Анохин

Анохин Петр Кузьмич
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ
1973 год

ПЕРВАЯ ЧАСТЬ

ЛАБОРАТОРИЯ ПРОСТРАНСТВ
galactic.org.ua
ЧЕЛОВЕК


ОБЩИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ
Трудно найти в истории цивилизации такой момент, о котором можно было бы сказать, что именно тогда возникла идея о целостности, о единстве мира. Вероятно, уже при первой попытке понять мир мыслящий человек столкнулся с поразительной гармонией между целым, «универсумом», и отдельными деталями, частями.

 
 



 1 

 2 

 3 

 

                 В сущности эта проблема актуальна не только для исследователей-биологов, но и для физиков, экономистов и других специалистов. Достаточно проследить крайне интересную дискуссию между Нильсом Бором и Альбертом Эйнштейном, чтобы понять, какой животрепещущей проблемой является выработка этих новых принципов целостного подхода к изучаемому объекту. В этой дискуссии столкнулись два подхода к вопросу, как обеспечить уровень специфически целого в научном исследовании, Например, организма, и в то же время не потерять огромных преимуществ уровня тончайшего анализа.

Как известно, Нильс Бор выразил свою точку зрения в концепции, известной как  «принцип дополнительности».  Согласно  этой  концепции, целое и целостный подход должны дать исследователю возможность найти долнительные  характеристики  изучаемого  объекта,  более  или  менее выражающие специфические черты именно целого. Он считает, что условия наблюдения, т.е. ракурс, в котором мы наблюдаем изучаемый объект, могут изменяться в процессе    исследования и это дает дополнительные опорные пункты для всестороннего познания объекта. По своей сути этот подход, расширяя возможности изучения целостного объекта, ставит исследователя в положение наблюдателя, определяющего, как складываются наблюдаемые явления.

Альберт Эйнштейн, наоборот, стремился найти такой подход, который заменил бы феноменологический подход  Бора динамическим подходом, позволяющим проникнуть в природу внутреннего взаимодействия в каком-либо сложном целостном феномене.

В то время как при помощи феноменологического подхода к целостному процессу можно определить, как устроены изучаемые объекты, подход Эншптейна заключается в стремлении эмпирически найденную закономерность представить как логическую необходимость.

Нам сейчас важно подчеркнуть, что дискуссия между двумя величайшими учеными нашего времени принимает как нечто определенное и обязательное поиски переходного принципа целостного подхода к явлениям. Речь идет лишь о том, в какой форме этот принцип мог бы быть наиболее эффективным для конкретной научно-исследовательской работы, поскольку целостный подход вообще, оставаясь мечтой исследователя, не давал в то же время никаких конструктивных решений для формулировки задач повседневного исследования. «Целое» и аналитическое экспериментирование по-прежнему уживались в двух параллельных плоскостях, не обогащая друг друга.

Появление системного подхода дало ученым некоторую надежду на то, что, наконец, «целое» из диффузной и неконструктивной формы примет четкие очертания операционального исследовательского принципа. Однако, прежде чем анализировать причины, по которым этот принцип не был найден, мы хотим дать краткую оценку развития системного подхода в различных физиологических школах.

Термин «система» имеет весьма древнее происхождение, и едва ли есть какое-либо научное направление, которое его не употребляло. Достаточно вспомнить «систему кровообращения», «систему пищеварения» и т.д., которые до сих пор некоторыми исследователями принимаются за выражение системного подхода. Большей частью термин «система» употребляется там, где речь идет о чем-то собранном вместе, упорядоченном, организованном, но, как правило, не упоминается критерий, по которому компоненты собраны, упорядочены, организованы.

Эти общие недостатки естественны. Мы не должны забывать, что последовательное приложение системного принципа к явлениям различного класса (организму, машинам, обществу) не является простой сменой терминологии, перестановкой лишь порядка исследовательских приемов. Системный подход к исследованию является прямым следствием перемены теоретического подхода к пониманию изучаемых объектов, т.е. в какой-то степени следствием изменения самой формы мышления экспериментатора. Естественно, что такой процесс не может быть одномоментным.

