Системное мышление 2024. Том 2

Не всё системы, что ими называют

Все самые разные определения системы сходятся на том, что , т.е. при взаимодействии части системы как целое проявляют новые (появившиеся, emergent) свойства, которых нет у частей системы. Грубо говоря, шестерёнки и пружинки в механических настенных часах имеют одни свойства (например, шестерёнки – точность изготовления, и износостойкость, пружинки – упругость), а вот сами эти часы как целое из частей-шестерёнок-и-пружинок – совершенно другие свойства (например, точность хода, габариты), а вот интерьер дома, как целое из часов, стен, мебели, домашней утвари и украшений – третьи (например, удобство прохода, освещение). Эмерджентность – это как раз то, что «точность хода» emerge при переходе внимания от частей часов к целым часам, а удобство прохода emerge при переходе внимания от часов к интерьеру в целом. Это важно для разделения труда: точностью изготовления шестерёнок обычно занимаются одни люди (пишём «люди» для простоты, правильно было бы писать «агенты») с высокой степенью мастерства в методе точного изготовления металлических деталей, точностью хода – совершенно другие люди, инженеры-часовщики, а вот удобством прохода в каком-то интерьере – третьи, художники интерьеров. система как целое состоит из взаимодействующих частей, которые в своём взаимодействии дают эмерджентность/системный эффект

Нюансы могут различаться, но вот сборка из частей (мы тут говорим не о делении на части, а о сборке, отношение composition), взаимодействие собираемых частей и вытекающая из этого эмерджентность/системный эффект присутствует во всех школах системного мышления. В разных школах системного мышлении есть две традиции трактовки отношений части и целого: инженерная, где части могут быть только физическими объектами, и общефилософская, где части могут быть любой природы – и физическими, и ментальными объектами.

Наша трактовка в курсе – инженерная, материальная/физическая, где речь идёт о частях системы как физических объектах в пространстве-времени. Мы тут более-менее придерживаемся положений инженерного онтологического стандарта ISO 15926—2:2003. Часть может быть и ролевым объектом, но только в тот момент, когда роль этого объекта-части играет какой-то конструктивный объект или даже группа конструктивов. Частью может быть место в пространстве – но в физическом пространстве, а не «ментальном»/математическом.

Мы не рекомендуем считать частями системы процессы::поведение, но у самих частей системы и у системы в целом обязательно есть поведение: изменение состояния частей и системы в целом в ходе взаимодействия частей. Поведение шестерёнок в часах – они вращаются и передают движение, поведение пружинок – они сжимаются и распрямляются, запасая и отдавая энергию, поведение часов – они «идут» и показывают время, поведение интерьера – он проявляет удобство для нахождения в нём антропоморфных агентов (людей и роботов) и хорошо освещён как в светлое, так и в тёмное время суток. Эти изменения состояния (сборка системы из частей в ходе создания, какие-то изменения частей в ходе использования) и есть «поведение», так что мы всегда привязываем рассмотрение процессов к физическому миру: процессы представлены участвующими в этих изменениях состояний частями. Если хочется показать процесс «падение яблока», то нужно представить его как яблоко, участок Земли под яблоком и изменение состояния яблока (его относительную скорость относительно участка Земли и расстояние между яблоком и Землёй при вертикальном падении). Всё материально.

В материальном/физическом варианте для абстрактных/идеальных/математических объектов (классов, типов, множеств и т.д.) частей нет, ибо эти части не физичны: для них не существует объёма в физическом мире, который они занимают, поэтому непонятно, что там из чего состоит. Например, нельзя проконтролировать, что все «математические молекулы» как части входят в число «математической клетки» или «математического организма», ибо нельзя трактовать часть как часть объема пространства-времени, занимаемого целым.

Мы отрицаем системное мышление с использованием понятия «часть» для нефизических/математических/ментальных объектов (например, описаний: разговор о частях картин, частях текстов), ибо будет полностью непонятным, что такое дающее системный эффект «взаимодействие» для частей как нефизических объектов. Чаще всего тут можно услышать о каком-то алгоритме, который производит вычисления, задействующие одновременно несколько нефизических объектов – но сами-то эти объекты не взаимодействуют, разговор перемещается на вычислитель с его алгоритмом и методы его работы! Это конструктивизм в математике, переход на операции создания объектов вместо обсуждения отношений объектов. Мы в нашей версии системного мышления следуем пока не этому ходу на конструктивную математику, но инженерной традиции исключать математические объекты из рассмотрения в качестве полноценных систем.

