Магистерская диссертация на тему: История системного подхода в науке и технике

Введение

К IV в. до н.э. наука и цивилизация созрели в достаточной мере для того, чтобы возникла потребность в придании знаниям о природе связанного и дифференцированного по отраслям характера; в том, чтобы систематизировать эти знания, а также применить к ним математические и экспериментальные методы. Вся история человечества говорит о том, что для человека всегда было свойственно стремление понять мир и законы, им управляющие, причем, не только исходя из обеспечения потребностей обеспечения безопасности и обеспечения продовольствием.

Известно, что системность - одна из важнейших характеристик научного знания. Ее идеи были высказаны еще в работах античных авторов (греков и римлян) на основе анализа огромного эмпирического материала. И с тех пор продолжалось стихийное, неосознанное использование элементов системности, и то лишь в отдельных отраслях познания. Это составило первый этап исторического развития системного подхода.

Однако с середины ХХ в. при появлении сложных и больших технических систем (ТС) потребовалось специальное теоретическое обоснование методологического характера. Резко возросли комплексность и сложность проблем, некоторые из них стали глобальными (например, связь с помощью спутников). Усилилась зависимость между отдельными вопросами, которые раньше казались не связанными между собой. Актуальность решения проблем значительно возросла. Затраты на реализацию того или иного решения стали достигать многих десятков, сотен миллионов и даже миллиардов долларов, а риск неудачи становился все ощутимее. Потребовался учет все большего числа взаимосвязанных обстоятельств, а времени на решение становилось все меньше. Особенно это касалось разработки новой военной техники. Если раньше относительные затраты на вооружение были невелики, возможностей для выбора было мало, то фактически использовался принцип "ничего, кроме самого лучшего". Но с началом "атомного века" расходы на создание оружия возросли во много раз, и этот подход стал неприемлемым. Его постепенно заменял другой: "только то, что необходимо и за минимальную стоимость". Однако для реализации нового принципа нужно было уметь находить, оценивать и сравнивать альтернативы оружия. Потребовались методы, которые позволили бы анализировать сложные проблемы как целое, обеспечивали рассмотрение многих альтернатив, каждая из которых описывалась большим числом переменных; методы, обеспечивающие полноту каждой альтернативы, помогающие вносить измеримость, имеющие возможность отражать объективные и субъективные неопределенности. Получившаяся в результате развития и обобщения широкая и универсальная методология решения проблем была названа ее авторами "системный анализ". Новая методология, созданная для решения военных проблем, была прежде всего использована в этой области. Однако очень скоро выяснилось, что не только проблемы необоронной промышленности, но и проблемы организационного развития и управления фирмами, проблемы маркетинга, аудита и пр. не только допускают, но и требуют обязательного применения этой методологии. Системный подход довольно быстро превратился в важный метод познания, в отличие от специальных приемов, характерных для разработки техники XVI-XIX в. Это составило второй этап исторического развития системного подхода в технике.

Если при стихийном использовании системного подхода главной целью было изучение конечных результатов, то для второго этапа характерно переключение внимания на начальные стадии, связанные с выбором и обоснованием целей, их полезности, условий осуществления, связей с предыдущими процессами. Это потребовало знаний о структуре и функциях ТС, что обусловило возрастание роли теоретических знаний. Если теоретическая деятельность первого этапа была направлена на описание и классификацию изучаемых объектов, то главным моментом второго этапа стало выявление механизмов функционирования ТС, а также знание условий, нарушающих их нормальную деятельность. Механизм функционирования включает исследования функций системы, определение связей функции со множеством взаимодействующих элементов, рассмотрение структуры ТС не как отношения (взаимосвязь, взаимодействие), а как определенным образом упорядоченного расположения одних элементов ТС относительно других (отношения между отношениями). Но хотя знание структуры и функций ТС является важным, но в дальнейшем и оно стало недостаточным условием для эффективного решения современных проблем. Надо обязательно соотнести цели субъекта с целями системы и выяснить, как скажется их реализация на функционировании ТС.

Сначала системный анализ базировался главным образом на применении сложных математических приемов. Спустя некоторое время ученые пришли к выводу, что математика неэффективна при анализе широких проблем со множеством неопределенностей, которые характерны для исследования и разработки техники как единого целого. Поэтому стала вырабатываться концепция такого системного анализа, в котором упор делается преимущественно на разработку новых диалектических принципов научного мышления, логического анализа ТС с учетом их взаимосвязей и противоречивых тенденций.

