Системное мышление 2024. Том 2

Не всё системы, что ими называют

Все самые разные определения системы сходятся на том, что система как целое состоит из взаимодействующих частей, которые в своём взаимодействии дают эмерджентность/системный эффект, т.е. при взаимодействии части системы как целое проявляют новые (появившиеся, emergent) свойства, которых нет у частей системы. Грубо говоря, шестерёнки и пружинки в механических настенных часах имеют одни свойства (например, шестерёнки – точность изготовления, и износостойкость, пружинки – упругость), а вот сами эти часы как целое из частей-шестерёнок-и-пружинок – совершенно другие свойства (например, точность хода, габариты), а вот интерьер дома, как целое из часов, стен, мебели, домашней утвари и украшений – третьи (например, удобство прохода, освещение). Эмерджентность – это как раз то, что «точность хода» emerge при переходе внимания от частей часов к целым часам, а удобство прохода emerge при переходе внимания от часов к интерьеру в целом. Это важно для разделения труда: точностью изготовления шестерёнок обычно занимаются одни люди (пишём «люди» для простоты, правильно было бы писать «агенты») с высокой степенью мастерства в методе точного изготовления металлических деталей, точностью хода – совершенно другие люди, инженеры-часовщики, а вот удобством прохода в каком-то интерьере – третьи, художники интерьеров.

Нюансы могут различаться, но вот сборка из частей (мы тут говорим не о делении на части, а о сборке, отношение composition), взаимодействие собираемых частей и вытекающая из этого эмерджентность/системный эффект присутствует во всех школах системного мышления. В разных школах системного мышлении есть две традиции трактовки отношений части и целого: инженерная, где части могут быть только физическими объектами, и общефилософская, где части могут быть любой природы – и физическими, и ментальными объектами.

Наша трактовка в курсе – инженерная, материальная/физическая, где речь идёт о частях системы как физических объектах в пространстве-времени. Мы тут более-менее придерживаемся положений инженерного онтологического стандарта ISO 15926—2:2003. Часть может быть и ролевым объектом, но только в тот момент, когда роль этого объекта-части играет какой-то конструктивный объект или даже группа конструктивов. Частью может быть место в пространстве – но в физическом пространстве, а не «ментальном»/математическом.

Мы не рекомендуем считать частями системы процессы::поведение, но у самих частей системы и у системы в целом обязательно есть поведение: изменение состояния частей и системы в целом в ходе взаимодействия частей. Поведение шестерёнок в часах – они вращаются и передают движение, поведение пружинок – они сжимаются и распрямляются, запасая и отдавая энергию, поведение часов – они «идут» и показывают время, поведение интерьера – он проявляет удобство для нахождения в нём антропоморфных агентов (людей и роботов) и хорошо освещён как в светлое, так и в тёмное время суток. Эти изменения состояния (сборка системы из частей в ходе создания, какие-то изменения частей в ходе использования) и есть «поведение», так что мы всегда привязываем рассмотрение процессов к физическому миру: процессы представлены участвующими в этих изменениях состояний частями. Если хочется показать процесс «падение яблока», то нужно представить его как яблоко, участок Земли под яблоком и изменение состояния яблока (его относительную скорость относительно участка Земли и расстояние между яблоком и Землёй при вертикальном падении). Всё материально.

В материальном/физическом варианте для абстрактных/идеальных/математических объектов (классов, типов, множеств и т.д.) частей нет, ибо эти части не физичны: для них не существует объёма в физическом мире, который они занимают, поэтому непонятно, что там из чего состоит. Например, нельзя проконтролировать, что все «математические молекулы» как части входят в число «математической клетки» или «математического организма», ибо нельзя трактовать часть как часть объема пространства-времени, занимаемого целым.

Мы отрицаем системное мышление с использованием понятия «часть» для нефизических/математических/ментальных объектов (например, описаний: разговор о частях картин, частях текстов), ибо будет полностью непонятным, что такое дающее системный эффект «взаимодействие» для частей как нефизических объектов. Чаще всего тут можно услышать о каком-то алгоритме, который производит вычисления, задействующие одновременно несколько нефизических объектов – но сами-то эти объекты не взаимодействуют, разговор перемещается на вычислитель с его алгоритмом и методы его работы! Это конструктивизм в математике, переход на операции создания объектов вместо обсуждения отношений объектов. Мы в нашей версии системного мышления следуем пока не этому ходу на конструктивную математику, но инженерной традиции исключать математические объекты из рассмотрения в качестве полноценных систем.

Тут надо оговориться, что всё-таки идут исследования ровно по этой линии конструктивизма в математике: если включить в рассмотрение не сами ментальные объекты, а компьютеры или их обобщение – создателей/constructors, работающие с описаниями по каким-то алгоритмам, а сами описания выражать как операции по построению этих описаний (конструктивизм в математике), то как-то ещё можно подходить к системному мышлению для ментальных/математических объектах. Но это самый-самый фронтир, в инженерных и менеджерских методах работы для такого подхода пока применений нет, а мы чуть подробней об этом расскажем дальше в курсе и дадим литературу – для самых любознательных. Пока же оставим: системы всегда физичны, всегда материальны.

Эта «физическая» (но и ролевая, и конструктивная, и пространственная, и т. д. – все они базируются в конечном итоге на физичности системы и её частей) трактовка деления системы на части и есть наш вариант системного подхода. Выбор именно этой трактовки делается в силу критерия адекватности мышления: наше мышление о системах всегда согласовано с физическим миром.

Наши проекты по созданию и развитию систем всегда как-то изменяют физический мир, они не фантазийны. Рассуждения о системах тем самым заземлены/grounded, то есть все абстракции в конечном итоге имеют основания в ситуациях в физическом мире, это не чистые «игры разума», физически невозможные ситуации отслеживаются и убираются из рассуждений. Если в физическом мире ничего не происходит в результате наших проектов, то мы такими проектами не занимаемся: наша мысль всегда опирается в конечном итоге на физический мир.

Во многих других трактовках системного подхода (например, в классической и порядком устаревшей «общей теории систем») слово «часть» используется неформально, нестрого, и «целое» собирается из самых разных объектов, в том числе абстрактных и плохо определяемых в части их присутствия в физическом мире: физических предметов (тоже, как у нас!), но также и слов, правил, настроений, намерений – всего чего угодно. В нашем варианте системного подхода мы не будем считать нефизические/абстрактные объекты системами и частями систем. Описания живут в мире понятий/математическом мире, они не системы.