Как будет показано ниже, наиболее характерной чертой системного подхода является то, что в исследовательской работе не может быть аналитического изучения какого-то частичного объекта без точной идентификации этого частного в большой системе. Таким образом, со стратегической и практической точек зрения исследователь должен иметь прежде всего конкретную концепцию системы, которая должна удовлетворять основным требованиям самого понятия системы, и лишь после этого формулировать тот пункт системы, который подлежит конкретному исследованию.

В области физиологических исследований И.П. Павлов, пожалуй, первым употребил выражение «система» для некоторых специальных случаев своей экспериментальной работы. Речь идет прежде всего о формировании динамического стереотипа. Как известно, эта система создается тем, что изо дня в день повторяется стереотипный порядок одних и тех же условных раздражителей. В результате длительной тренировки этот порядок раздражителей, обнаруживаемый по специфическому для данного раздражителя количеству слюны, проявляет себя даже в том случае, когда применяется один и тот же раздражитель.

Прямые электроэнцефалографические исследования мозга в момент создания такого динамического стереотипа, проведенные в нашей лаборатории А.Д. Семененко, показали весьма интересные свойства мозга как целого. Так, например, оказалось, что к каждому предстоящему раздражителю в случае укрепленного динамического стереотипа мозг автоматически, т.е. только на основе прежней тренировки и независимо от реального внешнего раздражителя, готовит состояние, качественно отражающее именно тот раздражитель, который применялся на этом месте много раз в прежних тренировках. Конечно, создаваемые таким образом стереотипные состояния мозга, отражающие комплекс условных раздражителей данного опытного дня, далеки по своему физиологическому смыслу от того системного подхода, который бурно развивается в последнее время. И все же эти эксперименты показали, что мозг может на основе приобретенного опыта создавать некоторые целостные состояния, объединяющие раздражители целого экспериментального дня и раскрывающиеся независимо от реальной экспериментальной обстановки.

Мы не будем приводить здесь все те случаи, в которых понятие «система» привлекалось для обозначения чего-либо упорядоченного, ибо хорошо известно, как широко этот термин употребляется для обозначения подобного рода феноменов. Нас интересуют здесь по преимуществу системы  обладающие способностью экстренной самоорганизации, динамически и адекватно приспосабливающие организм к изменению внешней обстановки. Иначе говоря, нас интересуют натуральные функциональные системы организма.

Системный подход в форме теоретической концепции под названием «общая теория систем» возник как реакция на исключительно бурный рост аналитических подходов в науке, все более и более удаляющих творческую мысль от того, что длительное время называлось проблемой целостного организма.
 

 
 
   

Общая теория систем как новая форма мышления, несмотря на свои иные дефекты, сразу же привлекла внимание западных ученых и шла особенно широкий отклик в среде теоретиков. Этому содействовало также организация регулярного ежегодного издания «Общая теория систем», которое стало своеобразным дискуссионным клубом и для сторонников, и для противников системного подхода как универсальной концепции объединяющей интересы самых разнообразных наук. К этому времени и в среде биологов-экспериментаторов назрела необходимость целостного подхода к объяснению материала, накопленного в результате аналитического подхода к предмету. В отчетливой и красочной форме эту потребность выразил Уоддингтон в предисловии к книге Гуодвина «Временная организация клетки»  (1966). Подчеркивая необходимость разработки теоретической биологии, направленной на понимание принципов организации биологических систем, он пишет:   «Мы можем восхищаться теориями, говорящими нам о назначении структуры в простейших объектах, таких, как, например, вирусы, которые почти целиком состоят из нуклеиново-кислотного стержня, заключенного в белковую оболочку но мы не можем удовлетвориться ими. Нам необходимо развить, исходя из этого, надструктурную теорию, которая позволила бы нам понять организацию высших, наиболее сложных форм жизни. Однако разработка такого базиса, необходимого биологии для того, чтобы проделать путь от вируса до мыши, является, вероятно, еще более грандиозной задачей, чем та, которую решала физика на пути от атомного ядра к молекуле, полупроводнику и звезде».