Пристальный анализ показывает, что множество рассматриваемых в системном движении вопросов принадлежит не только науке, типа общей теории систем, но охватывают обширную область научного познания как такового. Системное движение затронуло все аспекты научной деятельности, а в его защиту выдвигается все большее число аргументов [1].

В основе системного подхода, как методологии научного познания, лежит исследование объектов как систем. Системный подход способствует адекватному и эффективному раскрытию сущности проблем и успешному их решению в различных областях науки и техники.

Системный подход направлен на выявление многообразных типов связи сложного объекта и сведения их в единую теоретическую картину.

В различных областях науки центральное место начинают занимать проблемы организации и функционирования сложных объектов, изучение которых без учета всех аспектов их функционирования и взаимодействия с остальными объектами и системами просто немыслимо. Более того, многие из таких объектов представляют сложное объединение различных подсистем, каждая из которых в свою очередь тоже является сложным объектом.

Системный подход не существует в виде строгих методологических концепций. Он выполняет свои эвристические функции, оставаясь совокупностью познавательных принципов, основной смысл которых состоит в соответственном ориентировании конкретных исследований.

Несколько лет назад Илья Пригожин, лауреат Нобелевской премии и глава так называемой "брюссельской школы", объединяющей представителей различных естественнонаучных направлений, был одним из самых почетных иностранных гостей на международном симпозиуме в Центре биологических исследований в Пущине под Москвой. Темой встречи были достижения нового междисциплинарного направления, получившего название "синергетика", или теория самоорганизации. В интервью, которое дал тогда бельгийский ученый [2], он говорил, что, с его точки зрения, создание теории самоорганизации, описывающей новые, недавно открытые свойства материи, - самая актуальная проблема современной науки.

Самый простой и наглядный пример радикального изменения научных взглядов - это отношение к обратимости природных процессов. Динамика Ньютона утверждала, что мир построен по обратимым законам, и не задавалась вопросом, отчего, к примеру, можно развести спирт водой, но нельзя проделать обратную операцию. Законы Ньютона независимы от времени, для них не существует понятие "до" и "после". Но сегодня вполне ясно, что обратимость и жесткий детерминизм - это частные случаи. Напротив, необратимость и случайность не отдельные исключения, а общее правило. "Бог играет в кости", если использовать крылатое выражение Эйнштейна, который сам-то как раз и отказывался в это верить, полемизируя с создателями квантовой механики.

Предыстория инженерной деятельности разворачивается в недрах технической деятельности длительного периода ремесленного творчества (первобытного, античного рабовладельческого, средневекового феодального обществ). Но только в условиях раннего капиталистического общества создаются условия для того, чтобы она постепенно стала особой профессией, имеющую ориентацию на научную картину мира и целенаправленное применение в технической практике научных знаний.

Оглавление

- 1. Введение

- Определение системы и системного подхода

- Общее представление о системах и системном подходе

- Возникновение систем

- Системное представление о мире

- Системность живой природы

- Ограничения при системном подходе

- Развитие системного подхода в науке

- Ранние попытки систематизации физических знаний

- Леонардо да Винчи, его открытие строения человеческого организма

- Становление гелиоцентрического мировоззрения

- Классическая механика и механистическая картина мира

- Универсальный закон сохранения количества вещества, открытий М.В. Ломоносовым

- Феномен электричества и его истолкование в классическом естествознании

- Основные достижения постклассической физики

- Корпускулярно-волновой дуализм волны де Бройля

- Специальная теория относительности Эйнштейна теория электромагнитного поля

- Теория гравитационного поля общая теория относительности Эйнштейна

- Эквивалентность инертной и гравитационной массы

- Открытие элементарных частиц

- Физика и космология

- Концепции современной химии и их формирование в ходе великих химических открытий

- Закон сохранения массы Ломоносова

- Закон постоянства состава веществ Пруста

- Закон эквивалентов Рихтера

- Закон кратных отношений Дальтона

- Закон Авогадро о постоянстве количества молекул в данном объеме

- Периодический закон и периодическая система химических элементов Менделеева

- Особенности постклассической химии

- Эволюционная химия

- Биологические явления. Формы и уровни жизни

- Специфика феномена жизни

- Теория эволюции Дарвина и ее синтез с генетикой

- Селекция, экология, клонирование, генетический код

- Цитология, биохимия, физико-химическая биология

- Возникновение жизни на Земле

- Проблема возникновения и эволюции человека

- Исследования поведения животных и человека

- Междисциплинарный характер современной биологии

- Взаимосвязь человека и природы

- Современный уровень знаний в науках о Земле

- Учение Вернадского о биосфере и ноосфере

- Понятие ноосферы

- Неизбежность перехода биосферы в ноосферу

- Рациональное использование природных ресурсов и охрана биосферы

- Нелинейная динамика

- Развитие системного подхода в технике

- Техническая деятельность в эпоху Древнего мира и античности

- Техническая деятельность в Европе Х-XII в

- Становление инженерной деятельности

- Инженерная деятельность в эпоху машинного производства

- Инженерная деятельность и проблемы возникающие перед ней на современном этапе ее развития

