолько важную роль, что кладется в основу одного из его эффективных методов - управления по целям. Этот метод позволяет объединить все функции управления: планирование, организацию, мотивацию и контроль.2
Эффективность метода управления по целям определяется значимостью самих целей. Любой тип управления это процесс формирования целесообразного (эффективного) поведения (функционирования) системы.
Однако во всем процессе целеполагания существует фундаментальная проблема, не решаемая кибернетикой, - проблема образования целей управления. Здесь преобладают действия по аналогии с опорой на прошлый опыт. Поскольку правила и приемы формулировки целей отсутствуют, постольку процесс этот принципиально не формализуемый.
Но кибернетика в единстве с синергетикой формируют такую картину мира, в которую включаются «представление о смысле», «одухотворенности» природы, ее родстве с теми категориями целесообразности, свободы и т.д., которые мы традиционно считали отличительными «свойствами духа» и в этом смысле противопоставляли материи, природе».1
Управление как информационный процесс. Целенаправленное поведение предполагает, во-первых, определенное воздействие между объектами и, во-вторых, существование минимум двух объектов или подсистем. Управление представляет собой или воздействие одного из объектов (подсистем) на другой, или их взаимодействие, в результате чего поведение одного из объектов (подсистем) становится целенаправленным. Управляющий объект оказывает такое воздействие на управляемый, при котором последнему необходимо изменить свое поведение, чтобы достичь определенного состояния (цели). Воздействие управляющего объекта на управляемый выражается в том, что последний получает сведения о поведении или состоянии первого (информацию). Поэтому воздействие управляющего объекта на управляемый и ответная реакция последнего на это воздействие (в виде обратной связи) носят информационный характер.
Информация - это общая характеристика всякого управления. А.Н. Колмогоров определял кибернетику как науку, которая занимается изучением систем любой природы, способных воспринимать, хранить и перерабатывать информацию и использовать ее для управления и регулирования.
Процесс управления представляет собой движение информации между объектами, результатом чего и является целенаправленное действие и целенаправленное поведение одного из них. Это позволяет рассматривать управление как информационный процесс, как последовательное движение управляемого объекта при целенаправленном воздействии на него. Это процесс, при котором посредством обратной связи управляемый объект оказывает обратное воздействие на управляющий объект, в результате чего и формируется замкнутый контур управления.
Преобразование информации обратной связи в информацию управляющих решений и составляет содержание процесса управления. Понятие информации многозначно. Под информацией понимают: - обозначение содержания, полученного из внешнего мира (Н. Винер); - коммуникацию, связь, в процессе которой устраняется неопределенность (К. Шеннон); - передачу разнообразия (У.Р. Эшби); - отрицание энтропии, негэнтропию (Л. Бриллюэн); - оригинальность, меру сложности (А.Моль); - сведения, данные, знания.
Каждое из определений отражает определенный аспект информации, при этом все разнообразие взглядов на природу и сущность информации укладываются в две основные концепции: 1) атрибутивную и 2) функциональную.
1. Атрибутивная концепция трактует информацию как отражение разнообразия в любых системах, как неотъемлемое свойство материи, ее атрибут, ставя ее в один ряд с материей и энергией. Информация здесь понимается как мера неоднородности расцределения материи и энергии в пространстве и времени. Будучи характеристикой любых систем, информация оказывается фундаментальным свойством материи, характеризует все происходящие в мире процессы. Поэтому делается вывод о том, что в силу своей всеобщности, понятие информации уже приобрело смысл философской категории.1
2. Функциональная концепция рассматривает информацию как необходимое условие существования и важнейший элемент системы управления.
Самоорганизация и организация, их взаимосвязь
В первой половине 20 века особый статус приобрели понятия, характеризующие различные типы системной организации объектов, принципы их взаимодействия, функционирования и развития. Эти понятия разрабатывались с использованием методов и средств кибернетики и теории систем. На сегодняшний день на передний план все более выдвигаются междисциплинарные формы исследовательской деятельности. Междисциплинарные исследования, как правило, направлены на объекты, характеризующиеся открытостью и саморазвитием, эволюцией и самоорганизацией.
Г.Хакен показал универсальность кооперативных эффектов в процессе самоорганизации: «Мы называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-то пространственную, временную или функциональную структуру. Под специфическим внешним воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизующихся систем испытывается извне неспецифическое воздействие».
Открытость, нелинейность, диссипативность - основные свойства самоорганизующихся систем. Процессы, происходящие в нелинейных системах, часто имеют пороговый характер. При изменении внешних условий поведение системы изменяется скачкообразно. В состояниях, далеких от равновесия, очень слабые возмущения могут усиливаться до способствующих качественному изменению структуры.