Нельзя не согласиться с Уоддингтоном в том, что этот путь действительно труден, однако он не был бы таким, если бы с самого начала изучения биологических систем было решено, что целое, система при своем становлении приобретают собственные и специфические принципы организации, не переводимые на принципы и свойства тех компонентов и процессов из которых формируются целостные системы (например, возбуждение и торможение).

Значительное влияние на развитие системного подхода оказало интервью «отца кибернетики» Норберта Винера. Отвечая на вопрос корреспондента о том, какой будет наука в 1984 г., он сказал: «Главные проблемы биологии также связаны с системами и их организацией во времени и пространстве. И здесь самоорганизация должна играть огромную роль. Поэтому мои предположения в области наук о жизни касаются не только их постепенной ассимиляции физикой, но и обратного процесса — постепенной ассимиляции физики ими» (Винер, 1964).

Сразу же после этого интервью общая теория систем и системный подход возбудили особый интерес среди исследователей разных специальностей. Прежде всего было организовано несколько центров по изучению системы: при Кливлендском и Оксфордском университетах («Исследование систем») и др.

Во Франции недавно был создан специальный Институт высшего синтеза, организаторы которого в сущности также сосредоточили свое внимание на изучении принципов организации целостных образований в природе и обществе. Его центральным направлением является формулировка «идей науки» для раскрытия высшего синтеза в явлениях природы и общества. В 1971 г. этот Институт провел III Международный конгресс, посвященный искусственному и естественному интеллекту (Institut des Hautes Synthes, Nice, France).

В последние годы один за другим стали организовываться симпозиумы, конференции и другие встречи, посвященные изучению систем. Особенно большую активность в этом направлении (с 1950 г.) проявили Берталанфи и Научное общество по общей теории систем, а также и Кливлендский центр по изучению систем. Последний уже провел три международных симпозиума по «системному подходу в биологии» и осуществил ряд изданий, посвященных этой проблеме (например, «Теория систем и биология»). Естественно, должен возникнуть вопрос: как далеко продвинулись биологи и физиологи после этих многосторонних попыток приблизиться к пониманию системы и использованию ее как методологического инструмента в формулировке новых задач исследования и понимании уже накопленных материалов? Можем ли мы сейчас с большим успехом сформулировать само понятие системы, чем раньше? Несмотря на то что общие задачи системного движения в науке сформулированы были достаточно правильно, результаты исследований, особенно конкретизация понятия системы и формулировка ее конкретных и специфических только для нее биологических свойств, остаются очень неутешительными. Не будет преувеличением оказать, что дело остановилось на подборе определений, формулировок, которые охарактеризовали бы систему и выделили бы ее из категории несистем.

Из всех определений системы, которые даются участниками дискуссии по общей теории систем (см. ниже), видно, что чисто теоретический подход к проблеме практически не сдвинул ее с места. В качестве аргумента можно привести достаточно красноречивую характеристику, данную одним из прогрессивных биологов Гудвином в книге «Временная организация клетки» (1966). Он писал: «Центральное место в биологической науке занимает концепция организации, хотя само понятие организации и не имеет четкого определения». И это верно. Можно взять десяток определений системы как у самого Берталанфи, так и у его последователей и увидеть, что ни одно из них не дает возможности активно использовать понятие «система» как инструмент для более усовершенствованной исследовательской работы.

Действительно, если подвести итоги поисков системного подхода и приложить их к пониманию всего накопленного материала в биологических и физиологических исследованиях, то сразу же обнаруживается их неспособность хоть в какой-либо мере помочь конкретному исследованию. Мы не сможем каждый конкретный результат, полученный при аналитическом эксперименте, поставить в определенное место системы, чтобы он приобрел свое реальное значение органического компонента системы, содействующего своими степенями свободы получению результата системы. Вспомним    что    одной   из   главных   целей   поисков    системы является именно ее способность объяснить и поставить на определенное  место  даже  тот  материал,  который был задуман и получен исследователем без всякого  системного  подхода.