- 5. Заключение

- Литература

Заключение

Последние годы XIX в. и начало XX в. были периодом переворота по всему фронту естественнонаучных исследований. По-видимому, научные дисциплины, несмотря на все различия их предметов, развиваются в какой-то мере в одном ритме. С другой стороны, имела место как бы цепная реакция на всем концептуальном пространстве естествознания: квантовая механика и теория строения атома позволили переосмыслить периодическую систему элементов и теоретическую химию в целом, что отразилось и на биологии, приведя к формированию ряда новых дисциплин, включая молекулярную биологию и молекулярную генетику.

Методологические принципы, на которых основывается естествознание, также претерпели в XX в. некоторые изменения. Детерминизм как учение о том, что все явления имеют причину, в целом сохранился, но в модифицированном виде: на микроуровне он перестал быть столь жестким, как того требовала классическая механика. Принципы дополнительности и неопределенности заставили заменить классические выражения типа "А следует из В" уравнениями, накладывающими определенные ограничения на последовательность превращений микрочастиц, и сделали реальность такого рода превращений вероятностной функцией. На мезоуровне термодинамические закономерности позволяют говорить о статистической природе детерминированности. Наконец, на мегауровне причинно-следственная структура мира оказывается теснейшим образом связанной со структурой релятивистского пространства - времени.

Метод редукции сохранил и углубил свое значение по сравнению с классическим периодом: была осуществлена, например, редукция периодического и других законов химии к количественным закономерностям строения электронных оболочек и ядра атома. Однако это не означало победы редукционизма: биологические явления не могут быть сведены к физическим и химическим, а в пределах самой физики выделяется несколько областей исследования, которые, будучи взаимосвязанными, тем не менее не могут быть сведены друг к другу. Таковы, например, теория относительности и квантовая механика, или СТО и ОТО.

Мы видим, что мир представляет собой единство систем, находящихся на разном уровне развития, причем каждый уровень служит средством и основой существования другого, более высокого уровня развития систем. Данное относится не только к природе, но и обществу, где мы наблюдаем ряд организационных форм, наиболее грандиозные из которых получили название "общественно-экономические формации".

Итак, мир, будучи системой систем, сложнейшим материальным образованием, находится в процессе непрерывного движения, возникновения и уничтожения, взаимоперехода одних систем в другие, причем одни системы изменяются медленно и длительное время кажутся неизменными, другие же изменяются настолько стремительно, что в рамках обыденных человеческих представлений фактически не существуют. Чем обширнее система, тем медленнее она изменяется, а чем меньше, тем быстрее она проходит этапы своего существования. В этом простом соответствии скрыт глубокий смысл еще не до конца понятой связи пространства и времени. И здесь можно увидеть одну из закономерностей развития материи: от меньшего к большему и от большего к меньшему, осознание которой привело к пониманию развития и качественного изменения систем слагающих мир, и мира как системы.

Во второй половине XX в. воздействие научно-технического прогресса на общество и природу становится глобальным. Это вызывает целый ряд сложнейших экологических проблем, означающих, что ученый и инженер не просто специалисты. Они имеет дело и с природой - основой жизни общества, и с другими людьми. Современная научно-техническая деятельность выдвигает поэтому и проблему социальной ответственности, интеллектуальной честности и профессиональной этики.

В результате научно-технической деятельности создано многое, без чего немыслима цивилизация наших дней. Инженеры и конструкторы сделали реальным то, что казалось сказочным и фантастическим, и чему теперь мы перестали удивляться (полеты человека в космос, телевидение и т.п.). Но они разработали и изощренные технические средства уничтожения людей. И хотя сами наука и техника этически нейтральны, творцы не могут оставаться равнодушным к ее вредоносному использованию. Еще великий Леонардо да Винчи был всерьез обеспокоен возможным нежелательным характером использования его изобретений. Развивая идею аппарата подводного плавания, он писал: "Каким образом человек с помощью машины может оставаться некоторое время под водой. И почему я не решаюсь описывать мой метод пребывания под водой и то, как долго я могу оставаться без пищи. И о том, что я не хочу опубликовать и предать гласности это дело из-за злой природы человека, который мог бы использовать его для совершения убийств на дне морском путем потопления судов вместе со всем экипажем". Это пример высокой морали, оставленный Леонардо да Винчи будущим поколениями инженеров. В связи с этим мы сталкиваемся с необходимостью при системном подходе к решению проблем кроме обычного набора "технических" факторов принимать во внимание дополнительные, нравственно-этические факторы.

