Системный анализ – это научная дисциплина, в которой изучаются проблемы принятия обоснованных решений относительно сложных систем. Под решением здесь понимается некоторый формализованный или неформализованный выбор одного из возможных вариантов достижения цели. Системный анализ, в частности, дает методики принятия решений, позволяющие целенаправленно отыскивать приемлемые решения, отбрасывая те из них, которые заведомо уступают другим.
Системный анализ возник в ответ на требования практики, поставившей нас перед необходимостью изучать и проектировать сложные системы, управлять ими в условиях неполноты информации, ограниченности ресурсов, дефицита времени.[1]
Хотя хронология науки относит момент зарождения теории систем и системного анализа (ТССА) к средине текущего столетия, тем не менее, можно понять, что ее возраст оставляет ровно столько, сколько существует Homo Sapiens.
Другое дело, что по мере развитие науки, прежде всего — кибернетики, эта отрасль прикладной науки сформировалась в самостоятельный раздел. Ветви ТССА прослеживаются во всех “ведомственных кибернетиках”: биологической, медицинской, технической и экономической. В каждом случае объекты, составляющие систему, могут быть самого широкого диапазона — от живых существ в биологии до механизмов, компьютеров или каналов связи в технике. [2]
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ
Неудовлетворенность общим состоянием биологической теории не раз побуждала исследователей (и не только биологов по специальности) к попыткам построить различные варианты теоретической биологии или хотя бы наметить пути построения этой дисциплины. У авторов этих попыток нет единства в том, какой же должна быть теоретическая биология — должна ли она строиться по аналогии с теоретической физикой, или иметь явно выраженный математический характер («математическая биология»), или же она должна появиться в результате органического синтеза теории эволюции и теории наследственности. Сходятся они, пожалуй, лишь в одном — вследствие чрезвычайной сложности и многоуровневости явлений жизни раскрыть ее глубинные основы, ее специфику невозможно усилиями одних биологов; здесь необходим комплексный, междисциплинарный подход, использование принципов и методов различных наук.
Несмотря на всю важность и плодотворность предпринятых усилий, явным успехом они до сих пор не увенчались. В арсенале научных дисциплин теоретическая биология в настоящее время отсутствует, и вряд ли сегодня можно с достаточной уверенностью очертить ее будущие контуры. Однако создание такой дисциплины — едва ли не самая важная из задач, стоящих ныне перед мировой наукой. Одни лишь экспериментальные исследования не раскроют загадку жизни, если в их основе не будет достаточно прочного теоретического фундамента. Интересная попытка обсудить пути построения теоретической биологии была предпринята недавно на совместном заседании — так называемом «Круглом столе» журналов «Вопросы философии» и «Журчала общей биологии». Эта встреча, как и можно было ожидать, выявила наличие значительных разногласий но обсуждаемому вопросу. Обнаружились не только сторонники, но и противники самого понятия «теоретическая биология». Один выступавшие были склонны отождествить предмет теоретической биологии с общей биологией, другие, противопоставляли последней «общую теорию жизни». Не было единства и в трактовке роли системных методов в развитии теоретической биологии: наряду с темп, для кого системные методы являются синонимом формального направления в разработке этой дисциплины, в дискуссии выступили и те, кто считает задачей системного подхода исследование содержательных проблем биологической теории.
Мы далеки от стремления прогнозировать пути развития теоретической биологии. Как бы ни были важны дискуссии но философско-методологическим вопросам той или иной науки, далеко не каждое теоретическое обобщение, высказанное в ходе этих дискуссий, органически включается в содержание данной научной дисциплины. Наука нередко ищет свои пути ощупью, и лишь на определенной стадии развития она обнаруживает неодолимую потребность в методологической рефлексии. Трудно сказать, наступила ли такая стадия в развитии современной биологии, взятой как целое. В то же время, как справедливо отмечалось в обзоре упомянутого «Круглого стола», опубликованном в журнале «Вопросы философии», «... каждый раз, когда исследователи сталкиваются с различными способами представления действительности, они вынуждены пересматривать основные предпосылки и перспективы познания, что, в частности, является пролегоменами и к построению теоретической биологии». Именно в связи с оценкой таких предпосылок являются важными попытки выработки новых подходов и понятийных средств описания явлений жизни, предпринимаемые в рамках системных исследований.