В чем причина этого очевидного неуспеха в таких оживленных поисках системного подхода при достаточно правильно сформулированной исходной цели? Почему при правильно сформулированных недостатках теоретических обобщений в биологии и физиологии и при широком внимании к этим недостаткам мы тем не менее не имеем конструктивных итогов, которые своей полезностью заслужили бы широкую популярность у экспериментаторов — биологов и физиологов? Нам кажется, что одной из главных причин такого печального положения с поисками конкретных качеств системы является излишнее теоретизирование всей проблемы в целом.

Действительно, необходимость начать системный подход возникла у специалистов главным образом в результате смутного ощущения неправильного развития биологии и физиологии, т. е. на основе чисто теоретических соображений. Достоинства системного подхода мыслились теоретически, но они еще не имели соответствующего, уже найденного в конкретном исследовании эквивалента.

Сложилось курьезное положение: с одной стороны, не было поддержки конкретных биологических и физиологических наук в виде открытия конкретных, специфических только для системы механизмов, а с другой — непомерно разрослась часть теоретических поисков и определений, часто украшенных обширными математическими выкладками. Именно этим можно в какой-то степени объяснить парадоксальное явление: у всех теоретиков системы и у философов поразительно схожи сами определения понятия системы, хотя ни у тех, ни у других это понятие не имеет действенного значения как инструмент, облегчающий конкретную исследовательскую работу.

ОСОБЕННОСТИ ОТДЕЛЬНЫХ ТЕНДЕНЦИЙ В РАЗРАБОТКЕ ТЕОРИИ СИСТЕМ

Интересно выяснить, какие же цели ставят перед собой различные группы исследователей, какими методами они осуществляют настойчивый поиск «системного подхода»?

При первой же попытке понять эти цели по имеющимся литературным источникам мы встречаемся по крайней мере с четырьмя оформившимися тенденциями.

Первая состоит в том, чтобы сделать системный подход достаточно понятным с формулировочной точки зрения и направить все внимание на философский смысл и объем системного подхода, примененного, в частности, к социальным явлениям. В этих поисках система выступает как научная и философская категория, ведущая к усовершенствованию познавательного процесса. Такое направление, в основном разрабатываемое философами и историками, развивается в настоящее время по пути исключительно теоретического поиска и теоретической оценки, при которых трудно пока говорить о каком-либо контакте с практическими запросами исследовательской работы.

Представителями второй тенденции являются сторонники математической формализации системы, или математической теории систем (Месарович, Раппопорт, В. Кухтин и др.).

Последователи системного подхода, поддерживающие третье направление, считают, что теория систем должна вырасти из изучения натуральных систем и затем стать конкретным инструментом исследования. Такие системы должны помогать исследователю ставить новые, более прогрессивные задачи научных исследований, быть способными объяснять накопленный ранее материал и преодолеть только аналитический подход к исследовательской работе. Эта категория ученых обычно ожидает, что теория систем проложит «концептуальный мост» через пропасть, пока еще разделяющую синтетический и аналитический подходы к объектам исследования.

Можно считать, что к последнему направлению примыкают сторонники системного подхода (четвертая тенденция), которые под этим углом зрения анализируют социально-экономические системы.

В последние годы становится особенно популярной проблема «больших систем», объединяющая все виды организации промышленных, производственных и обслуживающих систем (В. А. Трапезников, В. Г. Афанасьев, Д. М. Гвишиани, Ханике, Бросс и др.).

