Инновационная сложность

Системы управления наиболее сложных объектов, таких, как социумы или живые организмы, всегда иерархичны. Согласно закону иерархических компенсаций (закон Седова) в сложной иерархически организованной системе рост разнообразия на верхнем уровне обеспечивается ограничением разнообразия на нижних уровнях, и наоборот, рост разнообразия на нижнем уровне дестабилизирует верхний уровень, и система может разрушиться. Каждый уровень управления призван обеспечивать гомеостаз и бесконфликтное развитие на «вверенном» ему нижнем уровне.

Рефлекс подчинения присущ генетическим программам всех наиболее сложных «живых» систем, поэтому, «научившись» подчиняться управляющим посылам, они смогли выжить и сохраниться до наших дней. Спецификой социумов является то, что с годами врожденный рефлекс к подчинению, заложенный в человеке, постепенно закрепляется воспитанием и приобретает черты осознанного выбора. Механизмами, ограничивающими разнообразие в поведении отдельных индивидов с целью сплочения всего общества и упрощения управления им, выступают религия, культура, мораль, этика, обычаи, право.

Управление сложными социальными системами осложняется тем, что вмещающая систему среда воздействует как на сам объект, так и на его центр управления, повышая или снижая его эффективность. Следовательно, изменяя вмещающую систему среду, регулируя потоки ресурсов и энергии можно осуществлять рефлексивное управление любым сложным объектом, провоцируя его на нужные действия. Возможно также и рефлексивное управление развитием биосферы, однако, в качестве внешней среды для нее выступает человек. Поэтому изменение человеческого фактора – и есть наиболее эффективный метод воздействия на биосферу, а наиболее щадящий вариант преобразования человека – это совершенствование, развитие блока его социальной памяти через образование и воспитание.

Сущностью процесса развития сложной системы является такая форма движения материи как усложнение, повышение организованности и разнообразия. Роль человечества в этом процессе обусловлена присущим ему разумом, которым наделены только люди, что предопределило их участие в развитии через управление. В таком контексте «управление развитием» определяется как ограниченная искусственная деятельность над естественным процессом.

Однако важно развести два понятия: «руководство» и «управление». Деятельность «руководство» имеет место, когда управляемая подсистема представляет собой иерархическую административную структуру. В таком случае целеполагание осуществляется только на самом высоком уровне, на остальных уровнях эта цель является задачей для выполнения, и собственные цели не формируются. Деятельность «управление» реализуется тогда, когда управляемая система не связана с управляющей подсистемой административными отношениями. Управляемые объекты здесь имеют свои собственные цели, от достижения которых не могут отказаться. В этом случае управляющее воздействие должно быть направлено на согласование всех искусственных преобразований с естественными процессами, протекающими в управляемой системе.

По существу управление сложной системой – это подчинение ее целям. Оно может считаться успешным, если будет направлять движение системы к ее естественному состоянию как аттрактору. Вся специфика управления целями сложной саморазвивающейся системы заключается в способности предвидеть грядущие бифуркационные состояния, выбирать из них желаемое и определять средства «подталкивания» системы к этому состоянию.

Можно сделать вывод, что управление самоорганизующейся системой с целью изменения направления ее дальнейшей эволюции вполне возможно. Оно предполагает искусственное изменение внешних условий через расширение или уменьшение числа возможных состояний (аттракторов) в результате управляющих воздействий. В зависимости от того, насколько вмешательство управляющей подсистемы совпадает с направлением ее естественного развития, система может продолжить развитие, не меняя направленности (мягкое воздействие). Другой вариант развития – управляющий орган подталкивает систему наперекор ее естественному движению, в результате она погибает и переходит к новому аттрактору, так как не может существовать в создавшихся условиях.

Управлять развитием могут определенные природные механизмы, но для нас важно, что управлять им может и человек, который всегда стремится влиять на условия существования самоорганизующихся систем в своих целях. Однако действия в этом направлении часто сопряжены не столько с результатом анализа их глобальных последствий, сколько со стремлением достичь сиюминутных выгод. Поэтому управление развитием, очень часто осуществляется при отсутствии адекватного понимания устойчивости его механизмов при поспешных, невежественных и грубых действиях, в то время как «управление есть искусство мягкого дирижирования» (К. Маркс). В случае активного вмешательства человека в экосистемы оно требует основательной методологической проработки и системного научного подхода, здесь нет возможности искать ответ методом проб и ошибок, а «навязывать» системе необходимое поведение очень трудно [334] .