Нелинейные системы, являясь неравновесными и открытыми, сами создают неоднородности в среде, иногда могут даже создаваться отношения положительной обратной связи между системой и средой. Положительная обратная связь означает, что система влияет на свою среду таким образом, что в среде вырабатываются некоторые условия, которые обратно воздействуют на изменения в самой системе.
Открытые неравновесные системы, взаимодействующие с внешней средой, могут приобретать особое динамическое состояние - диссипативность.
Диссипативность - это своеобразное макроскопическое проявление процессов, протекающих на микроуровне. Неравновесное протекание множества микропроцессов приобретает некоторую интегративную результирующую на макроуровне, которая качественно отличается от того, что происходит с каждым отдельным ее элементом. Благодаря диссипативности в неравновесных системах могут спонтанно возникать новые типы структур, может совершаться переход от хаоса к порядку.
Самоорганизующиеся системы - это сложные открытые системы, которые характеризуются огромным числом степеней свободы, но не все степени свободы системы одинаково важны для ее функционирования. С течением времени в системе выделяется небольшое количество определяющих степеней свободы. Такие основные степени свободы системы получили название параметров порядка.!
Вблизи точек бифуркации в системах наблюдаются значительные флуктуации, роль случайных факторов возрастает. В переломный момент самоорганизации принципиально неизвестно, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие. В таком состоянии небольшая флуктуация может послужить началом организации системы в некотором направлении.2
Основа синергетики - возможность спонтанной самоорганизации, возникновения новых или усложнения внутренних структур по общим законам бытия материальных систем любой природы. Главное условие самоорганизации это значительная удаленность системы от равновесия, внутреннего или с окружающей средой; открытый характер системы; взаимодействие между частями системы; нелинейность.
Нелинейность присуща только открытым системам. Все реальные системы открыты и нелинейны. Открытая система осуществляет обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой. "Еще одним свойством открытых систем является возможность управления всеми ресурсами системы из любой ее точки".1
Способность элементов неравновесной системы при отсутствии внешнего воздействия с течением времени приходить к упорядочению своей внутренней структуры называется самоорганизацией. Для возникновения и поддержания самоорганизации необходимо выполнение определенных условий: "сильно неравновесные связи являются условием самоорганизации"; наличие достаточно большого числа взаимодействующих элементов; поведение взаимодействующих элементов должно быть кооперативным и когерентным; в неравновесных условиях может происходить увеличение степени упорядоченности системы, то есть уменьшение энтропии. Вдали от равновесия возможна потеря устойчивости. При этом свойства системы могут изменяться скачкообразно. Возможен переход в более упорядоченное, качественно иное состояние с образованием структур (самоорганизация материи в ходе фазового перехода в неравновесных условиях). Г.Хакен обратил внимание на связь между образованием структур и фазовыми переходами. Он предложил отнести явление самоорганизации материи к неравновесным фазовым переходам. При изучении нелинейных процессов используются понятия, отражающие специфику состояний эволюции открытых, нелинейных самоорганизующихся систем. Это проявляющееся во всех нелинейных системах состояние бифуркации, характеризующее состояние системы, находящейся перед выбором возможных путей развития. "Организация системы обладает пороговыми состояниями, переход через которые ведет к резкому качественному изменению протекающих в ней процессов; к изменению самой организации". Точка, характеризующая пороговое значение, это точка бифуркации. В данной точке система находится в неравновесном состоянии, из которого ее могут вывести малейшие флуктуации. "В точках бифуркации, то есть критических пороговых точках, поведение системы становится неустойчивым и может эволюционировать к нескольким альтернативам". В теории дифференциальных уравнений под аттрактором понимались состояния, к которым с течением времени притягивались другие движения (притягивающее множество). Особый тип аттрактора это странный аттрактор Лоренца. "Это целые области фазового пространства, целиком заполненные траекториями системы, притягивающие к себе другие траектории системы. И при этом две сколь угодно близкие в начальной момент траектории будут затем внутри странного аттрактора вести себя совершенно по-разному.
Развитие, его системный характер
Парадигма глобального эволюционизма породила новые представления о закономерностях протекающих в Природе процессов, об их динамике, которые, в свою очередь, стали основой современной естественнонаучной концепции развития, его системного характера.
Любая система однозначно определяется ее структурой и функциями ее элементов. Функциональные взаимодействия заключаются в том, что вещество, энергия, информация, которые представляют собой выходные потоки одних элементов, воздействуют на входы других элементов. Это внешние взаимодействия систем, не затрагивающие их внутреннюю структуру.