Тем самым мы не признаём системами-из-системного-подхода разные «системы» знаний/правил – корпуса знаний, наборы правил и даже система уравнений как «набор закономерностей». Система Станиславского, система Монтессори, система Платона, политическая система, система «минус 60» (так называют один из наборов правил для похудения), законодательная система – это всё некоторые абстрактные целые, состоящие из каких-то абстрактных частей-элементов (знаний, правил, иногда даже подразумеваемых/implicit/неявных/tacit – не выраженных в знаках на каком-то носителе, т.е. не документированных) – все эти «системы» (в кавычках для нашего варианта системного подхода!) не занимают места в пространстве-времени. Это не настоящие системы из системного подхода, они только называются словом «система», которое используется в другом словарном значении. Очень часто люди используют слово «система» просто для того, чтобы указать, что они как-то думали, когда собирали какие-то части этих знаний, как-то согласовывали эти знания, правила, уравнения друг с другом, наводили какую-то структуру. Например, разбивали все правила на отдельные группы правил, что-то включали, что-то не включали – даже и (непространственная!) «граница» есть, отделяющая «включённое» от «не включённого». Но слово-термин «часть» для такого употребления слова «система» в других (не из системного подхода) словарных значениях тут не обозначает физического предмета, она не занимает объём/место в пространстве-времени, сами эти «части» обычно не составляют иерархии по отношению «часть-целое» между физическими предметами.

Не системы – это и алгоритмы, в том числе алгоритмы/знания/теории/дисциплины методов работы»::«обобщённые алгоритмы для constructor», а также «обобщённые алгоритмы для выполняемых создателем работ» (алгоритмы/знания методов, в которые подставлены материальные/физические типы преобразуемого материала и задействование оборудования для работы с этими материалами). Все такие «алгоритмы» – для универсальных (полных по Тьюрингу) вычислителей/компьютеров/computers (физичных, хранящих состояние на материальном носителе!) и универсальных преобразователей-создателей/constructor (которые физичны!), действующих по немного расширенному понятию алгоритма (то есть описанию метода работы), как это описано в constructor theory. Настоящие/true системы тут – это

• универсальные (по Тьюрингу) компьютеры/вычислители/computers (классические, квантовые, нейроморфные, оптические и т.д.), «исполняющие алгоритмы»/«следующие теориям»/«делающие вывод по имеющимся знаниям». Если алгоритмов несколько и разговор идёт о «системах алгоритмов», то это «ненастоящие системы из системного подхода», а просто слово, обозначающее продуманный набор каких-то описаний (примерно так же, как речь идёт о «системах уравнений»).

• универсальные создатели/constructors (станки, роботы, люди, организации из них всех), которые выполняют работу по каким-то алгоритмам/знаниям/объяснениям, описанным в учебниках/регламентах/инструкциях/уложениям по методам этой работы (часто для неодушевлённых конструкторов их называют не методами/практиками/культурами работы, а просто функциями – токарный станок выполняет функцию токарной обработки детали, но вот агент-токарь – следует методам токарной обработки деталей). Если тут говорят о «системе методов работы»::«набор поведений» или «системе описаний»::информация, то это «ненастоящие системы из системного подхода», тут слово «система» используется тоже как отсылка к продуманному набору описаний.

Ещё один класс систем-не-из-системного-подхода в силу их абстрактности (неприсутствия в мире, отсутствия занимаемого места в физическом пространстве-времени) – это систематики/таксономии. В систематиках/таксономиях речь идёт о классификаторах: классах классов (множества множеств), которые в конечном итоге классифицируют в чём-то похожие системы (физические и абстрактные). Это иерархии, которые строятся с использованием двух видов отношений: классификации (classification, «подведение под класс», включение элементов множества в множество) и специализации (specialization, род-вид, подмножества во множестве). Классификатор Ламарка (система Ламарка) состоит из классов в чём-то похожих животных, универсальный десятичный классификатор (УДК, система десятичной классификации) классифицирует книги, объединяя в своих классах чем-то похожие по содержанию книги, Общероссийский классификатор изделий и конструкторских документов ОК 012—93 (классификатор ЕСКД, единой системы конструкторской документации, которая сама система знаний/правил) – они все не настоящие системы-индивиды, они лишь классификаторы для классов систем (физических, как мы их понимаем в нашем варианте системного подхода) и классов абстрактных объектов. При этом классификаторы удобны тем, что дают какие-то имена для систем, то есть при встрече классификатора полезным бывает при поиске систем смотреть не на сам классификатор, а на классифицируемые им физические объекты. И легко потом разобраться, что классификатор всего лишь описывает объект, у которого может быть много описаний. «Роза пахнет розой, хоть розой назови её, хоть нет»: один и тот же объект может быть легко отклассифицирован разными классификаторами, то есть описан по-разному, иметь разные имена, принадлежать разным классам/множествам/таксонам/типам в зависимости от целей классификации. В любом случае, решить эту проблему можно, только обсуждая систему и отличая её обсуждение от обсуждения классификатора. «Спор о терминах бесперспективен», избегайте его, вопросы «является ли X объектом типа Y» интересны только когда это какой-то классификатор, из результатов классификации по которому будут материальные следствия, обычно это государством утверждённый классификатор, например классификатор болезней, из которого будет следовать ваша инвалидность по классификатору инвалидности, а из отнесения вас к какой-то группе инвалидности будет следовать получение или неполучение пенсии. От отнесения или неотнесения какого-то подвида тигра к виду тигров, по большому счёту, ничего не зависит. Но если это в законодательстве прописанный вид из Красной Книги, то последствия понятны: штрафы для охотников.

Классификатор видов деятельности (по сути, это классификатор по видам методов работы) может быть важен, если какие-то виды деятельности надо прописать в уставе и несоблюдение влечёт за собой штраф, или вид деятельности лицензируется, и на выходе опять штраф – я думаю, вы поняли идею. Классификаторов, отнесение к которым ведёт к каким-то административным последствиям, довольно много1. В любых других случаях систематики интересны для примерного обозначения темы разговора, но могут быть сменены в любой момент, системы можно описывать самыми различными способами, они от смены способа описания сами не меняются: сто разных фотоаппаратов и сто разных художников дадут на выходе 200 изображений Эйфелевой башни, а она останется прежней. Систематики, которые используются для проектирования – это уже интересней, но всё равно в любой момент можно иметь несколько таких систематик.

Так что систематики, «системы классификации», таксономии интересны как наводки на то, что они классифицируют какие-то реальные/материальные/физические системы. Как всегда: если при поиске систем вам встретилось «описание», ищите то, что описано – системы могут быть там. Но могут и не быть, проверяйте, описывать можно и описания. Классификаторы как систематики легко могут классифицировать и не-системы, а какие-нибудь описания (другие классификаторы, например).