Но одними призывами к ученым и инженерам следовать в своей деятельности идеалам гуманизма делу не поможешь. Не они распоряжаются результатами своей деятельности. И не от них, фактически, зависит финансирование тех или иных исследований и разработок. С другой стороны, кто посмеет осудить создателей образцов вооружения Красной Армии, использованных во время Великой Отечественной войны 1941-45г. г. или Курчатого за создание атомной бомбы во время великого противостояния. Без ее создания вероятность повторения Херосимы на территории СССР была бы практически стопроцентной, что и показали действия США в отношении Кореи, Вьетнама, Кубы, Панамы, Ирака. Но стоит воздать хвалу разработчикам модели "ядерной зимы", которая в значительной степени способствовала переходу ядерных держав в подходе к статусу ядерного оружия от оружия нападения к средству сдерживания и отказу от доктрин, допускающих глобальную ядерную войну. Думаю, что именно в этом направлении можно найти действительно эффективные средства предотвращения негативного воздействия научно-технического прогресса на человечество и окружающий мир.

Но есть и еще один существенный момент. Как видно из истории системного подхода в свете сведений, приведенных в данной работе, системность подхода развивается в направлении расширения количества и продолжительности проявления связей изучаемого явления или создаваемого объекта с окружающим его пространством или увеличения количества рассматриваемых явлений, объектов. Наукой, несмотря на весь ее консерватизм, практически признано существование биополя человека, не за горами научное подтверждение и признание телепатии. Очередным скачком, аналогичным переходу от классической механики к нелинейной динамике и ее частному случаю - синергетике, скорее всего будет признание влияния космоса на жизнь и развитие человечества, к чему подводят труды Чижевского, Гумилева, Вернадского. Но эта перспектива тоже не ведет к очевидным эффективным средствам воздействия на сознание политиков, а именно они определяют направление использования научно-технических разработок. И убедить их скорее всего можно, по-видимому, только с помощью разработок, подобных модели "ядерной зимы" и т.п. Вполне очевидно, что включение при разработке элементов системного подхода в число рассматриваемых и этих факторов - это наиболее эффективный путь к предотвращению негативного использования результатов научно-технического прогресса.

Список литературы

1. Князева Е.Н. Сложные системы и нелинейная динамика в природе и обществе. // Вопросы философии, 1998, №4

2. "Синергетика-на-Оке", "Знание - сила", 1983 год, № 12

3. Аверьянов А.Н. Системное познание мира. М.: Политиздат, 1985.

4. Андреев И.Д. Методологические основы познания социальных явлений. М., 1977.

5. Фурман А.Е. Материалистическая диалектика. М., 1969.

6. Анохин П.К. Философские аспекты функционирования системы.

7. Блохинцев Д.И. Проблемы структуры элементарных частиц. - Философские проблемы физики элементарных частиц. М., 1963.

8. Кулындышев В.А., Кучай В.К. Унаследованность: качественная и количественная оценки. - Системные исследования в геологии. Владивосток, 1979.

1. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М., 1996.

2. Лавриненко В.Н. и др. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. М., 1997.

3. Мэрион Дж.Б. Физика и физический мир. М., 1975.

4. Жизнь науки. Антология выступлений к классике естествознания / Сост. Капица С.П.М., 1973.

5. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. Программа всеобщего экологического образования. Т.1-3.М., 1993-1996.

8. Старостин Б.А. Параметры развития науки. М., 1980.

9. Пахомов Б.Я. Становление физической картины мира. М., 1985.

10. Романовский С.И. Великие геологические открытия. С. - Пб., 1995.

11. Соловьев Ю.И., Курашов В.И. Химия на перекрестке наук. М., 1989.

12. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса.

13. Соловьев В.С. Философский словарь Владимира Соловьева. Р-на-Д, 2000.

14. Горохов В.Г. Знать, чтобы делать. М., 1987.

15. Горохов В.Г., Розин В.М. Введение в философию техники. М., 1992.