334

Курдюмов С П., Малинецкий Г. Г. Синергетика – теория самоорганизации. Идеи методы перспективы. М., 1983. С. 5.

Н. Н. Моисеев определил способ бескризисного управления системой, который позволял бы понять и учесть естественные тенденции ее развития и тем самым сохранить себя и управляемую систему как «принцип кормчего». Он писал: «Стремясь достичь желаемой гавани, кормчий не должен рассчитывать только на свои силы; он в максимальной степени обязан уметь использовать могучие силы Природы (силу течения и ветра) и уж, во всяком случае, не направлять свой корабль наперекор потоку» [335] .

335

Моисеев Н. Н.

Универсум. Информация. Общество. М: Устойчивый мир,

2001. С. 187.

Поэтому управление сегодня предполагает поиск методов определения аттракторов развивающихся систем, а также построение механизмов воздействия на их развитие. При этом в связи с нарастанием кризиса в социоприродной системе предстоит пересмотреть стоящие перед человечеством задачи и выработать новые подходы к их решению. На данном витке становления глобальной цивилизации невозможно избежать активного вторжения человека в процессы самоорганизации, поэтому так важно сформулировать общие цели развития человечества, совпадающие с целями природы. Необходимо также выработать новые мировоззренческие ориентиры: осознать значение информации, информационных технологий и новых знаний для поддержания прогресса. Только при интегрировании прошлого опыта с современными достижениями, овладении потенциалом информации, накопленной человечеством, возможен высокий уровень культуры мышления, способствующий принятию компетентных решений в вопросах надлежащего взаимодействия человечества с природой.

IV. Сложность технических систем

Эволюция сложности технических систем

В. Г. Горохов

Сложность машины как конгломерат простых машин – от античной механики до «театров машин» XVIII в. Сложные машины как целостность: анализ и синтез машин в теории механизмов и машин XIX–XX вв. Сложные технические системы в системотехнике: от технических систем к человеко-машинным системам (деятельность человека-оператора как сложная система) и социотехническим системам (сложные социотехнические проекты второй половины XX в.), сложность как комплексность – попытки редукции, сложность процесса создания больших (многоразмерных) технических систем. Сложность и простота многоразмерных и одновременно безразмерных наносистем в наносистемотехнике. Эволюция сложности в условиях роста технологических рисков.

Ключевые слова: сложность и простота, технические системы, макро– и нано– системотехника, социотехника, технологические риски.

Простота и сложность – две стороны одной исследовательской стратегии, уходящей корнями в Античность. Об этом писал еще Аристотель: «Мы только тогда полагаем, что познали сложную вещь, когда узнаем из каких и из скольких начал она состоит» [336] . Однако особое значение эта проблематика приобретает в технике. Первоначально упор делался на анализ простых машин, из которых собирались и к которым сводились сложные машины. Однако постепенно сформировался иной подход – проектирование сложных систем как целостных уникальных образований, не сводимых к конгломерату простых частей. Именно формированию этого подхода и посвящается данная работа.

336

Аристотель. Физика / Аристотель. Соч. в 4-х томах. T. 3. М.: Мысль, 1981.

С. 69.

От античной механики до «театров машин» XVIII в.

Античная механика разложила по полочкам так называемые простые машины, из которых собраны все сложные. Каждой из этих машин (блок, винт, полиспаст и т. п.) соответствовали определенные методы расчета. Но сборка из них сложных машин оказывалась уже в Новое время не такой простой [337] . Над этой проблемой бились многие инженеры и ученые, в том числе и Галилей. Однако по-настоящему эта проблема возникла перед наукой о машинах в конце XVIII века, когда количество машин и механизмов стало настолько большим, что их описание заняло несколько объемистых томов различных «театров машин», наиболее известным из которых является десятитомный труд германского механика Якоба Леопольда [338] . Уже тогда стало ясно, что редукция сложных машин к простым не дает в руки механиков надежного инструмента не только для их создания, но и для анализа и описания.

337

Marco Ceccarelli. Early TMM in Le Mecaniche by Galileo Galilei in 1593. – http:// www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0094114X06000553; Левина И. С, Романская М. М. У истоков механики машин // Исследования по истории механики.

М.: Наука, 1983

338

См., например, один из них: Leopold J. Teatri Machinarii, oder Schau-Platz der Heb-Zeuge oder Maschinen eine Last vorzubringen und zu erheben. Leipzig, 1725; Reprint – Hannover: Th. Sch"afer GmbH, 1982