Тут надо оговориться, что всё-таки идут исследования ровно по этой линии конструктивизма в математике: если включить в рассмотрение не сами ментальные объекты, а компьютеры или их обобщение – создателей/constructors, работающие с описаниями по каким-то алгоритмам, а сами описания выражать как операции по построению этих описаний (конструктивизм в математике), то как-то ещё можно подходить к системному мышлению для ментальных/математических объектах. Но это самый-самый фронтир, в инженерных и менеджерских методах работы для такого подхода пока применений нет, а мы чуть подробней об этом расскажем дальше в курсе и дадим литературу – для самых любознательных. Пока же оставим: системы всегда физичны, всегда материальны.

Эта «физическая» (но и ролевая, и конструктивная, и пространственная, и т. д. – все они базируются в конечном итоге на физичности системы и её частей) трактовка деления системы на части и есть наш вариант системного подхода. Выбор именно этой трактовки делается в силу критерия адекватности мышления: наше мышление о системах всегда согласовано с физическим миром.

Наши проекты по созданию и развитию систем всегда как-то изменяют физический мир, они не фантазийны. Рассуждения о системах тем самым заземлены/grounded, то есть все абстракции в конечном итоге имеют основания в ситуациях в физическом мире, это не чистые «игры разума», физически невозможные ситуации отслеживаются и убираются из рассуждений. Если в физическом мире ничего не происходит в результате наших проектов, то мы такими проектами не занимаемся: наша мысль всегда опирается в конечном итоге на физический мир.

Во многих других трактовках системного подхода (например, в классической и порядком устаревшей «общей теории систем») слово «часть» используется неформально, нестрого, и «целое» собирается из самых разных объектов, в том числе абстрактных и плохо определяемых в части их присутствия в физическом мире: физических предметов (тоже, как у нас!), но также и слов, правил, настроений, намерений – всего чего угодно. В нашем варианте системного подхода мы не будем считать нефизические/абстрактные объекты системами и частями систем. Описания живут в мире понятий/математическом мире, они не системы.

Тем самым мы не признаём системами-из-системного-подхода разные « – корпуса знаний, наборы правил и даже система уравнений как «набор закономерностей». Система Станиславского, система Монтессори, система Платона, политическая система, система «минус 60» (так называют один из наборов правил для похудения), законодательная система – это всё некоторые абстрактные целые, состоящие из каких-то абстрактных частей-элементов (знаний, правил, иногда даже подразумеваемых/implicit/неявных/tacit – не выраженных в знаках на каком-то носителе, т.е. не документированных) – все эти «системы» (в кавычках для нашего варианта системного подхода!) не занимают места в пространстве-времени. Это не настоящие системы из системного подхода, они только называются словом «система», которое используется в другом словарном значении. Очень часто люди используют слово «система» просто для того, чтобы указать, что они как-то думали, когда собирали какие-то части этих знаний, как-то согласовывали эти знания, правила, уравнения друг с другом, наводили какую-то структуру. Например, разбивали все правила на отдельные группы правил, что-то включали, что-то не включали – даже и (непространственная!) «граница» есть, отделяющая «включённое» от «не включённого». Но слово-термин «часть» для такого употребления слова «система» в других (не из системного подхода) словарных значениях тут не обозначает физического предмета, она не занимает объём/место в пространстве-времени, сами эти «части» обычно не составляют иерархии по отношению «часть-целое» между физическими предметами. системы» знаний/правил

Не системы – это и алгоритмы, в том числе алгоритмы/знания/теории/дисциплины методов работы»::«обобщённые алгоритмы для constructor», а также «обобщённые алгоритмы для выполняемых создателем работ» (алгоритмы/знания методов, в которые подставлены материальные/физические типы преобразуемого материала и задействование оборудования для работы с этими материалами). Все такие «алгоритмы» – для универсальных (полных по Тьюрингу) вычислителей/компьютеров/computers (физичных, хранящих состояние на материальном носителе!) и универсальных преобразователей-создателей/constructor (которые физичны!), действующих по немного расширенному понятию алгоритма (то есть описанию метода работы), как это описано в constructor theory. Настоящие/true системы тут – это

• универсальные (по Тьюрингу) компьютеры/вычислители/computers (классические, квантовые, нейроморфные, оптические и т.д.), «исполняющие алгоритмы»/«следующие теориям»/«делающие вывод по имеющимся знаниям». Если алгоритмов несколько и разговор идёт о «системах алгоритмов», то это «ненастоящие системы из системного подхода», а просто слово, обозначающее продуманный набор каких-то описаний (примерно так же, как речь идёт о «системах уравнений»).