Так что не всё системы::«тип из мета-мета-модели в части системного подхода»/«тип из онтики системного подхода», что называют системой::термин/слово/имя. И не всё не-системы::тип, что системой::термин/слово/имя не называют! Скажем, бытовой холодильник мало кто назовёт «системой охлаждения пищи» (а не бытовой холодильник – запросто), но в системном подходе это явно будет «бытовой холодильник»::система. Тип «система» какому-то физическому объекту даёт создатель в какой-то роли, которому зачем-то потребовалась эта система и он выделил её своим вниманием из пестроты самых разных физических объектов окружающего мира.

Системное разбиение

Системы одновременно являются целым для каких-то частей внутри них (подсистем) и частями для какой-то объемлющей их целой системы (надсистемы). Каждая подсистема тоже является целой для своих уже под-подсистем (относительно начальной системы), а каждая надсистема – часть для над-надсистемы. Тем самым можно говорить об иерархиях системного разбиения/breakdown/decomposition на части сверху вниз, или они же иерархии составления (composition) системного целого снизу вверх. Если какую-то систему мы пока не планируем бить дальше на части, то её называют «элемент системы», подчёркивая, что где-то есть целая система, для которой эта подсистема является элементом::«часть, далее не разбивающаяся на части».

Уровни в иерархиях системного разбиения (иерархиях/«графах-деревьях», выстроенных по отношению композиции/«часть-целое») называются системными уровнями. Системные уровни выделяются в физическом мире вниманием, для их выделения не надо «разбивать» систему на части! Если вы разобьёте физически на функциональные части-органы, например, живой/функционирующий/работающий организм – он будет после этого мёртвый! Поэтому системное разбиение выполняется только вниманием! Ничего разбирать-собирать не надо! Но вот переходить вниманием от более крупных частей к более мелким, и обратно – надо. Отслеживать, что в иерархию по отношению «часть-целое» не попало какое-нибудь иное отношение (скажем, отношение классификации или специализации) – надо. Отслеживать, что вы случайно не включили в физическое разбиение на части какой-нибудь ментальный объект – это тоже надо.

Классический пример системного разбиения – это пришедшее из биологии разделение на системные уровни (от мелких к крупным) атомов-молекул-клеток-органов-организмов-популяции-биоценоза-биосферы. При этом в биологии кроме названия «системные уровни» используют названия «уровни организации», «эволюционные уровни», «уровни сложности жизни».

Вы видите, что системы обозначены на схеме системной иерархии кружочками, а стрелки-ромбики традиционно обозначают отношение состава, где целое – со стороны ромбика на стрелочке. На рисунке видно, что клетки состоят из молекул, но клетки сами части органов. Органы состоят из клеток, но органы сами части организмов.

Вот это слово «состоят» (composed by) не означает, что вы можете разбить органы на клетки, а потом вновь составить из этих клеток органы. Нет, это «состоят» относится к тому, что вы вашим вниманием выделяете в работающем организме разные органы, в органах вашим вниманием выделяете клетки, но можете пройтись вниманием и в обратном порядке: в работающем организме вниманием объединить клетки в органы, а органы в организм. Ничего не нужно физически разбирать, системные уровни – они только для управления вниманием в ситуациях со множеством объектов, которые состоят из других объектов и сами части ещё каких-то объектов. Системные уровни определяются работой внимания (о которой агенты договариваются в своих проектах, чтобы скоординировать свою работу), они не «объективны», то есть самые разные агенты вдруг будут обнаруживать их одни и те же в самых разных ситуациях, самых разных проектах! С другой стороны, системы::«объекты каких-то системных уровней» выбираются не случайно: в физическом мире системы обычно стабильны, они не так легко поддаются действию энтропии, их не так-то легко разрушить. И кроме всего прочего, системные уровни часто культурно-обусловлены и эта культурная обусловленность как-то ещё и поддерживается языком. То, что «смартфон состоит из экрана, корпуса, камер, аккумулятора и какой-то электронной начинки» – это уже общекультурное знание, о нём не надо специально договариваться сегодня (а вот во времена создания первых смартфонов – надо было). Но вот что именно будет относиться к корпусу, а что уже к экрану (скажем, защитное стекло экрана – это часть экрана, или это часть корпуса?), что войдёт в состав камер (чип, поддерживающий исключительно работу камер – это часть камер, или «какая-то электронная начинка? а кольца крепления объективов на корпусе – это часть камер, или часть корпуса?) – это уже будет зависеть от решений конкретных команд проектов создания и развития смартфонов даже сегодня.

На схеме не показан системный уровень биоценоза/эко-системы, а потом ещё биосферы (они выше уровня популяций). Есть исследования, которые показывают, что рост уровней сложности неизбежен, то есть неизбежно объединение частей во всё более и более сложно устроенные целые на многих и многих системных уровнях2.

На схеме также не показаны и уровни атомов и элементарных частиц (они ниже уровня молекул), но это не означает, что их нет: посылка открытого мира3, «что не сказано в нашем тексте, это просто не сказано, но это не значит, что этого нет». Вот так и нужно читать системные диаграммы: любой верхний уровень на них не самый верхний (всегда можно найти какую-то надсистему, в конечном итоге все системы являются частью вселенной или в некоторых физических теориях – частью мультиверса как бесконечного множества вселенных). Молекулы показаны на этой диаграмме элементами (далее неделимыми подсистемами) клеток, но это тоже подсистемы, их неделимость условна, она просто не рассматривается в тех деятельностях, для которых была составлена эта схема. Так что и снизу всегда можно найти какие-то части вроде как «элементов». Это для текущего проекта внизу системной иерархии могут быть далее неделимые «элементы», но в пределе деление идёт до уровня «ниже кварков», то есть тех мельчайших физических объектов, из которых состоят кварки (эти объекты самые разные в разных физических теориях).

Набор системных уровней, на каких рассматривается система, всегда зависит от проекта. Возможно, в другом проекте из этого же разбиения будет взят какой-то другой набор уровней. В одном проекте вы увидите подробное разбиение дома на отдельные стены, крышу, фундамент, коммуникации, а в другом проекте – разбиение нескольких городских кварталов на дома, но вот в домах уже вы не увидите стен, крыш, фундамента, коммуникаций, ибо «элементы» в этом проекте будут – дома. В третьем проекте (скажем, проект девелоперской компании) будет и подробное описание «городских кварталов»::«системный уровень», включая дома, скамейки, отдельные деревья, и «дома»::«системный уровень» будут разбиты на какие-то части. Для девелоперской компании важно не только расположить дома::подсистемы в «городских кварталах»::системы, но и построить их, а для этого спроектировать их устройство из подподсистем (и дальше подсистем этих подподсистем – до систем самого мелкого уровня, на котором ведётся проектирование и изготовление домов, то есть до уровня дощечек, гвоздей, кирпичей, электрических розеток и т.д.. Но вот уже детали внутри электрической розетки в ходе проектирования дома вряд ли будут учтены – но будут интересовать конструкторское бюро и завод, который выпустит электрические розетки для дома).

