Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Лекция 17. Идея среды для системного понимания
При раскрытии идей презумпции управления и концептуальной модели неоднократно упоминалась среда как нечто такое, без которого не может существовать, исследоваться и изучаться любой сложный объект. Среда конкретного явления как «тень»-образ, отображающий и не влияющий; как нечто «паразитирующее» (конкретное организованное вещество и организованная энергия) на «теле» явления; как нечто (например, невесомость), изменяющее свойства явления; как то, что порождает и не отпускает от себя ни при каких обстоятельствах; как нечто «отеческое» – способствующее, стимулирующее и защищающее и т.д. и т.п.
1. Среда инженерного объекта в классике системного анализа[129].
Вначале важно умение отделить (отграничить) систему от среды, с которой взаимодействует система. Иногда определения системы базируются на отделении системы от среды (например, определения Дж. Миллера, А. Раппопорта, Л.А. Блюмфельда[130]).
Частным случаем выделения системы из среды является определение её через «входы» и «выходы», посредством которых система общается со средой. В кибернетике и теории систем такое представление системы называют «черным ящиком». На этой модели базировалось первоначальное определение У.Р. Эшби[131], определения Д. Эллиса и Ф. Людвига, Р. Кершнера, Дж. Клира и М. Валяха2.
Сложное взаимодействие системы с её окружением отражено в определении В.Н. Садовского и Э.Г. Юдина[132]: «…2) она образует особое единство со средой; 3) как правило, любая исследуемая система представляет собой элемент системы более высокого порядка; 4) элементы любой исследуемой системы, в свою очередь, обычно выступают как системы более низкого порядка».
Среда есть совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы[133].
Уточнение или конкретизация определения системы в процессе исследования влечет соответствующее уточнение её взаимодействия со средой и определение среды.
В этой связи важно прогнозировать не только состояние системы, но и разрабатывать и учитывать прогноз состояния среды. При этом следует учитывать «неоднородность» среды: её естественную (ВЭО), социальную, экономическую и иную природу.
В процессе исследования граница между системой и средой может деформироваться. Уточняя модель системы, наблюдатель может выделять (возвращать) в среду некоторые составляющие, которые он первоначально включил в систему. И, наоборот, исследуя корреляции между компонентами системы и среды, он может посчитать целесообразным включить в систему составляющие среды, сильно связанные с компонентами системы.
2. Среда интеллектуального объекта.
Сложная система образуется инженерными и интеллектуальными объектами [см. лекцию 4], поэтому, исследуя сложные системы, нельзя не учитывать такой важный компонент (общей) среды, как среду интеллектуального объекта, именуемую средой обитания.
Среда обитания (СО) человека – это часть пространства окружающего его мира, в которой он стремится или вынужден существовать, осуществляя определенные виды деятельности.
Обычно СО классифицируют[134]:
1. По пространственной протяженности. Здесь выделяются:
1.1. Условно неограниченная СО – среда, «граница» которой не может быть единовременно зафиксирована человеком органолептически, то есть посредством его зрения, слуха, осязания, обоняния и вкуса.
Некоторые из условно-неограниченных СО (например, космическое пространство, планета Земля и пр.) рядовой человек может моделировать только в своём индивидуальном виртуальном пространстве сознания (в мыследеятельности) или воспринимать по разнообразным документам (гравюрам, рисункам, картинам, фотографиям, видеозаписям и т.п.). Другие условно-неограниченные СО (континент, страна, улица, цех, технологическая линия) он, при необходимости, может изучать, субъективно оценивать и использовать.
1.2. Условно ограниченная СО – это среда, «границу» которой человек способен субъективно поэтапно сформировать, например, в следующем порядке:
этап 1) органолептически формируются в сознании человека (психические) образы разных фрагментов «границы» СО и сохраняются в памяти человека или посредством определенного отчуждения этих образов в виде некоторых моделей;
этап 2) на основе образов разных фрагментов «границы» СО формируется целостный образ среды обитания и именно этим целостным образом человек пользуется в его мыследеятельности;
этап 3) проводится отчуждение этого целостного образа, но не для его запоминания, а для представления этого образа другим людям для обсуждения или совместного использования.
1.3. Ограниченная СО – это среда, границы которой человек способен зафиксировать как органолептически, так и с применением инженерных средств натурных наблюдений или экспериментального моделирования.