• универсальные создатели/constructors (станки, роботы, люди, организации из них всех), которые выполняют работу по каким-то алгоритмам/знаниям/объяснениям, описанным в учебниках/регламентах/инструкциях/уложениям по методам этой работы (часто для неодушевлённых конструкторов их называют не методами/практиками/культурами работы, а просто функциями – токарный станок выполняет функцию токарной обработки детали, но вот агент-токарь – следует методам токарной обработки деталей). Если тут говорят о «системе методов работы»::«набор поведений» или «системе описаний»::информация, то это «ненастоящие системы из системного подхода», тут слово «система» используется тоже как отсылка к продуманному набору описаний.

Ещё один класс систем-не-из-системного-подхода в силу их абстрактности (неприсутствия в мире, отсутствия занимаемого места в физическом пространстве-времени) – это . В систематиках/таксономиях речь идёт о классификаторах: классах классов (множества множеств), которые в конечном итоге классифицируют в чём-то похожие системы (физические и абстрактные). Это иерархии, которые строятся с использованием двух видов отношений: (classification, «подведение под класс», включение элементов множества в множество) и (specialization, род-вид, подмножества во множестве). Классификатор Ламарка (система Ламарка) состоит из классов в чём-то похожих животных, универсальный десятичный классификатор (УДК, система десятичной классификации) классифицирует книги, объединяя в своих классах чем-то похожие по содержанию книги, Общероссийский классификатор изделий и конструкторских документов ОК 012—93 (классификатор ЕСКД, единой системы конструкторской документации, которая сама система знаний/правил) – они все не настоящие системы-индивиды, они лишь классификаторы для классов систем (физических, как мы их понимаем в нашем варианте системного подхода) и классов абстрактных объектов. При этом классификаторы удобны тем, что дают какие-то имена для систем, то есть при встрече классификатора полезным бывает при поиске систем смотреть не на сам классификатор, а на классифицируемые им физические объекты. И легко потом разобраться, что классификатор всего лишь описывает объект, у которого может быть много описаний. «Роза пахнет розой, хоть розой назови её, хоть нет»: один и тот же объект может быть легко отклассифицирован разными классификаторами, то есть описан по-разному, иметь разные имена, принадлежать разным классам/множествам/таксонам/типам в зависимости от целей классификации. В любом случае, решить эту проблему можно, только обсуждая систему и отличая её обсуждение от обсуждения классификатора. «Спор о терминах бесперспективен», избегайте его, вопросы «является ли X объектом типа Y» интересны только когда это какой-то классификатор, из результатов классификации по которому будут материальные следствия, обычно это государством утверждённый классификатор, например классификатор болезней, из которого будет следовать ваша инвалидность по классификатору инвалидности, а из отнесения вас к какой-то группе инвалидности будет следовать получение или неполучение пенсии. От отнесения или неотнесения какого-то подвида тигра к виду тигров, по большому счёту, ничего не зависит. Но если это в законодательстве прописанный вид из Красной Книги, то последствия понятны: штрафы для охотников. систематики/таксономии классификации  специализации

Классификатор видов деятельности (по сути, это классификатор по видам методов работы) может быть важен, если какие-то виды деятельности надо прописать в уставе и несоблюдение влечёт за собой штраф, или вид деятельности лицензируется, и на выходе опять штраф – я думаю, вы поняли идею. Классификаторов, отнесение к которым ведёт к каким-то административным последствиям, довольно много. В любых других случаях систематики интересны для примерного обозначения темы разговора, но могут быть сменены в любой момент, системы можно описывать самыми различными способами, они от смены способа описания сами не меняются: сто разных фотоаппаратов и сто разных художников дадут на выходе 200 изображений Эйфелевой башни, а она останется прежней. Систематики, которые используются для проектирования – это уже интересней, но всё равно в любой момент можно иметь несколько таких систематик. 1

Так что систематики, «системы классификации», таксономии интересны как наводки на то, что они классифицируют какие-то реальные/материальные/физические системы. Как всегда: если при поиске систем вам встретилось «описание», ищите то, что описано – системы могут быть там. Но могут и не быть, проверяйте, описывать можно и описания. Классификаторы как систематики легко могут классифицировать и не-системы, а какие-нибудь описания (другие классификаторы, например).