Как видно из этой краткой характеристики, исследования различных ученых значительно отличаются по своим подходам и целям, что по-разному влияет на репутацию самой полезности разработки теории систем. Естественно, что исследователь, работающий в конкретной области науки (биологии, физике, физиологии, медицине), заинтересован прежде всего в том, чтобы теория систем вошла в его интеллектуальный статус как вполне понятное научное движение, значительно обеспечивающее прогресс его конкретной научной работы. Обычно эта категория исследователей мало обращает внимание на общефилософское и методологическое обсуждение теории систем, поскольку такое обсуждение, как правило, не устанавливает концептуального моста между философией системы и ее применением к какому-либо изучаемому объекту.

Такое отношение к философскому разбору системного подхода отнюдь нельзя назвать узким прагматизмом, как это может показаться на первый взгляд. Скорее эту позицию можно определить как склонность изучать не «методологию вообще», а «методологию моего дела».

Если представленные выше особенности разработки различных аспектов теории систем затрагивают интересы различных сторонников системного движения, то фактор, который мы собираемся обсудить ниже, является общим и даже обязательным для любого исследователя теории систем с любыми требованиями к ее практическому эффекту.

РЕШАЮЩАЯ РОЛЬ СИСТЕМООБРАЗУЮЩЕГО ФАКТОРА

Исследование систем Анохиным
Рис.1. Схематическое изображение «концептуального моста» между системным уровнем и тонкими аналитическими процессами.
а — уровень целостной системной деятельности;  б — уровень тонких аналитических процессов; в — путь обычных корреляционных отношений;  г — включение системообразующего фактора, который объясняет процесс упорядочивания между множеством компонентов системы; д —операциональная архитектоника системы и ее узловые механизмы.
 

Таким обязательным положением для всех видов и направлений системного подхода является поиск и формулировка системообразующего фактора. Эта ключевая проблема определяет как само понятие системы, так и всю стратегию его применения в исследовательской работе. Иначе говоря, принесет ли пользу конкретным наукам системный подход или не принесет, будет зависеть от того, насколько успешно мы выделим системообразующий фактор и насколько полно будет описано его операциональное значение для формирования системы. Только при этом условии мы можем применить принципы системообразования для всех тех классов явлений, в которых происходит упорядочивание.

Схема демонстрирует непрерывность исследовательского процесса, обеспечивающего непосредственный переход от системного уровня к тонким физиологическим деталям системы до молекулярного уровня включительно.

Между тем вокруг этой проблемы сложилась крайне странная ситуация. Почти все сторонники системного подхода и общей теории систем подчеркивают как центральное свойство системы «взаимодействие множества компонентов» (Берталанфи, Раппопорт и др.). Близким является «упорядоченное взаимодействие» или «организованное взаимодействие». По сути дела именно на этих определениях понятия системы и покоится все обсуждение системного подхода. Хотя весь успех понимания системной деятельности, особенно у организмов, зависит от того, определим ли мы, какой именно фактор упорядочивает до того «беспорядочное множество» и делает это последнее функционирующей системой, вопрос о системообразующем факторе просто никогда не был поставлен в отчетливой форме системологами. Он не ставится ни главным идеологом «общей теорин систем» Берталанфи, ни группой его последователей (Акоф, Раппопорт, Месарович, Уотерман и др.). Пожалуй, так же дело обстоит и у советских теоретиков системы, объединенных Институтом истории естествознания и техники и Институтом философии АН СССР (В. Н. Садовский, И. В. Блауберг, Э. Г. Юдин, А. И. Уемов, К. М. Хайлов и др.).

В результате этого коренного недостатка — отсутствия системообразующего фактора — все имеющиеся сейчас определения системы случайны, не отражают ее истинных свойств и поэтому, естественно, не конструктивны, т.е. не помогают ставить новых, более объемных вопросов для исследования (рис. 1).