2. По природным ресурсам и их агрегатному состоянию. Здесь выделяются:
2.1. Идеальные («условно чистые») СО: почва, вода, воздух, космос.
2.2. Синклитические (смешанные) СО – композиции идеальных СО в разных сочетаниях. При этом нередко фрагменты одной идеальной СО организационно функционируют внутри другой идеальной СО (например, линзы воды или воздушные пустоты внутри почвы).
3. По отношению к конкретной исследуемой среде обитания [рис. 39].
Рис. 39. Вложенные среды обитания, где: СО4 может считаться пограничной СО i-го уровня,
как обособленная среда обитания систем, «расположенных» внутри СО4;
СО3 – локальная СО (i-1)-го уровня, как обособленная среда обитания из системы взаимосвязанных сред СО4–СО2; СО2 – пограничная СО (i+1)-го уровня, как обособленная среда обитания и систем и СО, «расположенных» внутри СО2; СО1 – метасистема СО как объемлющая среда обитания,
для которой все внутри функционирующие образования являются компонентами
4. По результатам воздействия на здоровье и состояние человека:
4.1. Полезные (рекреационные, восстанавливающие состояние здоровья и/или салюберогенные, улучшающие начальный уровень состояния здоровья человека).
4.2. Безвредные (не наносящие вреда здоровью человека).
4.3. Потенциально вредные (способные ухудшить состояние здоровья человека).
4.4. Заведомо вредные для человека (патогенные, ухудшающие состояние здоровья человека).
5. По сферам деятельности человека:
5.1. Среда мыследеятельности.
5.2. Среда производственной деятельности.
5.3. Среда жизнедеятельности.
5.4. Среда экодеятельности.
5.5. Среда антропотехнической деятельности. Антропотехническая деятельность – деятельность человека, как биологического объекта, как личности (индивидуума), как социальной группы в единстве с созданными им техническими объектами и соответствующей технической средой.
6. По результатам деятельности человека:
6.1. Природная (нетронутая человеком).
6.2. Квазиприродная СО (преобразованные человеком ландшафты, изменённый климат и др.).
6.3. Артеприродная или техногенная СО (возникшая в результате деятельности человека и не имеющая аналогов в природе).
6.4. Социальная СО.
7. По числу функционирующих в СО людей:
7.1. Индивидуальная СО (в ней только один человек).
7.2. Коллективная СО (в ней функционируют и взаимодействуют более одного человека).
Принято считать, что методологическая основа исследования и формирования ограниченных замкнутых сред обитания человека обусловлена процессами:
1) диагностики, как систематически повторяющейся регистрации и оценки качества состояния;
2) мониторинга, как периодического или постоянного слежения за состоянием или качеством;
3) регулирования качества или управления им по результатам диагностики и мониторинга.
В связи с этим именно данным процессам и отводится основная роль при формировании представлений о среде обитания.
3. Идея среды, как абстракция для формирования представлений.
В предыдущих разделах курса неоднократно использовалось понятие среды.
Во-первых, для представления структуры объекта [см. лекцию 2], когда в состав базового набора характеристик объекта были включены внешние взаимоотношения («объект-среда», «(части объекта)-среда»), взаимоотношения различных типов отношений (отношения над отношениями) и сформулированы тезисы о том, что:
1) в качестве элементарных структурных единиц объекта может быть выбрана любая характеристика из сформулированного базового набора объекта,
2) обеспечение требуемого свойства системы – это наблюдение и регулирование (то есть контроль) состояний соответствующих элементарных структурных единиц системы,
3) для обеспечения определенного свойства (качества) объекта надо осуществить контроль за соответствующей элементарной структурной единицей объекта, которая участвует в формировании этого качества,
4) контроль каждой требуемой элементарной структурной единицы объекта надо понимать двояко: как процесс вольного или невольного обмена «сведениями» (процесс восприятия состояния партнёра) с конкретной элементарной структурной единицей и как организованный процесс вещественного, энергетического и информационного воздействия на элементарную структурную единицу для поддержания (задания) её необходимого состояния, то есть такого состояния, которое гарантирует наличие у системы требуемого свойства,
5) средством реализации процессов контроля является замкнутый контур управления, в котором в роли объекта управления выступают элементарные структурные единицы системы.
Это позволило утверждать, что требуемое функционирование системы обеспечивается многообразием организованных на этой системе взаимодействующих контуров управления, задающих требуемые состояния элементарным структурным единицам объекта, включая контуры управления средой.