Так что Скажем, бытовой холодильник мало кто назовёт «системой охлаждения пищи» (а не бытовой холодильник – запросто), но в системном подходе это явно будет «бытовой холодильник»::система. не всё системы::«тип из мета-мета-модели в части системного подхода»/«тип из онтики системного подхода», что называют системой::термин/слово/имя. И не всё не-системы::тип, что системой::термин/слово/имя не называют! Тип «система» какому-то физическому объекту даёт создатель в какой-то роли, которому зачем-то потребовалась эта система и он выделил её своим вниманием из пестроты самых разных физических объектов окружающего мира.

Системное разбиение

Системы одновременно являются целым для каких-то частей внутри них (подсистем) и частями для какой-то объемлющей их целой системы (надсистемы). Каждая подсистема тоже является целой для своих уже под-подсистем (относительно начальной системы), а каждая надсистема – часть для над-надсистемы. Тем самым можно говорить об иерархиях на части сверху вниз, или они же иерархии составления (composition) системного целого снизу вверх. Если какую-то систему мы пока не планируем бить дальше на части, то её называют «элемент системы», подчёркивая, что где-то есть целая система, для которой эта подсистема является элементом::«часть, далее не разбивающаяся на части». системного разбиения/breakdown/decomposition

Уровни в иерархиях системного разбиения (иерархиях/«графах-деревьях», выстроенных по отношению композиции/«часть-целое») называются системными уровнями. Системные уровни выделяются в физическом мире вниманием, для их выделения не надо «разбивать» систему на части! Если вы разобьёте физически на функциональные части-органы, например, живой/функционирующий/работающий организм – он будет после этого мёртвый! Поэтому системное разбиение выполняется только вниманием! Ничего разбирать-собирать не надо! Но вот переходить вниманием от более крупных частей к более мелким, и обратно – надо. Отслеживать, что в иерархию по отношению «часть-целое» не попало какое-нибудь иное отношение (скажем, отношение классификации или специализации) – надо. Отслеживать, что вы случайно не включили в физическое разбиение на части какой-нибудь ментальный объект – это тоже надо.

Классический пример системного разбиения – это пришедшее из биологии разделение на системные уровни (от мелких к крупным) атомов-молекул-клеток-органов-организмов-популяции-биоценоза-биосферы. При этом в биологии кроме названия «системные уровни» используют названия «уровни организации», «эволюционные уровни», «уровни сложности жизни».

Вы видите, что системы обозначены на схеме системной иерархии кружочками, а . На рисунке видно, что клетки состоят из молекул, но клетки сами части органов. Органы состоят из клеток, но органы сами части организмов. стрелки-ромбики традиционно обозначают отношение состава, где целое – со стороны ромбика на стрелочке

Вот это слово «состоят» (composed by) не означает, что вы можете разбить органы на клетки, а потом вновь составить из этих клеток органы. Нет, это «состоят» относится к тому, что вы вашим вниманием выделяете в работающем организме разные органы, в органах вашим вниманием выделяете клетки, но можете пройтись вниманием и в обратном порядке: в работающем организме вниманием объединить клетки в органы, а органы в организм. Ничего не нужно физически разбирать, системные уровни – они только для управления вниманием в ситуациях со множеством объектов, которые состоят из других объектов и сами части ещё каких-то объектов. Системные уровни определяются работой внимания (о которой агенты договариваются в своих проектах, чтобы скоординировать свою работу), они не «объективны», то есть самые разные агенты вдруг будут обнаруживать их одни и те же в самых разных ситуациях, самых разных проектах! С другой стороны, системы::«объекты каких-то системных уровней» выбираются не случайно: в физическом мире системы обычно стабильны, они не так легко поддаются действию энтропии, их не так-то легко разрушить. И кроме всего прочего, системные уровни часто культурно-обусловлены и эта культурная обусловленность как-то ещё и поддерживается языком. То, что «смартфон состоит из экрана, корпуса, камер, аккумулятора и какой-то электронной начинки» – это уже общекультурное знание, о нём не надо специально договариваться сегодня (а вот во времена создания первых смартфонов – надо было). Но вот что именно будет относиться к корпусу, а что уже к экрану (скажем, защитное стекло экрана – это часть экрана, или это часть корпуса?), что войдёт в состав камер (чип, поддерживающий исключительно работу камер – это часть камер, или «какая-то электронная начинка? а кольца крепления объективов на корпусе – это часть камер, или часть корпуса?) – это уже будет зависеть от решений конкретных команд проектов создания и развития смартфонов даже сегодня.