Отметим, что для исследователя, работающего в области методологии системного подхода, современные теоретические поиски в биологии представляют особый интерес. Движения в этих двух сферах научного знания испытывают взаимное влияние, иногда идут параллельно, иногда расходятся. Не ставя сейчас перед собой задачу подробно проанализировать эту связь, рассмотрим некоторые примеры использования системных принципов при разработке теоретических проблем биологии.
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ СИСТЕМ К БИОЛОГИИ
Один из вариантов применения системных идей к анализу формирования современной картины органического мира разработан К. М. Хайловым. С его точки зрения, это формирование прошло ряд этапов, в ходе которых выкристаллизовалось само понятие «биологическая система» и была построена системная картина жизни. При этом существенно отметить, что вплоть до начала XX в. основным и по сути дела единственным объектом биологического исследования был организм. В соответствии с этим на первое место в биологии выдвинулась проблема разнообразия и целесообразности организмов. Выявление сходства в пределах разнообразия и положило начало первому периоду систематизации живой природы, т. е. построения концептуальных моделей живых систем. Однако ранние натуралисты-систематики не знали никаких реальных связей между организмами — ни генетических связей близкородственных организмов (перенос генетического материала в пределах вида), ни филогенетических связей отдаленных видов, ни тем более биоценотических связей. Поэтому единственное, на чем могла базироваться систематизация, — это морфологическое сходство организмов. Таким образом, первые представления о «системе» вида (и соответственно вся система живой природы) строились по принципу, чуждому связям.
Но уже идея системы видов повлекла за собой значительные следствия. Если вид строился по принципу морфологического однообразия его элементов-индивидов, то система видов включала разнообразные элементы-виды. Наличие разнообразия видов привело к необходимости придать системе живой природы некоторый внутренний порядок. Виды были расположены по степени сложности, и это явилось интуитивным предвосхищением эволюционной идеи (поскольку такое расположение неизбежно должно было в общих чертах совпасть с эволюционным рядом). Развитие эволюционных представлений, базирующихся на принципе филогенетических связей растительных и животных организмов, привело к построению филогенетической системы живой природы.
Органический мир впервые предстал перед исследователями как множество элементов (видов) с вполне определенными межэлементными связями. Правда, пока был обнаружен лишь один из типов связей, но уже казалось, что основные черты картины живой природы установлены достаточно полно.
В действительности же, как отмечает К. М. Хайлов, эта картина была крайне неполна: во-первых, единственными ее элементами признавались индивид и вид — всего две из многих живых систем; во-вторых, ни индивид, ни вид сами не были изучены как живущие и функционирующие системы, т. е. как множество с разнообразием и актуальными связями элементов. Наконец, сама филогенетическая система видов построена не на актуальных (действующих) связях, а представляет собой как бы статический отпечаток уже совершившихся процессов развития. Поэтому из знания этой системы нельзя было вывести никаких представлений о таких существенных динамических свойствах живых систем, как внутреннее взаимодействие составляющих их элементов, регуляция, регенерация, устойчивость и т. п.
Возможность изучения вида как подлинно живущей и функционирующей системы открылась лишь с переходом от представлений о морфологическом однообразии организмов вида к представлениям о генетическом разнообразии особей вида; от идеи «вид — простое множество» к идее «вид — множество с межорганизменными генетическими связями». Исходным моментом явился здесь анализ актуальных генетических связей, т. е. скрещивания особей друг с другом. Единицей деления стала менделевская популяция, и вид выступил как максимальная менделевская популяция (что весьма существенно контрастировало с прежним пониманием вида, выработанным в рамках морфологического подхода). Это позволило впервые в истории биологии увидеть образовании неорганизменного уровня, обладающие рядом свойств живого организма (способность к адаптивным реакциям, сохранение устойчивости в определенных пределах, т. е. «целесообразное» поведение). Выделение связи определенного типа и вычленение на ее основе актуально генетической системы вида дало возможность построить, новую системную картину живой природы, в которой место элементарной единицы занимал уже не индивид, а вид. Идею организмоцентризма сменила идея видоцентризма.
Снова казалось, что биологическая реальность охвачена полностью. Однако в этой картине отсутствовали такие важные живые системы, как биоценозы — моновидовые и поливидовые сообщества организмов - и биогеоценозы (экосистемы). В отличие от организменной биологии классического периода в экологии, связь между экологическими элементами с самого начала стала предметом исследования. Как обнаружилось в начале XX в., эта связь выступает в двух различных формах — в форме связи разных организмов друг с другом и в форме связи организмов с факторами абиотической среды. Эти типы связи стали предметом двух взаимодополняющих направлений экологии — биоценологии и биогеоценологии.