Во-вторых, при формулировании новых (в сравнении с «простыми» инженерными структурами) свойств, обусловленных наличием интеллектуальных объектов (человека) в сложных системах [см. лекцию 4]:
– сложная система взаимодействует с внешней (в отношении её) средой не только в границах целесообразного или приспособленческого поведения, но и по всем возможным направлениям жизнедеятельности человека (из этой сложной системы) в среде,
– приспособляемость сложной системы к эпизодическим и периодическим событиям этой среды,
– избирательность защиты от этой среды и общения с ней,
– обучаемость сложной системы как формирование однотипных реакций на однотипные воздействия, ситуации и обстоятельства жизнедеятельности,
– сложная система осуществляет опережающее отражение действительности (внешней среды).
В-третьих, при конкретизации причин, существенно влияющих на функционирование организационно-технических систем, среди которых:
– конкретные условия эксплуатации (технологические среды) и изменяющиеся запросы потребителей (внешние среды) [см. лекцию 2],
– сложности априорного определения и поведения человека и реакций среды для естественных обстоятельств функционирующей системы, а также трудности прогнозирования поведения и человека (как некоторой части интеллектуального объекта в системе), и реальной деятельности сложной системы в динамически меняющейся среде [см. лекцию 5].
В-четвёртых, для оценки компонентов, которых должен касаться организуемый процесс регулирования деятельности сложной системы [см. лекцию 5], исходя из идей реальности «системных квантов» жизнедеятельности и непрерывности функционирования, означающих существование такого интервала времени, в котором:
1) целевая функция системы остаётся в рамках допустимых изменений;
2) эти изменения целевой функции или свойств, качеств или особенностей системы могут быть зафиксированы (измерены, сохранены);
3) возможно прогнозирование качества функционирования системы;
4) возможно осуществление комплекса мероприятий, направленных на предотвращение негативного функционирования или его последствий.
При этом подчёркнута непременность регулирования:
1) элементарных структурных единиц и структурных композиций сложной системы с её инженерными объектами, контроль за которыми обеспечивает требуемое функционирование системы;
2) человека или коллективов, участвующих в работе системы, то есть интеллектуальных объектов системы;
3) той части среды, в которой это функционирование протекает и которая, по существу, является неотъемлемой частью сложной системы;
4) структуры сложной системы, определяющей целостность и развитие конгломерата «система-среда».
В-пятых, при формулировании возможностей ЛПР, обусловленных:
1) творческой составляющей ЛПР, выраженной, в основном, его знаниями и умением;
2) исполнительской составляющей ЛПР, представленной, в основном, его умением и волей;
3) социальной (системной, структурной) составляющей ЛПР, выраженной степенью ответственности и возложенными на ЛПР управленческими (в том числе, властными) полномочиями.
Безусловно, знания и умения ЛПР – это, прежде всего, те знания и умения, которые требуются для того вида деятельности, который воплощается в функционировании конкретной сложной системы в конкретной обстановке.
Несомненно, степень ответственности определяется нравственными (общечеловеческими), моральными (классовыми) и профессиональными критериями оценки побуждающих мотивов, формулируемых намерений, использованных средств достижения целей и т.п.
При этом управленческие полномочия возлагаются на ЛПР конкретной организационной структурой (сложной системы) в границах конкретной среды обитания как той части пространства окружающего (ЛПР) мира, в которой он стремится или вынужден существовать, осуществляя определенные виды деятельности [см. лекцию 5].
В-шестых, при определении партнёров сложного объекта: собственно сложный объект, его система управления, как всё то, что обеспечивает его требуемое функционирование, и внешняя среда, в которой и с которой взаимодействуют и объект, и система управления [см. лекцию 6].
В-седьмых, при формулировании существа взаимодействия объекта и среды [см. лекцию 6.], основываясь на положении о том, что конфликт между локально организованными объектами и средой неизбежен, что именно конфликт – основа стратегий взаимодействия объекта и среды. Он заставляет среду искать варианты воздействий на объект для достижения своих целей от ликвидации объекта до определенного использования объекта (как его прогрессивного развития). При неправильном (нереальном, неестественном) понимании объектом критериев качества, предоставляемых ему средой, его жизнедеятельность в среде обречена по ряду объективных причин:
– отсутствия близости к адекватности взаимных реакций,
– невозможности организации процессов взаимного приспособления,
– недостижимости совместимости с непрогнозируемой средой.