На схеме не показан системный уровень биоценоза/эко-системы, а потом ещё биосферы (они выше уровня популяций). Есть исследования, которые показывают, что рост уровней сложности неизбежен, то есть неизбежно объединение частей во всё более и более сложно устроенные целые на многих и многих системных уровнях. 2

На схеме также не показаны и уровни атомов и элементарных частиц (они ниже уровня молекул), но это не означает, что их нет: Вот так и нужно читать системные диаграммы: любой верхний уровень на них не самый верхний (всегда можно найти какую-то надсистему, в конечном итоге все системы являются частью вселенной или в некоторых физических теориях – частью мультиверса как бесконечного множества вселенных). Молекулы показаны на этой диаграмме элементами (далее неделимыми подсистемами) клеток, но это тоже подсистемы, их неделимость условна, она просто не рассматривается в тех деятельностях, для которых была составлена эта схема. Так что и снизу всегда можно найти какие-то части вроде как «элементов». Это для текущего проекта внизу системной иерархии могут быть далее неделимые «элементы», но в пределе деление идёт до уровня «ниже кварков», то есть тех мельчайших физических объектов, из которых состоят кварки (эти объекты самые разные в разных физических теориях). посылка открытого мира , «что не сказано в нашем тексте, это просто не сказано, но это не значит, что этого нет». 3

Набор системных уровней, на каких рассматривается система, всегда зависит от проекта. Возможно, в другом проекте из этого же разбиения будет взят какой-то другой набор уровней. В одном проекте вы увидите подробное разбиение дома на отдельные стены, крышу, фундамент, коммуникации, а в другом проекте – разбиение нескольких городских кварталов на дома, но вот в домах уже вы не увидите стен, крыш, фундамента, коммуникаций, ибо «элементы» в этом проекте будут – дома. В третьем проекте (скажем, проект девелоперской компании) будет и подробное описание «городских кварталов»::«системный уровень», включая дома, скамейки, отдельные деревья, и «дома»::«системный уровень» будут разбиты на какие-то части. Для девелоперской компании важно не только расположить дома::подсистемы в «городских кварталах»::системы, но и построить их, а для этого спроектировать их устройство из подподсистем (и дальше подсистем этих подподсистем – до систем самого мелкого уровня, на котором ведётся проектирование и изготовление домов, то есть до уровня дощечек, гвоздей, кирпичей, электрических розеток и т.д.. Но вот уже детали внутри электрической розетки в ходе проектирования дома вряд ли будут учтены – но будут интересовать конструкторское бюро и завод, который выпустит электрические розетки для дома).

В соответствии с нашим вариантом системного подхода мы будем требовать, чтобы системное разбиение было полностью физично/материально: каждый системный уровень выделялся по отношению часть-целое между материальными предметами, то есть занимающими какие-то места/объемы в пространстве-времени. Студентам нужно запомнить: если в их системном разбиении появляются нематериальные части, то в системном мышлении это как 2*2=5, и за такую ошибку они сразу получают два балла и отправляются на пересдачу. Мы не можем советовать, чтобы взрослых за такое увольняли с работы, но очень близки к такому совету.

Внимания должно хватать, чтобы отслеживать физичность отношений часть-целое на несколько уровней вниз и вверх. Если внимания на такое отслеживание не хватает (с учётом того, что это внимание поддержано записями – не нужно всё держать в голове!), то с этим нужно что-то делать, например, перепройти курс «Моделирование и собранность» (честно, выполняя задания). Работать с отсутствующим вниманием нельзя, улетать неосознанно мыслью в нефизический мир или путать что там часть, а что целое – это опасно для проекта.

Многоуровневость системного разбиения принципиальна: на самом верхнем уровне любого такого разбиения потенциально будет вселенная, на самом нижнем уровне – суперструны, но вот эти крайности мало кого интересуют, поэтому системное разбиение делается для какого-то диапазона размеров физических объектов. Для деятельности людей крайне важен очень маленький диапазон, который как-то соразмерен размеру самих людей. Эти не большие и не маленькие в космических масштабах и масштабах микромира системы служат предметом деятельности – чаще всего это от нескольких километров (например, строительные проекты: небоскрёбы, дамбы и мосты) до нескольких нанометров (транзисторы на компьютерных чипах). Вот с предметами/системами в этом небольшом диапазоне размеров чаще всего взаимодействуют люди (с их инструментами! Необязательно руками!). В космофизике и физике микромира есть очень много чего интересного за пределами этих размеров, но людям пока удобней менять мир в этих пределах, и не выходить за них.