Раздел III. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ И ОБЩЕНАУЧНЫЕ ТЕОРИИ СИСТЕМОВЕДЕНИЯ

3.1. Специфика системного моделирования

В этом параграфе исследуется формирование методологии системного моделирования, прослеживается эволюция его общих принципов на материале истории научного познания. Главная проблема, которая анализируется в данной работе, связана с раскрытием моделирующей функции научного познания в сфере системных исследований. Указанная функция трактуется в самом широком плане как использование приближенных к реальности форм и способов описания и объяснения мира, основанных на учете практических возможностей субъекта науки. При этом берется во внимание, что моделирующее научное познание, развиваясь в рамках системной парадигмы, изменяет представление о собственном предмете исследования. Оно осуществляет переход от изучения монообъектов к исследованию взаимодействий. Отражением такого перехода стало широкое использование в научном моделировании представления о состоянии объекта в различные моменты его существования, а также применение языка событий для описания смены подобных состояний. Указанные моделирующие средства играют, например, значительную роль в современной физике, но они же используются в рамках статистического подхода к объектам науки. Вместе с тем, они служат средством описания алгоритмов изменения кибернетических систем.

Новая предметная область научного познания рассматривается в предлагаемой работе в контексте исторической эволюции принципов системного моделирования. Ее первая фаза породила методы функционального описания сложных объектов, тогда как современный этап связан с формированием принципов, ориентированных на описание организации и динамики сложного поведения. Дальнейший прогресс методов системного моделирования требует усиления внимания к моделирующему описанию объектов, способных к самоорганизации.

Говоря методологических регулятивах системного моделирования, необходимо иметь в виду следующие онтологические характеристики, в которых проявляется природа системности: качественную дифференцированность и целостную интегрированность элементов, функциональную разделённость и необходимое взаимодополнение элементов в рамках определённого типа устойчивого, воспроизводящегося функционирования. Вместе с тем, в науках системного типа осуществляется опора на представления о функциональной целостности и самообусловленности объектов, об интегративном характере законов системного взаимодействия, о внутренней интенсивной организации системных процессов.

Уточняя моделирующую функцию системного подхода в познании, отмечу, что его применение свидетельствует о переходе познания на теоретический уровень исследования. В самом общем плане подобный переход связан с установлением законов поведения той системы, которая выделяется в качестве предмета исследования. Для теоретических наук важно уметь выявить систему, обладающую законосообразным поведением. Этому служат две модели систем.

Первая из них ориентирована на функциональное описание поведения объектов без учёта их внутренней структуры. Переход к закономерному представлению соответствующего поведения достигается в данном случае с помощью системы-модели, в которой минимизировано число свойств, характеризующих смену состояний системы во времени. Набор этих свойств считается достаточным, если сохраняется детерминированность, определённость описания функциональной картины сложного объекта.

Описание реальной системы может включать бесконечное число параметров (свойств). Однако, без ущерба для избранного уровня исследования от ряда из этих свойств можно отвлечься, существенно сократив число значимых переменных. Классический пример - механическая задача исследования колебаний маятника. Здесь значимы лишь два параметра: амплитуда и частота, взаимосвязь которых даёт полное определение колебательных движений маятника.

Показательно, что модели функционального описания систем обеспечивают отражение законов как однозначного, так и вероятностного типов. Применение идеализаций, связанных с отражением однозначных законов, является традиционным для периода классической науки. Например, законы классической термодинамики выявлены на моделях, которые учитывают однозначную детерминацию между переменными, отражающими состояние термодинамической системы. В современной науке развивается более общий подход, основанный на применении модели вероятностной системы. В отношении к ней однозначная модель рассматривается как предельный случай описания закономерной связи между элементами системы.

Другая модификация системного описания базируется на представлении, что изменение состояний сложного объекта сводится к изменению, как линии его поведения, так и внутренней организации, структурной упорядоченности элементов. В этом случае используются структурно-функциональные модели, построение которых регулируется требованием об устранении избыточности и неопределённости во взаимосвязи между структурой и функциями системы. Такая взаимосвязь не обязательно должна быть жесткой. Поэтому в познании и на практике удовлетворительными признают модели, которые способны оптимизировать функциональную структуру по главному параметру, характеризующему эффективную линию поведения системы.

К сказанному надо добавить, что понятие «система» и принцип системности, выступая средствами теоретического познания, расширяют возможности сущностного отражения действительности. Они служат регулятивами исследования закономерно определённого состава, структуры, оснований качественной определённости и функциональной целостности объектов. При этом они ориентируют познание на применение методов, предполагающих отказ от элементно-казуальных схем изучения материальных объектов. Напомним, что классическое естествознание во многом опиралось именно на эти схемы. Их применение обеспечивало успешное решение задач по овладению простыми физическими и химическими процессами, сводя их к последовательности действий отдельных звеньев, узлов, связанных однозначной цепью казуальных законов. Напротив, принципиальная постановка проблем современной науки характеризуется стремлением к отражению интегральной картины связи явлений, к объяснению всякого отдельного процесса из совокупного процесса «жизнедеятельности» и развития той или иной системы. Применение данной схемы объяснения основано на учёте многовариантных способов действия элементов системы. Вместе с тем принимаются во внимание возможности описания системы с точки зрения «пользы», «вреда», «нормы» функционирования. С этих позиций оценивается поведение системы как целого не только в технических и общественных, но и в естественных науках.

Так, современная биология опирается на теоретико-методологические программы, которые выделяют ряд взаимодействующих аспектов многогранной сущности живого и уточняют системные признаки биологической организации материи. К общим сторонам этой сущности относятся: многоуровневая природа жизни, принадлежность ее к различным типам функционирования во времени, нелинейный, ветвящийся путь генезиса и эволюции живого. Соответственно, объяснение феномена жизни строится с применением всех названных фундаментальных идей, которые рассматриваются как дополняющие и конкретизирующие друг друга. Принцип системности в объяснении жизненных процессов реализуется также через использование синтетических понятии, на базе которых складываются интегральные методы биологического исследования. Примером может служить применение понятия о структурно-генетическом плане формирования отдельного организма, понятия об адаптациогенезисе как особой форме эволюции живых систем и др.

3.2. Системное моделирование в механике

Предлагаемый ниже материал базируется на использовании ранее опубликованной работы автора [1]. Здесь же автор стремится доказать, что истоки системного моделирования можно обнаружить в методологических исследовательских подходах, на которые опирается одна из фундаментальных наук естествознания - механика.