Сложная (проблемная, конфликтная) ситуация – это такое положение, при котором разрушаются взаимообусловленные, априорно установленные, априорно ожидаемые, (априорно) возможные, словом, привычные (заранее или на текущий момент) для системы (и человека в ней) связи и отношения между объектом (сложной системой) и его локально организованной средой.
В-восьмых, при определении сложной системы [см. лекцию 4] как материального ВЭО-образования, в состав которого могут входить инженерные или интеллектуальные объекты, взаимодействующие со средой, и жизнедеятельность которой в этой локально организованной среде обуславливается её целесообразным поведением или процессами её приспособления (адаптации) к (в) среде.
В-девятых, при формировании компоненты целеположения, в большей степени образующихся под воздействием среды [см. лекцию 9]:
а) целеполагание в процессах жизнедеятельности основывается на общественно значимой духовной оценке качества самого процесса существования человека (критериальность цели);
б) цель выражается в виде желаемых образов будущих результатов деятельности, которые определяют характер процесса деятельности (желаемость и множественность цели);
в) цель представляется в виде следствия предшествующих действующих причин (причинность и прогнозируемость цели);
г) цель есть объективно существующие отношения, определяющие возможные направления изменения и развития процессов деятельности (объективность и описательность цели).
В-десятых, при уточнении процесса восприятия обстоятельств в процессах управления (пример многосмысленности категории «ожидаемости») [табл. 3, лекция 10].
В-одиннадцатых, при формировании концептуальных представлений человека
[рис. 21-26, лекция 10], когда «местоположение» человека играет существенную роль в процессах наблюдения и измерения.
Наконец, идея среды сыграла значительную роль в вопросах построения и использования языков представления знаний, когда была введена модель внешнего мира M, посредством которой и осуществлено взаимодействие между носителями различных языков [рис. 30, лекция 12]. Эта модель мира содержит всю языковую и неязыковую информацию о внешнем мире. Если модели двух носителей языков (индивидуумов, агрегатов) совпадают, то считают, что взаимопонимание определяется совпадением соответствующих лингвистических конструкций (структур в этих моделях). При несовпадении моделей взаимопонимание недостижимо.
Итак, обращение к понятию среды явилось достаточно продуктивным в плане понимания темы и формирования представлений о возможностях восприятия и регулирования деятельности сложного объекта. Можно говорить о важной роли понятия среды, как некой абстракции, способствующей более ясному и чёткому пониманию функций человека, инженерного объекта и проблемных обстоятельств, сопутствующих деятельности сложного объекта. Однако это только одна сторона представлений о среде. Среда не только абстракция или инструмент формирования представлений о функционировании системы.
4. Идея среды, как локально организованной объективной реальности.
В начале исследования важно умение отделить (отграничить) систему от среды, с которой взаимодействует система. Частным случаем выделения системы из среды является определение её через «входы» и «выходы», посредством которых система общается со средой, выступающей в виде:
1) совокупности всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы;
2) того особого окружения системы, в котором сама система является только элементом или частью этого окружения.
Исходя из этой содержательности, определим локально организованную среду, как совокупность всего того, что способствует и препятствует требуемому функционированию конкретной (сложной) системы.
Совокупность причин (способствующих и препятствующих) может порождаться (и выражаться):
1) вещественными, энергетическими или информационными воздействиями;
2) элементами, частями и фрагментами, связями и отношениями, имеющими место внутри системы;
3) элементами, частями и фрагментами, связями и отношениями частей системы (элементов, фрагментов и т.п.) с внешней средой;
4) элементами, частями и фрагментами, связями и отношениями, обусловленными собственно механизмами зарождения и развития системы и т.д.
Всё, что способствует и препятствует функционированию конкретной системы для отработки заданной целевой функции, составляет локально организованную среду конкретной системы.
Всё, что способствует и препятствует функционированию конкретной системы с целевыми функциями, имеющими лучшие показатели критерия качества (например, (3) [лекция 3]), составляет локально организованную среду конкретной системы.
Отличие локально организованной среды от среды в том, что первая имеет отношение исключительно к каждому «системному кванту» жизнедеятельности и соответствующей непрерывности функционирования сложного объекта, а вторая – есть совокупность этих локально организованных сред. Возможно и «обратное» толкование: в разных условиях среда может проявлять (представлять, выражать) себя по-разному, взаимодействуя с объектом в виде своих «моделей» – некоторых локально организованных сред. При этом первая так же, как и объект, может быть задана, по существу, с использованием принципа «черного ящика» и не требовать выделения и установления различных объектов и их свойств, составляющих дальнейшее окружение и системы, и среды.