Ознакомившись подробно со всеми публикациями Общества общей теории систем (Society of General System*s Theoru), можно с уверенностью утверждать, что теоретическая неопределенность, отсутствие связи с конкретными научными дисциплинами и неконструктивность основных положений непосредственно для исследовательской работы являются следствием игнорирования основной проблемы системологии — раскрытия системообразующего фактора. Без определения этого фактора ни одна концепция по теории систем не может быть плодотворной. Трудно допустить без него существование какой-либо теории систем и прежде всего общей теории систем. Отсюда возникают и терминологические вопросы. Так, например, можно утверждать, что термин общая, примененный к теории систем Берталанфи, не имеет достаточного логического обоснования. Именно это чрезвычайно ограничивает ее конструктивное использование в научно-исследовательском процессе.

Постараемся произвести строгий логический анализ этой проблемы.

В каком случае мы могли бы говорить именно об общей теории систем? Только в том случае, если бы были даны убедительные доказательства того, что она может быть отнесена к самым разнообразным классам явлений, т.е. выявляет какие-то общие черты в разнообразных классах явлений, например в неорганической природе, организме, машинах, обществе. Так, например, клеточная теория является, несомненно, общей теорией для всего живого на земном шаре, поскольку клеточное образование является общим и изоморфным фактором для всех организмов независимо от уровня их развития и положения на биологической лестнице. Значит, растения и животные именно по этому критерию оказываются изоморфными образованиями.

Исходя из всего сказанного, мы можем построить следующий ряд логических положений.

1. Теория может получить право стать общей только в том случае, если она вскрывает и объединяет собой такие закономерности процессов или механизмов, которые являются изоморфными для различных классов явлений.

2. Изоморфизм явлений различных классов может быть выявлен только в том случае, если мы найдем достаточно убедительный критерий изоморфности. Чем более значимым является этот критерий для разбираемых явлений, тем более выраженным является их изоморфизм.

3. Для принятия «общей теории систем», пригодной для различных классов явлений, наиболее важным критерием изоморфности, естественно, является изоморфность системообразующего фактора.

Достаточно внимательно проанализировать эти три положения, чтобы увидеть, в чем состоят конструктивные трудности «общей теории систем», выдвинутой Берталанфи.

Эта теория не вскрыла того фактора, который из множества компонентов с беспорядочным взаимодействием организует «упорядоченное множество» — систему.

Это обстоятельство, т.е. отсутствие системообразующего фактора, не дает возможности установить изоморфность между явлениями различного класса, а следовательно, и не может сделать теорию общей. Именно этот недостаток бросается в глаза при изучении аргументов сторонников общей теории систем. И это же обстоятельство неизменно препятствует общей теории систем стать инструментом конкретного научного исследования.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ

Оценивая все стороны системного движения, которые являются тормозящим фактором в быстром и широком использовании теории систем в повседневном научном исследовании, мы не можем оставить в стороне так называемую математическую теорию систем.

Едва ли приходится сомневаться в том, что моделирование в настоящее время стало всеобщим и неоспоримым помощником в теории и практике различных областей деятельности. Большую пользу приносит и математическое моделирование.

Однако вряд ли то же самое можно сказать и про «математическую теорию систем», и именно потому, что ее общая стратегия вступает в противоречие с конкретной пользой от ее применения там, где речь идет о приложении математической теории систем к биологическим системам.

Прежде всего — и это, пожалуй, самое главное — сторонники математической теории совершенно радикально решают вопрос о соотношении этой теории с биологией. Так, например, Месарович, апологет математической теории систем, пишет: «Мы будем рассматривать системный подход как использование теории систем для изучения и объяснения биологических явлений. Таким образом, эта статья будет посвящена теории систем или, более конкретно, рассмотрению вопроса о том, может ли эта теория служить одновременно и принципиальной основой, и практическим методом для научного объяснения биологических явлений» (1970).

И еще более демонстративно эта парадоксальная, с точки зрения биолога, последовательность разработки биологических систем выражена в тезисах Месаровича (1970), регламентирующих применение математической теории систем к биологическим явлениям: «После того как построена система (математическая модель) и определено конструктивное задание, задача теории систем сводится к изучению свойств данной системы (методами математической дедукции или путем машинного моделирования). Таким образом, методология системного подхода в биологии слагается из следующих этапов:
а)  формализация (абстрагирование) — построение системы S и определение для нее конструктивного задания;
б)  дедукция — исследование свойств системы S с использованием дедуктивных методов;
в) интерпретация — изучение смысла найденных (дедуктивными методами) свойств в контексте рассматриваемого биологического явления».