В соответствии с нашим вариантом системного подхода мы будем требовать, чтобы системное разбиение было полностью физично/материально: каждый системный уровень выделялся по отношению часть-целое между материальными предметами, то есть занимающими какие-то места/объемы в пространстве-времени. Студентам нужно запомнить: если в их системном разбиении появляются нематериальные части, то в системном мышлении это как 2*2=5, и за такую ошибку они сразу получают два балла и отправляются на пересдачу. Мы не можем советовать, чтобы взрослых за такое увольняли с работы, но очень близки к такому совету.

Внимания должно хватать, чтобы отслеживать физичность отношений часть-целое на несколько уровней вниз и вверх. Если внимания на такое отслеживание не хватает (с учётом того, что это внимание поддержано записями – не нужно всё держать в голове!), то с этим нужно что-то делать, например, перепройти курс «Моделирование и собранность» (честно, выполняя задания). Работать с отсутствующим вниманием нельзя, улетать неосознанно мыслью в нефизический мир или путать что там часть, а что целое – это опасно для проекта.

Многоуровневость системного разбиения принципиальна: на самом верхнем уровне любого такого разбиения потенциально будет вселенная, на самом нижнем уровне – суперструны, но вот эти крайности мало кого интересуют, поэтому системное разбиение делается для какого-то диапазона размеров физических объектов. Для деятельности людей крайне важен очень маленький диапазон, который как-то соразмерен размеру самих людей. Эти не большие и не маленькие в космических масштабах и масштабах микромира системы служат предметом деятельности – чаще всего это от нескольких километров (например, строительные проекты: небоскрёбы, дамбы и мосты) до нескольких нанометров (транзисторы на компьютерных чипах). Вот с предметами/системами в этом небольшом диапазоне размеров чаще всего взаимодействуют люди (с их инструментами! Необязательно руками!). В космофизике и физике микромира есть очень много чего интересного за пределами этих размеров, но людям пока удобней менять мир в этих пределах, и не выходить за них.

Явное указание системного уровня важно для управления вниманием. Формально, дотронувшись до цветка у растения (уровень «органы» в системном разбиении растительных организмов) я дотрагиваюсь и до вселенной (цветок ведь часть вселенной!), и дотрагиваюсь до элементарных частиц (в цветке они точно есть!). Ну, или дотрагиваюсь и до всего растения, и до клеток растения. Непонятно, до чего я дотронулся, что является предметом моего внимания! Поэтому требуется явно выделить ту систему::«объект внимания», который как-то позволит мне определить масштаб «дотрагивания». В нашем примере это будет – «цветок».

Когда я машу рукой, то я машу всеми молекулами руки – но неправильно ведь говорить о молекулах, когда говорим о размахивании рукой? И неправильно «махать телом» (слишком большой объект). Поэтому «машу рукой» – машу системой, находящей на много системных уровней выше, чем молекулы, но всё-таки ниже уровня целого тела.

Системные уровни принципиальны, они отражают саму суть системного подхода – на каждом системном уровне в силу эмерджентности/системного эффекта появляются новые свойства, поэтому чаще всего обсуждения ведутся отдельно для отдельных системных уровней агентами, которые разбираются со свойствами, проявляемыми системами на этом системном уровне, а также свойствами надсистем, которые получаются из свойств систем текущего уровня. Грубо говоря, клетки обсуждает микробиолог, организм человека в целом – медик, коллектив людей – менеджер. Отдельное подробное обсуждение на каждом системном уровне существенно упрощает обсуждение сложных систем. Если вы обсуждаете предприятие, то обсуждайте людей, оборудование, запасы материалов, здания и сооружения, но обычно при этом не нужно обсуждать планетарную систему вокруг Солнца, частью которой является предприятие, как часть Земли, или биохимию клеток у людей, как биохимию части предприятия.

Помним, что если вы обсуждаете проблему на слишком низком системном уровне – это ошибка редукционизма, если вы обсуждаете проблему на слишком высоком системном уровне – это ошибка холизма. Правильно удерживать обсуждение на трёх уровнях:

• надсистема в её окружении и её свойства. Например, компьютер в целом, его характеристики (габариты, вес, энергопотребление, производительность по каким-то признанным тестам)

• целевая система как целое и другие системы как целое на том же системном уровне в составе надсистемы. Как совместная работа систем этого уровня влияет на состояние и свойства надсистемы. Например, центральный процессор как целевая система, память, материнская плата, блок питания, вентилятор/охлаждение, корпус.

• подсистемы целевой системы: как их совместная работа (взаимодействие) влияет на состояния и свойства целевой системы. Например, для центрального процессора – ядра с арифметико-логическими устройствами, многоуровневая кэш-память, блоки ввода-вывода. И тут же вам тест на внимание: если вы представите «настоящий» (а не из диаграммы в книжке) центральный процессор, то увидите залитый пластмассой чип (или несколько сразу «чиплетов») с выводами, а уже на чипе какие-то зоны с теми самыми ядрами с арифметико-логическими устройствами, многоуровневая кэш-память, блоки ввода-вывода.

Это легко сдвинуть на уровень вниз: рассматривать

• транзисторы (уровень подсистем) в составе какой-нибудь

• кэш-памяти в центральном процессоре (уровень целевой системы) и как характеристики этой памяти и других IP будут влиять на характеристики

• центрального процесса (надсистемы).

В любом случае, обычно обсуждают «что делаем» (целевая система), «из чего оно состоит функционально, из чего делаем конструктивно» (подсистемы), «в состав чего это войдёт» (надсистема). В любом случае, вам для обсуждения системы обычно надо не меньше трёх системных уровней, вы будете обсуждать самые разные характеристики объектов на этих уровнях, эти обсуждения будут делать самые разные роли, а на каком системном уровне будет ваше целевая система – это зависит от проекта. Что целевая система для одного проекта – надсистема для другого, подсистема для третьего.

Инженеры описание системного разбиения дают обычно через описание типов (например, «самолёт»), но в реальности этим типам объектов соответствуют подводимые под этот тип физические предметы (cамолёт с бортовым номером 128, самолёт с бортовым номером 2467 и т.д.). В то же время философы (но не мы в нашем курсе) часто обсуждают системные уровни с произвольными частями, в том числе абстрактными4 – и там отношения «часть-целое» определяются очень по-разному.