Сами локально организованные среды конкретного объекта проявляют себя, как некоторые реальные объекты с вполне организованной структурой, наделённой целесообразным поведением относительно данной системы, взаимодействующие с системой и внешней средой по отношении к нему самому и системе (в конкретном системокванте).
Установление границ локально организованной среды и системы во многом определяется положением исследователя как наблюдателя[135] [см. лекцию 10]:
1) наблюдатель относит себя к среде, представляет систему, как изолированный элемент среды и определяет множество свойств и отношений локально-организованной среды, как объекта, взаимодействующего с системой;
2) наблюдатель относит себя к системе и представляет локально организованную среду, как изолированный объект, взаимодействующий с системой;
3) наблюдатель выделяет себя из системы и из среды и рассматривает систему, как открытую, постоянно взаимодействующую со средой, учитывая этот факт при моделировании.
Установление границ локально организованной среды и системы во многом определяется восприятием исследователя и локально организованной среды, и системы в ней по следующим причинам:
1) человек воспринимает явления объективной реальности в виде некоторых психических образов посредством всего своего арсенала органов чувств и средств технического оснащения (датчиков, приборов);
2) психические образы могут вызывать (инициировать) процесс осмысления этих образов в сознании человека и тем самым формировать в сознании некоторый мысленный образ (мысленную модель) явления объективной реальности, с которым он может проводить мысленные эксперименты, делая (проводя) различные умозаключения;
3) мысленные образы явления представляют ряды образов неких объектов, каждый из которых является симбиозом (композицией, конгломератом) свойств системы и проявлений среды. При этом эти объекты могут быть далёкими от реальной среды и системы в силу того, что внешний мир имеет существенно большее число степеней свободы, чем человек с его пятикоординатной чувственной сеткой (зрение, слух, осязание, обоняние, тактильные ощущения) и приборным оснащением.
Сложности моделирования локально организованной среды. Если локально организованная среда (ЛОС) – это множество способствующих и препятствующих причин, то моделирование ЛОС – это моделирование именно этих причин. Но они носят временной или ситуационный характер, кроме того, во времени, пространстве или обстоятельствах могут менять свою функциональную принадлежность: переходить из способствующих в препятствующие.
При функционировании организационно-технических систем и система, и её окружение имеют в своём составе человека, как активного участника отношений внутри системы, в среде и в процессах взаимодействия системы со средой. Человек обладает свободой выбора своих действий и волей к реализации своих побуждений. Это определяет первую сложность моделирования среды: сложность моделирования поведения человека в ней и поведения человека в отношении её.
Изначально человек не воспринимает объект как строго отграниченный от его среды. Человек воспринимает образы объекта, как композицию (смесь) с различными образами среды в зависимости от конкретных обстоятельств. Положение осложняется тем, что человек может менять свою функциональную принадлежность: в разных ситуациях он может относить себя то к объекту, то к среде этого объекта. Это обуславливает вторую сложность моделирования локально организованной среды: отсутствие или неопределённость функциональных границ среды и объекта.
Локально организованная среда объекта – это совокупность причин, способствующих и препятствующих эффективному функционированию этого конкретного объекта. Установление этих причин во многом определяется пониманием исследователя, его концептуальными представлениями, а также ограниченностью степеней свободы человека (органов чувств и средств технического оснащения) при восприятии среды. Это указывает на третью сложность моделирования локально организованной среды: отсутствие критериев формальной оценки полноты знаний о том, что определяет содержание локально организованной среды.
Контрольные вопросы по лекции 17:
1. Каковы классические представления о среде инженерного объекта?
2. В чём проявляется необходимость выделения среды обитания?
3. Поясните классификацию среды обитания.
4. Как можно понять среду, как абстракцию?
5. Что означает понятие среды, как реального объекта?
6. Наглядно ли влияние среды обитания на функционирование сложного объекта?
7. Объясните предназначение локально организованной среды.
8. Какие причины порождают локально организованную среду?
9. Каковы различия между локально организованной средой и средой?
10. Чем обуславливаются границы между объектом и его локально организованной средой?
11. В чём заключены основные сложности моделирования локально организованной среды?