По сути дела той же точки зрения придерживаются Калман, Фалб, Арбиб — авторы известной монографии «Очерки по математической теории систем».

Среди советских исследований теории систем особенно выделяются работы проф. А. И. Кухтенко, который, применяя математическую теорию систем к «большим системам» промышленного типа, принципиально так же начинает процесс изучения производственных явлений после предварительной формулировки математических моделей систем.

Итак, мы видим, что во всех видах применения математической теории систем декларируется один и тот же принцип ее использования. Сначала на чисто теоретическом основании формулируется математическая теория систем, и только после этого ее «задания» начинают применяться к объяснению тех или иных биологических явлений.

Для биолога и физиолога такая последовательность применения математической теории и формализации кажется весьма странной. Как можно чисто математическую модель, разработанную уже заранее в обход всех современных знаний об особенностях именно биологической организации, применить к объяснению и формулировке биологических закономерностей?

Так, например, в результате многолетней практики такого подхода ни одна из тысяч математических моделей нейрона абсолютно не отразила истинные особенности нейрона и ни на один шаг не продвинулись вперед наши знания о действительных законах его функционирования. Больше того, можно с уверенностью утверждать, что исследование нейрона с применением электронной микроскопии, микроионофореза, ультрацентрифугирования, культуры нейронов in vitro и нейрохимических исследований всегда на несколько десятков лет опережает довольно простенькие математические модели нейрона.

Не считаясь с действительными биологическими и физиологическими свойствами систем, математическая теория систем фактически переводит вопрос в плоскость настолько запутанного теоретизирования, что практически до сих пор она мало помогла разработке системного подход в области биологических явлений.

В этом вопросе, по нашему мнению, предпочтительнее рассматривать в обратном порядке взаимодействие этих двух областей знаний. Нет сомнения, что реальные «системные закономерности» могут быть почерпнуты и разработаны только на основе конкретного материала биологии и физиологии последних дней. Именно этот материал и должен стать реальной основой формализации, и благодаря строгому и быстрому математическому осмысливанию этих закономерностей более реальной станет и перспектива развития наших знаний о биологических системах. Крайняя трудность заимствования результатов исследовательской работы теоретиков математических систем состоит именно в этом. Придавая первичное и решающее значение именно математической обработке биологических явлений, сторонники этого подхода крайне затрудняют использование их разработок биологами и физиологами-профессионалами.

Практически же сторонники математической теории систем не могут, на наш взгляд, формализовать истинную биологическую систему хотя бы уже по одному тому, что они, как это видно по формулировкам Месаровича, не исходят из наиболее существенных критериев оценки именно биологических систем.

В самом деле, можно ли математически определить биологическую систему, если мы не можем наделить эту модель системы самым важнейшим свойством живой системы: формированием потребности получить тот, а не другой результат, и определенный целью, которую обычно ставит перед собой биологическая система уже в самом начале формирования поведенческого акта. Ни одна из известных нам вариаций математической теории систем не решает этого кардинального вопроса, а это значит, что мы не можем признать полезными и любые математические выкладки, если они сформулированы без учета таких важных системообразующих факторов. Образно говоря, с точки зрения биолога и физиолога, математическая модель дает нам в какой-то степени приемлемую форму кузова автомобиля, однако она неспособна наградить его мотором и топливом...

Формируясь в пределах самой биологической системы на основе ее потребностей, внешних факторов и памяти, цель всегда опережает реализацию ее организмом, т.е. получение полезного результата.