Мы предпочитаем подход инженеров, а не философов. Если менеджер (инженер предприятия) или политик (социальный инженер) будут думать как философы, перемешивая ментальные и физические объекты в одних и тех же видах иерархий, они могут утерять связь с реальностью, добиваться реализации какой-то чрезвычайно привлекательной утопии. Утопии тем и отличаются, что очень привлекательны, но их беда в том, что они нереализуемы: мир будет меняться, но не к лучшему! Скажем, будет такая «борьба за мир», что камня на камне не останется – итогом желания мира будет ровно война, прямая противоположность!

Утопии (описания нереализуемого физического мира) именно так и устроены: хочется изобилия (коммунизма), а получаются продовольственные карточки, голодная жизнь. Нам же нужно, чтобы наши системы были и привлекательны, и реализуемы в физическом мире с задуманными, а не «уж как получится» характеристиками, мы не просто мечтатели, мы деятели/практики/инженеры. Современное системное мышление устроено так, чтобы при помощи понятий системного подхода удерживать внимание на физическом мире на самых разных уровнях его масштаба/системных уровнях. А ментальные объекты? С ними будем работать именно как с описаниями, в крайнем случае – описаниями описаний, но в конечном итоге – описаниями физического мира.

Это удержание внимания на объектах физического мира стабилизируется (собранность!) при помощи документированных информационных моделей, которые заодно помогают и предсказать характеристики будущих систем. Физические модели (типа как модели самолёта в аэродинамической трубе) сейчас используются всё реже и реже, но вот информационные модели помогают удерживать внимание на объектах физического мира, и готовить детальные и согласованные между собой описания этих объектов. Подробней о том, как увязаны между собой математические и физические объекты (изучаемые математикой и физикой соответственно), а также как мы работаем с выражаемыми знаками моделями этих объектов (семантика) будет рассказано в курсе «Интеллект-стек».

Моделируемые/удерживаемые во внимании на разных «уровнях размера»/«системных уровнях»/«уровнях состава/разбиения» взаимодействующие физические системы, которые создаются и развиваются другими физическими системами-создателями – это и есть предмет системного мышления.

В силу разделения труда разные роли, участвующие в проекте, для одной и той же целевой системы свои предметы интересов могут иметь у систем на разных уровнях – подсистем или надсистем. «Предметы интереса»/«важные характеристики» эмерджентны, поэтому можно ожидать, что они существуют на каких-то уровнях и отсутствуют на других – но в этом-то и предмет многоуровневого рассмотрения, что все они зависят друг от друга, даже если находятся на разных системных уровнях. Точности хода часов нет на уровне шестерёнок, там есть точность изготовления. Но вот от точности изготовления шестерёнок зависит точность хода механических часов. И поэтому у часовщика появляется интерес в получении как можно более точно изготовленных шестерёнок. Изготовитель шестерёнок наоборот, заинтересован в минимальной точности за получаемую цену (нет проблем поднять точность, но и цена тогда вырастет – до неприемлемой для часовщика). Часовщик и изготовитель шестерёнок ведут переговоры, чтобы достичь согласия.

Никакого «истинного» или «объективного» как независимого от ролевых интересов разбиения системы на части нет, хотя обычно в качестве частей выделяются какие-то более-менее стабильные объекты, но даже эту стабильность разные роли могут оценивать по-разному. Для одной и той же системы в проекте по созданию системы обычно одновременно рассматривается несколько вариантов разбиений на части. Минимально обычно разбивают на

• Функциональные/ролевые части, область интересов «как работает»

• конструктивные/материальные части, область интересов «из чего сделано»

• пространственные части (места), область интересов «где находится, как скомпоновано»

• затратные/стоимостные/cost части (но это уже будет затрагивать разбиение и целевой системы, и системы создания – совокупная стоимость владения), область интересов «во сколько это обойдётся».

Таких разбиений может быть много больше, и каждое из них может проводиться по-разному, в зависимости от области интересов. Эти разные варианты разбиений на части агенты (люди, AI, организации), играющие разные внутренние и внешние роли в проекте, согласовывают между собой, добиваясь успешности системы.

Даже один агент может использовать несколько разных разбиений, по-разному для удобства мышления и действия разных ролей выделяя части системы – чтобы ему было удобней думать в каждой из своих ролей, чтобы удобней было действовать. Некоторые роли подразумевают одновременное задействование нескольких разбиений. Например, роль разработчика работает с изобретением – когда подбираются аффордансы (конструктивные части) для ролевых частей системы. Одно рассмотрение конструктивное – времени создания, другое – функциональное, времени использования, и никакого изобретения не будет, если одновременно не удерживать оба этих рассмотрения. Системное творчество поразумевает одновременную работу с разными способами разбиения системы на части, и в каждом из этих разбиений будут абсолютно другие части! Например, ножницы конструктивно будут состоять из двух железных половинок и скрепляющего винтика, а функционально – из ножевого блока и рукоятки (а винтика так вообще в этом рассмотрении не предусмотрено, как и «половинок, скрепляемых потом винтиком»! ).

Разные способы разбиения системы на части (среди них есть обязательные, прежде всего уже упомянутые четыре – функциональное, конструктивное, пространственное, стоимостное) будут подробнее рассмотрены в нашем курсе позже, и это рассмотрение продолжится в курсах системной инженерии, инженерии личности, системного менеджмента.

Договориться о том, что все эти разные варианты разбиения системы относятся к одной и той же системе, относительно легко: нужно указывать на место в пространстве-времени, участвующее в разбиении. Если две разные физические сущности (например, функциональные объекты и материальные объекты) занимают одно и то же место в пространстве-времени (это тоже системное рассмотрение!), значит это одна и та же сущность. Если разговор идёт в типах (на уровне мета-модели предметной области «из учебника» прикладной дисциплины, или уровне мета-мета-модели предметной области «из учебника» фундаментальной дисциплины, например, нашего курса), то нужно обязательно давать примеры заземления/grounding. Крайне полезным бывает строить более конкретные описания, то есть демоделировать/рендерить примерно так же, как схематические изображения из систем автоматизации проектирования или ручных эскизов «рендерят» в фотореалистичные изображения5, добавляя детали, которых даже нет в исходных моделях, то есть уменьшая абстракцию, порождая/generate более подробное описание возможного состояния физического мира, отвечающее типам исходной более абстрактной модели.

Эмерджентность и мета-системный переход

Для того, чтобы какой-то набор физических частей был системой, нужно кроме признания факта, что эта система часть надсистемы и у неё самой есть части-подсистемы, удовлетворить ещё одному условию: эта система как набор взаимодействующих частей-подсистем должна проявлять какое-то свойство, которого нет у её частей-подсистем, ведущее к возможности новой функции целого-системы, в которые входят части-подсистемы. Это явление называют эмерджентностью (emergence, системный эффект). А ещё это свойство и новая функция пропадает у надсистемы, куда входит рассматриваемая система (но зато у надсистемы появятся новые/эмерджентные свойства, которых нет у системы как её части, этот системный эффект проявляется на каждом переходе от одного системного уровня к другому).