Структурное взаимодействие систем осуществляется через элементы, которые входят одновременно во все взаимодействующие системы. В процессе функционирования одной системы изменяются состояния и функции ее элементов, в том "числе, входящих в общую область, что приводит к изменению функционирования других систем. Если две одноранговые системы обладают объединяющими их свойствами, то соединяясь они формируют систему более высокого порядка. С высокоранговой системой могут сливаться и системы более низких рангов, но упорядоченность всей целостности при этом не меняется. Упорядоченность целостностей низших рангов, переходя через хаос, трансформируется в соответствии с высокоранговым порядком. Образовавшиеся системы характеризуются устойчивостью развития, способностью к самовоспроизведению. Если при этом в системе возникают какие-либо новые качества, то система, сохраняя подобие по форме и содержанию, начинает эволюционировать.
Целостная система - это объединение элементов, обладающих способностью вступать в устойчивое взаимодействие друг с другом, при котором и образуются новые структуры, характеризующиеся стремлением к самосохранению. Система, приобретающая свойства самосохранения, становится устойчивой и развивающейся.
Развитие системы - это ее способность изменять свои свойства при изменении свойств составляющих ее элементов или при появлении в системе новых элементов, вследствие изменения упорядоченных внешних воздействий; способность сохранять инвариант структуры функциональных отношений и быть устойчивой.
Неупорядоченный поток, со случайным колебанием расходов вещества, энергии и информации, не может привести к образованию системной целостности, так как в этом случае невозможно формирование структуры функциональных отношений элементов и система находится в рассогласовании со средой.
Любая система представляет собой упорядоченную, структурно организованную совокупность элементов, и поэтому выделяемые ею в среду вещества, энергия и информация тоже являются упорядоченными, поэтому среда формируется как целостная упорядоченная система. Однако суммирование упорядоченных потоков вещества, энергии и информации при определенных условиях может оказывать разрушающее действие на целостность системы.
Среда, как и система, тоже обладает свойствами одновременно выступать и в качестве ресурса, и в качестве потребителя веществ, энергии и информации. Причем каждая из систем потребляет и отдает вещество и энергию в форме, которая необходима собственно для нее и которую требует взаимодействующая с ней система.
Любая целостная система имеет цикл развития, охватывающий период времени от ее зарождения до разрушения. Устойчивость совокупности одновидовых систем обусловливается тем, что каждая из них обладает свойством самовоспроизведения. Если новая система ничем не отличается от старой, то эволюция не имеет места, поскольку в совокупности систем составляющие их элементы не приобретают каких-либо новых свойств.
С появлением в системе новых свойств элементов цикл развития системы становится асимметричным: одна часть цикла представлена элементами со старыми свойствами, а другая - с новыми и старыми, но система становится более совершенной. Асимметрия цикла характеризует интенсивное эволюционное развитие, сочетающееся с экстенсивным.
Цикл развития целостной системы, при изменении масштаба его рассмотрения, остается подобным начальному. Если высокоранговая система меняет свои выходные характеристики некоторым образом, то и все составляющие данную целостность системы более низких рангов меняют свои выходные характеристики таким же образом.
Следствием данного свойства является выполнение требования согласованности действий систем, составляющих целостность более высокого ранга. Высокоранговая целостность разрушится, если составляющие ее подсистемы не подобны, каждая такая подсистема переходит в самостоятельный ранг.1
Мир нелинейных самоорганизующихся систем сложнее мира линейных систем. Синергетика открывает многообразие путей развития, раскрывает условия устойчивого развития сложных структур и др.
Мир - это система, включающая все существующие системы в качестве своих подсистем. Любая совокупность элементов некоторой системы может рассматриваться как ее подсистема, а любая совокупность элементов окружения, которое связано с данной системой, как ее надсистема.
Все существующее вне системы и представляющее совокупность того, что может влиять на данную систему или испытывать на себе ее влияние, является ее метасистемой. Наличие структурных взаимодействий систем приводит к тому, что система и метасистема имеют общие области, пересечения, что делает структурный анализ ряда систем сложным, т.е. все законы природы - это законы системных взаимодействий.1
В пространстве состояний системы можно выделить области устойчивости, в которых устойчивость системы по избранному показателю не ниже некоторой пороговой величины. Цель функционирования системы может быть выражена через показатели устойчивости, а управление поведением такой системы сводится к обеспечению нахождения системы в некоторой области устойчивости.
Сложные самоорганизующиеся системы обладают свойством адаптивности, т.е. способности системы при изменении внутренних и внешних условий так менять свою структуру и функции, чтобы эффективность системы не убывала.
Показатели динамичности определяют способность системы к саморазвитию, усложнению с целью повышения устойчивости. Они характеризуются временем перехода от одного состояния до другого, интенсивностью процессов и затратами ресурсов.