Интересно, что Месарович, наиболее солидный теоретик биологических систем, в конце концов приходит к признанию, что математическая теория именно биологических систем не может быть построена без привлечения целенаправленного поведения. Он пишет по этому поводу в 1970 г.: «Существует важный класс ситуаций, в которых эффективное конструктивное задание системы удается получить только при помощи описания, основанного на понятии целенаправленности (т.е. телеологического описания); при таком описании основной характер системы как некоторого (математического) отношения остается неизменным.

Под описанием, основанным на понятии целенаправленности, здесь подразумевается вся совокупность системных описаний, представленных с помощью понятий, которые выражают цели в поведении системы (та­кие, как адаптация, эволюция, управление, гомеостаз и т.п.)».

Однако при попытке представить себе эту «целенаправленность» в поведении систем математически Месарович приходит к таким упрощениям (стимул-ответам), что вообще теряется само явление целенаправленности. Так, одно из самых специфических свойств целенаправленности — принятие решения и предсказание результата — оказывается полностью не представленным в его рассуждениях.

Как из приведенного выше высказывания Месаровича, так и из других его работ очевидно, что он не видит своеобразных черт биологической системы, которые только искусственно, а потому и не конструктивно могут быть превращены в математическую модель. В самом деле, своеобразие биологической системы состоит в том, что потребность в каком-либо полезном результате и цель получения этого результата зреют внутри системы, в глубине ее метаболических и гормональных процессов, и только после этого по нервным «приводным ремням» эта потребность реализуется в поведенческих актах, допускающих в какой-то степени математическую формализацию. Этот путь возбуждений от реализации метаболической потребности в адекватных мотивационных структурах мозга до выявления первых попыток удовлетворения этой потребности изучен в настоящее время в нашей лаборатории с большой нейрофизиологической точностью (К. В. Судаков, Б. В. Журавлев, А. В. Котов и др.). Совершенно понятно поэтому (это отмечает и Месарович), что математическая модель системы накладывает ограничения именно на эти свойства биологической системы, т.е. по сути дела на то, что и составляет самую суть механизмов биологических систем.

Таким образом, вопрос о применимости и эффективности математической теории систем должен быть подвергнут специальной дискуссии.

Вопрос о том, какую помощь развитию системного подхода приносит математическая теория систем, становится особенно острым, если мы применим к ней наиболее важный для биолога и физиолога критерий: прокладывает ли математическая теория систем тот концептуальный мост, который должен соединить два края пропасти — синтетический уровень подхода исследователя к биологическим объектам и аналитический уровень изучения этих объектов. Этот чисто аналитический уровень исследования в биологии и физиологии становится все более и более опасным и угрожает утопить нас в половодье разрозненных и часто не объединенных ничем, фактов.

Самый смысл концептуального моста, как мы увидим ниже, состоит в том, что система должна объединить непрерывной детерминистической логикой   оба края этой пропасти, что дало бы возможность исследователю всегда видеть тот район целой системы, в котором ведутся его тончайшие аналитические исследования.

Само собой разумеется, что этот «мост» должен быть построен на материале фактов, терминов и понятий конкретных наук. Приходится глубоко сомневаться в том, что математическая модель системы обеспечит построение такого моста и значительно расширит творческие возможности исследователя. Тем не менее, поскольку этот вопрос является дискуссионным, оставим то или иное решение его специалистам этой области системного движения.

В связи со сказанным выше совершенно особо выглядит точка зрения современной общей теории систем на ведущие закономерности системы, а именно на взаимодействие множества неупорядоченных компонентов и перевода их в ранг упорядоченной системы. Изучая систему как совокупность математически сформулированных заданий, математик — теоретик системы — обычно не идет дальше своих наиболее излюбленных формулировок о «взаимодействии множества компонентов» при формировании системы.

вторая часть
ПОНЯТИЕ СИСТЕМЫ


 
 

- человек - концепция - общество - кибернетика - философия - физика - непознанное
главная - концепция - история - обучение - объявления - пресса - библиотека - вернисаж - словари
китай клуб - клуб бронникова - интерактив лаборатория - адвокат клуб - рассылка - форум