Показа времени нет ни в стрелках::часть механических часов, ни в их шестерёнках::часть, ни в корпусе::часть, ни в пружине::часть. А в часах::целое во время их работы показ времени возможен – в силу взаимодействия их частей. Каждая часть часов выполняет свою функцию в часах в целом, и возникает (emerge) системный эффект (проявляется эмерджентность, новое свойство, новая функция): часы начинают показывать время для надсистемы в системном окружении. Но вот комната (и даже ещё более мелкая подсистема комнаты, куда входят часы – интерьер), уже время не показывает, хотя показ времени часами в ней доступен и делает её удобней для проживания.

Обратите внимание: пересечение вниманием границы системного уровня (называют также мета-системным переходом) меняет всё, он буквально слышен в разговоре о системах, виден в тексте описаний:

• одни роли в связанных с часами проектах специализируются на методах, меняющими состояние уже собранных и работающих часов (используют эмерджентное свойство показа времени, создают интерьер комнаты, у которого другие эмерджентные свойства, нежели у часов), при работе с часами регулярно используется слово «время» как то, что надо будет увидеть (например, нужно ли добавить дополнительный светильник для того, чтобы видеть циферблат механических часов ночью, «посмотреть время») и даже не вспоминается о материалах для деталей часов (это на два системных уровня вниз от интерьера: сами часы и уже дальше детали – их материалы)

• другие роли – занимаются методами сборки часов (создают систему с эмерджентными свойствами часов), показываемое время их волнует в плане точности хода, а не использования.

• третьи роли ничего не говорят о самих часах, но просто изготавливают их детали, интересуясь прочностью и способами обработки металла – шестерёнки, пружинки, корпус. И у этих деталей тоже есть эмерджентные свойства, они ведут себя и характеризуются совсем не так, как ведут себя и характеризуются отдельные атомы, входящие в эти детали.

• … можно идти и дальше вниз по системным уровням: ещё какие-то роли занимаются материалами деталей часов: их прочностью, расширением при нагреве и т. д. – и это отражается в речи агентов в этих ролях как использование совсем другой терминологии.

Конечно, все эти системные уровни согласованы между собой, и регулярно в разговоре сборщиков часов упоминается и материал (его свойства влияют на свойства шестерёнок и стрелок), и время (часы ведь нужно наладить, чтобы шестерёнки и стрелки показывали правильное время!), и даже интерьер дома (обсуждение крепления часов на стене, размеров циферблата, чтобы его было видно через комнату). Но каждый системный уровень отличается своими системами, проявляющими какие-то свойства, меняющими свои состояния и в ходе работы, и в ходе создания из них надсистем методами создания самих этих систем и надсистем из этих систем (какие-то системы надо отливать в формах из расплавленного металла, какие-то – собирать из деталей, как панельные дома, какие-то – обучать, как мастерство). Эти методы меняют состояния частей системы, чтобы получить целую систему и запустить её в работу.

Разные методы создания и развития систем выполняются разными ролями в системе создания, эти роли говорят характерным языком, на котором обсуждаются системы одного системного уровня. Как мы увидим дальше – даже целым набором языков, ибо разные роли, специализирующиеся на обсуждении проблем какого-то системного уровня, используют разные языки для преследования своих интересов.

Разные роли ведут к специализации агентов на мастерстве выполнения методов работы этих ролей. Агенты, специализирующиеся на системах разных системных уровней, тоже будут разными. Люди (или даже AI, или подразделения), которые занимаются проектированием и изготовлением часов – это не те люди, которые занимаются интерьерами, и не те, которые занимаются материалами для деталей часов. Это и есть разделение труда: разные методы работы используются в проектах не просто сами по себе, а в силу появления эмерджентных свойств и функций у систем при смене системных уровней во внимании задействующих их ролей. Создатель интерьеров – архитектурное бюро, специализирующееся на методах создания интерьеров, создатель часов – конструкторское бюро (дизайнеры, занимающиеся эстетикой часов – там) и работающий в партнёрстве с ним часовой завод, создатели материалов для деталей часов – заводы, которые будут поставщиками часового завода.

Переход внимания от одного системного уровня к другому – меняется набор ведущих ролей создателей, меняются их метода работы и объекты этих методов, меняется терминология этих рабочих культур/«языки разговора». Это происходит из-за смены набора понятий, выражающих предметы внимания системного уровня: когда внимание переходит с систем одного системного уровня на системы другого уровня, меняются понятия для частей системы и их важных свойств, поэтому меняется и терминология для выражения этих понятий.

Организм::целое животного прыгает и бегает в момент использования, а его органы::части – нет. Прыжки::поведение и бег::поведение – эмерджентные функции организма. Органы производят какие-то действия внутри организма, они имеют функции в организме (например, мышцы сокращаются, печень чистит кровь, лёгкие насыщают её кислородом и освобождают от углекислоты), это проявление их системных/эмерджентных свойств как целых органов, отдельные клетки внутри органов (части органов) этого делать сами по себе не могут, хотя именно клетки внутри органов вроде как всё и делают в их взаимодействии!

Системы не просто сами состоят из частей, они проявляют своё (субъективно определяемое!) назначение через выполнение какой-то (субъективно выделяемой!) их::часть функциональной роли в составе надсистемы::целое. В предыдущей фразе было упомянуто три системных уровня: 1. подсистемы, 2. целая система из этих подсистем, она проявляет эмерджентные свойства, является частью/подсистемой и имеет функцию в 3. надсистеме.

Основная особенность систем – это то, что «всё со всем связано», части системы в системе ведут себя не так, как они же вне системы, ибо они взаимодействуют между собой. Атомы вне молекулы ведут себя не так, как внутри молекулы. Клетки вне органа ведут себя не так, как внутри органа. Органы в организме ведут себя абсолютно не так, как органы отдельно от организма.

Чтобы разобраться в очень сложных системах, состоящих из огромного количества элементов, их представляют как разбиение/декомпозицию, на каждом уровне которых ожидают системного эффекта/эмерджентности. Например, вот индивидуальные детали автомобиля:

Разбираясь с этими индивидуальными деталями, невозможно понять, как автомобиль работает, для чего все эти винтики и тросики. Чтобы объяснить, откуда появляется движение автомобиля, мы должны рассмотреть двигатель как отдельную подсистему автомобиля, то есть двигатель::подсистема как целую часть машины::система (как бы ни противоречиво звучала эта «целая часть»), составленную из подсистем двигателя, ещё более мелких частей. Чтобы объяснить, почему в автомобиле удобно могут находиться несколько пассажиров, мы должны рассмотреть (выделить вниманием) салон::подсистему автомобиля::система как единое целое из многочисленных деталей, из которых составлен салон.

