В этой древней суфийской притче заключен простой урок, который мы часто игнорируем: нельзя понять поведение и структуру системы, имея представление только об отдельных элементах, из которых она состоит.
Часть I. Структуры и поведение систем
Глава 1. Основные положения
Сколь бы сложной ни казалась проблема на первый взгляд, при правильном подходе она окажется еще более сложной.
Больше, чем сумма частей
Система – это не просто набор вещей. Система[7] – это совокупность взаимосвязанных элементов, организованных определенным образом для достижения какой-либо цели. Из определения следует, что для описания любой системы необходимы три понятия: элементы, взаимосвязи и функциональное назначение (или цель).
Например, элементы пищеварительной системы – это жевательный аппарат, ферменты, желудок и кишечник. Взаимосвязи в ней осуществляются во время естественного процесса прохождения и переваривания пищи благодаря уникальной последовательности регулирующих химических сигналов. Функциональное назначение этой системы – выделить из пищи питательные вещества, передать их в кровь (другую систему), вывести из организма отходы.
Футбольная команда – это тоже система со своими элементами: игроками, тренером, полем и мячом. Взаимосвязями служат правила игры, тактика тренера, коммуникация игроков и законы физики, которым подчиняются движения мяча и игроков. Цель команды – выиграть, получить удовольствие или необходимую физическую нагрузку, заработать миллионы долларов. Или все сразу.
Школа – это тоже система. Как и город, завод, корпорация или народное хозяйство. Каждое животное и растение представляет собой систему, при этом лес – более крупная система, состоящая из подсистем растений и животных. Планета, Солнечная система, галактика – это тоже системы. Они могут быть встроены в другие, которые, в свою очередь, образуют более сложные системы.
Существует ли что-то, не являющееся системой? Да: любые скопления предметов или объектов без особых взаимосвязей и функционального назначения. Песок, разбросанный на дороге случайно, не образует систему. Можно насыпать еще или убрать немного песка, все равно это будет просто песок на дороге. Но если увеличивать или уменьшать количество игроков на футбольном поле или лишить пищеварительную систему какого-либо органа, система не будет прежней.
Со смертью живое существо теряет «системность». Многочисленные взаимосвязи, которые удерживали вместе все элементы, перестают функционировать, и система распадается. Продукты распада становятся частью более крупной системы – пищевой цепи. Считается, что старые районы города, где все друг друга знают, представляют собой социальные системы, а новостройка – нет. Во всяком случае, до тех пор, пока жильцы не перезнакомятся и не начнут общаться.
Система больше, чем сумма частей, из которых она состоит. Ее поведение может быть адаптивным, динамичным, целеустремленным, ориентированным на самосохранение, а иногда и эволюцию
Из приведенных примеров видно, что системам присуща целостность, для поддержания которой существует целый ряд механизмов. Системы могут изменяться, подстраиваться, реагировать на события, искать новые цели, залечивать раны и заботиться о своей безопасности, словно они живые существа, даже если они таковыми не являются и состоят из неживых элементов или содержат их. Системы могут самоорганизовываться и даже самовосстанавливаться, во всяком случае, в определенном диапазоне воздействий. Они устойчивы, и многие из них способны к эволюции. Из одной системы могут неожиданно возникнуть совершенно новые с характеристиками, которые невозможно было заранее представить.
Взгляд на правила со стороны
Вы думаете, что если понимаете, что такое «один», то сможете понять и что такое «два», потому что один и один – это два. Но вы забываете, что нужно также понимать, что такое «и».
Суфийская притча
Распознать элементы системы достаточно легко, потому что многие из них материальны и осязаемы. Элементы, из которых состоит дерево, – корни, ствол, ветви и листья. При дальнейшем приближении можно увидеть другие, более специализированные элементы: сосудисто-волокнистые пучки, по которым протекает жидкость, хлоропласты и так далее. Система, которую называют «университет», включает в себя такие элементы, как здания, студенты, профессора, администраторы, библиотеки, книги и компьютеры. Можно перечислить, из чего состоят все эти элементы. Они не обязательно должны быть материальными. Неосязаемые активы, например научная школа и академический дух, тоже элементы системы, причем очень важные. Перечислить все элементы какой-либо системы практически невозможно. Можно разделить элементы на подэлементы, а затем на субэлементы и так далее. Продолжая этот процесс, вы довольно скоро потеряете из виду саму систему. И не увидите леса за деревьями.
Прежде чем погрузиться в тему, следует отложить анализ деталей и заняться поиском взаимосвязей, которые удерживают элементы в системе.
ЗАДУМАЙТЕСЬ ОБ ЭТОМ
Чтобы узнать, что перед вами, – система или куча разных предметов, подумайте:
A. Можно ли определить ее части?
Б. Влияют ли они друг на друга?
В. Дают ли они вместе эффект, отличный от эффекта каждой части в отдельности?
Г. Сохраняется ли этот эффект и соответствующее поведение с течением времени и в других условиях?
В системе «дерево» взаимосвязями станут физические потоки и химические реакции, управляющие метаболическими процессами. Они выступают в качестве сигналов, дающих возможность одной части дерева реагировать на то, что происходит в другой. Например, когда в солнечный день из листьев испаряется влага, перепад давления в сосудах, по которым к ним поступает вода, приведет к тому, что корни начнут потреблять больше воды. И наоборот, если почва вблизи корней пересыхает и воды, которую они впитывают, становится недостаточно, происходит снижение давления жидкости в сосудах, которое и служит сигналом листьям закрыть поры, чтобы вся система не теряла драгоценную влагу.
Когда в зоне умеренного климата дни становятся короче, в лиственных деревьях увеличивается количество химических сигналов, регулирующих перемещение питательных веществ из листьев в ствол и корни, и черешки листьев ослабевают, позволяя им опадать. Некоторые деревья укрепляют клеточные мембраны или выделяют запахи, отпугивающие насекомых, когда одна из частей растения подвергается их нападению. Никто до конца не понимает все внутренние процессы дерева. Это неудивительно. Легче понять, что представляют собой отдельные элементы системы, чем их взаимосвязи.
В такой системе, как университет, взаимосвязи включают в себя стандартные требования к приему студентов, к дипломам, экзаменам и выставлению оценок, бюджеты и финансовые потоки, слухи и даже сплетни. Но самое главное – передачу знаний, что, по-видимому, и является целью системы.
Некоторые взаимосвязи в системах проявляются в виде реальных физических явлений, например движение воды вдоль ствола дерева или перемещение студентов по коридорам университета. Другие представляют собой информационные потоки – сигналы, которые поступают к точкам принятия решений или точкам исполнения. Эти типы взаимосвязей увидеть сложнее, но система показывает их внимательному наблюдателю. Готовясь к экзаменам, студенты принимают во внимание неофициальные сведения о том, какой преподаватель чаще ставит хорошие оценки. Потребитель решает, что купить, учитывая свои доходы, накопления, кредитную историю, запас продуктов дома, цены и доступность товаров. Правительствам разных стран требуется информация об уровне загрязненности воды для принятия разумных мер по устранению этой проблемы. (Обратите внимание: информация о том, что существует проблема, необходима, но ее недостаточно для инициирования действия – требуются также данные об имеющихся ресурсах, стимулах и последствиях.)