Мы должны рассмотреть отдельно собранные все детали::«подсистемы» тормозной системы::«система» автомобиля::«надсистема» (для разработчиков тормозной системы автомобиль – надсистема), чтобы показать, каким образом автомобиль может тормозить. Всё это эмерджентные свойства, бесполезно обсуждать для понимания работы тормозной системы не её детали, а опускаться сразу на системный уровень ниже и обсуждать материалы, из которых сделаны детали тормозной системы. То есть эмерджентность/системный эффект торможения появляется, когда материалы уже стали деталями, и торможение происходит из-за взаимодействия уже изготовленных и правильно расположенных в пространстве деталей. Хотя формально «для математиков» торможение происходит из-за взаимодействия материалов, и даже молекул материалов! Системное мышление – это не математическое мышление, оно ориентировано на управление вниманием для обсуждения каких-то действий агентов, а не формальную верность.

Корова Маргарита имеет своей частью хвост, корова Маргарита является частью коровьего стада.

Нехорошо позволять говорить, что коровье стадо имеет хвост, хотя это вроде как корректно: все молекулы хвоста (того самого: коровы Маргариты) входят в молекулы стада. Причем стадо тут не абстрактный объект «множество коров», а вот прямо-таки все молекулы коров в загородке загона для скота. Говорить «хвост стада» математически, логически, физически корректно, но совсем не системно, и это вроде как интуитивно понятно всем: трудно предположить, что вы можете делать с «хвостом стада».

Выделение системных уровней субъективно и существенно зависит от метода, по которым идут работы с системами этих уровней. Так, интуитивно не понятно, можно ли говорить, что карбюратор – часть автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Он отдельная часть автомобиля, или он часть топливной подсистемы, или часть двигателя?! Какие действия надо выполнять с карбюратором, на каком системном уровне надо его рассматривать? Это будет решать инженерная команда в каждом проекте, она должна договориться внутри себя. Но интуитивно понятно: неправильно говорить, что поршень или цилиндр двигателя – это часть автомобиля. Формально это верно, но неправильно, как и в случае хвоста как части стада, вы не сможете обсуждать функционирование поршня и цилиндра непосредственно в автомобиле.

Хороший критерий тут – эмерджентность: обсуждение автомобиля в целом обычно требует обсуждения свойств и функций двигателя в целом, но есть ли там внутри двигателя поршень и цилиндр – это при обсуждении автомобиля в целом неважно.

На каждой границе системного уровня меняются меняются системы как важнейшие объекты внимания, а также связанные с ними «соображения»/«озабоченности»/«предметы интереса»/«важные характеристики»/concerns. При мета-системном переходе (переходе от одного системного уровня к другому – от частей к целым или от целых к частям) вместе с методами работы меняются ведущие дисциплины/теории/модели этих методов, описывающие поведение задействованных методами работы системы на данном системном уровне, меняется профессиональное сообщество, поддерживающее язык разговора на этом уровне и использующее эти дисциплины/знания методов вместе с необходимым инструментарием.

На одном уровне обсуждаем хвосты и рога в корове (со всей проблематичностью выделения их как частей с определёнными границами!), на другом – целых коров и быков в составе стада как надсистемы. На одном уровне обсуждаем двигатель и салон, на другом – поршень и цилиндр в двигателе. Разные системы задают разные предметы интереса, разные языки разговора об этих предметах интереса, разные роли с разными предпочтениями в одних и тех же характеристиках как предметах интереса. Часто эти роли играют даже разные люди-актёры, ибо разные методы работы требуют разного мастерства, а все виды мастерства в приемлемой степени одному человеку получить обычно не удаётся.

Нужно чётко понимать, что сами по себе границы всех упомянутых систем «необъективны», это какие-то деятельностные роли в проекте разработки автомобиля для удобства своих обсуждений часть деталей в совокупности (иногда в системном мышлении это даже называют «целокупостью», подчёркивая, что это не просто «сборка», а создание нового целого из частей) называют «двигатель», другую целокупную/собранную часть деталей «салон», третью – «тормозная система».

Собирать вниманием отдельные части в целое для того, чтобы обсудить проявляющийся системный эффект – это сердцевина системного подхода, самое в нём главное. В инженерии отдельные части ещё и изготавливают отдельно, а потом и физически собирают – но это уже инженерия, а не мышление. В мышлении эти части выделяют вниманием, а вот будет там сборка, или выращивание, или обучение, или ещё какой-то способ изготовления частей на самых разных уровнях – это обсуждается отдельно, при обсуждении инженерных методов.

Эмерджентность в системном мышлении – это главный критерий для объединения каких-то объектов в систему. Если вы собрали в системе какие-то объекты по критериям принадлежности к предметной области/domain (заменили отношение «часть-целое» отношением классификации по принадлежности) и не проверили, что их взаимодействие (а они не взаимодействуют в момент эксплуатации! Они ж просто «принадлежат», являются «частью» в бытовом смысле, а не физической частью! Бытовое использование «части» не различает физичность и ментальность!) даёт эмерджентность – вы неправильно определили систему, у вас это просто объект, выделенный вашим вниманием, а не система! Нет системного эффекта – не система! Три детали на складе на одной полке – не система, нет взаимодействия, нет эмерджентности, нет нового свойства, не нужно выделять систему! Это просто три детали, лежащие на одной полке.

А вот клиентура, собранная из отдельных клиентов – это система. Так, вы можете обсуждать рост клиентуры (число клиентов), обсчитывать значения оттока клиентов, выбирать какой-то «канал продвижения» для клиентуры как сообщества. Получается, что клиенты вроде как не общаются между собой, не взаимодействуют, но взаимодействие таки есть: через компанию, у которой они – клиенты и которая собирает из них целое – клиентуру во взаимодействии с собой. Это может быть проще понять, рассмотрев аккумуляторную батарею: отдельные аккумуляторные элементы работают каждый «внутри себя» и не взаимодействуют друг с другом, но вот вместе они дают «батарею» – и свойства этой батареи определяются числом этих элементов. Вот «батарея» из клиентов – это и есть клиентура, свойства её другие, нежели свойства отдельных клиентов, а взаимодействием клиентов можно обычно пренебречь, но нельзя пренебречь происходящим «внутри клиента».

В силу эмерджентности на каждом системном уровне появляются новые свойства и функции, которые нужно отдельно, но подробно обсуждать агентам, обладающим нужным мастерством в методах работы с этими свойствами::характеристики и функциями::поведение. Так, специалисты по автомобильной мебели могут обсуждать удобство мебели отдельно от специалистов по двигателям, которые будут обсуждать мощность двигателя.

Все проектные/деятельностные роли будут реализовывать предпочтения в важных для них характеристиках/предметах интереса, их методы работы глубоко связаны друг с другом. Понятие системного уровня даёт способ структурировать реализацию этих предпочтений. Предметы интереса и меняющие их методы работы центрируются вокруг систем на разных уровнях системного разбиения, буквально «на разных уровнях крупности деления вещества». В центре теории/знаний/дисциплин/алгоритмов этих методов/практик/способов/культур работы – предметы интереса к эмерджентным свойствам систем.

Проводимые в проекты работы по самым разным методам учёта интересов дают максимальное проявление полезной эмерджентности или предотвращают появление вредной эмерджентности. Конечно, и «полезность», и «вредность» тут субъективны, они определяются ролями исходя из знаний/дисциплин выполняемых ими методами работ: весь проект сводится тем самым к сначала достижению договорённостей между ролями по поводу значений важных для них характеристик/concerns (проект должен дать успешную систему! Все должны договориться!), а затем к воплощению этих договорённостей в физическом мире через выполнение работ по изменению самых разных систем самыми разными методами.

Системные уровни нужны для того, чтобы структурировать достижение этих договорённостей, лучше понимать происходящее: обсуждаются всегда системы из каких-то определённых системных уровней, которые и проявляют свои характеристики, воспринимаемые разными ролями как важные/предметы их интереса. Нужно убеждаться, что обсуждение ведётся специалистами по объектам этого уровня. Точность хода часов обсуждается часовщиками, интерьер обсуждается спецами по интерьеру, а материалы деталей часов обсуждаются специалистами по материалам. При этом обычно специалисты как-то разбираются в характеристиках своего уровня, а также в характеристиках подсистем («из чего сделано») и надсистем («для чего сделано»).

⠀

Неустроенность и мета-системный переход

Эволюция::«процесс/изменения» – «физическая эволюция вселенной» это всеобщее явление, но мы всё-таки разделим её на отдельные варианты:

• Биологическая эволюция. Усложнение6 идёт от молекул к клеткам, от клеток к организмам, от организмов к популяциям и т. д.

• Меметическая эволюция. Это эволюция понятий-мемов (meme7, образовано так же как ген – gene, и не путайте с интернет-мемами), которые живут как в символьных локальных представлениях (одно место – один символ), так и в коннекционистских8 распределённых представлениях/distributed representations (а в последнее время добавились distributional representations9), например, в нейронных сетях (в головах людей, в системах AI на базе больших языковых моделей – это всё нейронные сети разного вида). Например, понятие-мем (иногда при обсуждении меметики говорят «идея», иногда даже «мысль») о том, что «если кошка перебежала тебе дорогу, то это нехорошо». Эта очень странная идея/мысль путешествует по мозгам, как вирус (повторяет себя, реплицируется), и почему-то не умирает окончательно: обязательно находится какой-то ещё один мозг, в котором живёт эта идея. Или идея Ньютона, что массивные тела притягиваются друг ко другу силой гравитации, эта идея тоже не умирает, хотя Эйнштейн выдал идею получше: никакой силы гравитации и в помине нет, а есть искривление пространства-времени массами. Эта идея тоже живёт, на её основе мы имеем GPS навигацию, но она не вытесняет полностью идею Ньютона про силу гравитации. Впрочем, современные рыбы тоже не вытеснили эволюционно древнюю рыбу латимерию, хотя остальные древние рыбы давно вымерли. Природа этих явлений та же, что в биологической/дарвиновской эволюции репликация какой-то информации между нейросетями в техно-эволюции в меру точная, но иногда проходит с мутациями. В одном случае эволюционируют гены (получаются разные организмы, их сложность и разнообразие растут, но простые виды не исчезают окончательно), а в другом случае – эволюционируют мемы (получаются разные теории/объяснения, их сложность и разнообразие растёт, но простые теории/объяснения не исчезают окончательно). Эволюция (дарвиновская и техно-эволюция) вполне физична, но она связана с тем, что накапливается информация на каких-то носителях, эта информация реплицируется – и надо глядеть первоисточники, на которые указано в нашем курсе, чтобы разобраться. Этот материал в курсе будет не столько разъясняться, сколько использоваться. В какой-то момент студенты не выдерживают, и смотрят в первоисточники – и формируют таки у себя физический, а не «общебытовой» взгляд на эволюцию.

• Техно-эволюция. Мутации технических систем производят главным образом люди путём изобретений (догадываются, что для получения какой-то функции::поведения в функциональных объектах можно использовать какие-то конструктивные объекты как аффордансы/«подходяшки»), и мы имеем развитие электротранспорта, робототехники, водопроводов, небоскрёбов и смартфонов, хотя вилка-ложка-нож, лопата и молоток остаются довольно давно неизменными, разве что существенно улучшены материалы, из которых они изготавливаются, да и само изготовление стало существенно дешевле. Важно, что техноэволюция использует сейчас существенно цифровое/дискретное (то есть с точной репликацией) символьное представление описаний систем.

В нашем курсе мы не будем касаться механизмов эволюции, при этом мы уже упоминали в разделе курса «2. Наш вариант системного мышления: третье поколение» в подразделе разделе «Варианты системного подхода» достаточно материалов, чтобы пытливые студенты могли разобраться в физической природе происходящего (и лучше бы не оттягивать это знакомство).

Основная идея в современном взгляде на эволюцию – это что явление неустроенности/неустаканенности/frustrations ведёт к огромному разнообразию квазиустойчивых конфигураций (наборов вариантов подсистем, вариантов конструкции) эволюционирующих систем, причём каждая из этих конфигураций квазиоптимальна, а переход между квазиоптимумами невероятно лёгок и поэтому общий набор конфигураций самых разных систем оказывается неустойчивым, неравновесным.

Нам понятие неустроенности потребуется для того, чтобы обсуждать разные варианты эволюции (и не путайте с психологическими «фрустрациями», в английском языке это слово имеет множество значений, да и оригинальный термин был – geometrical frustration10, никакого отношения к мыслительным затруднениям, речь идёт о физическом явлении).

В упомянутой статье «Physical foundations of biological complexity»11 понятие неустроенности поясняется следующей иллюстрацией:

Она показывает, что у эволюционирующих систем в каком-то определённом смысле есть память (физики говорят про системы с памятью «не эргодические12», они не хаотично блуждают по всем своим состояниям), они запоминают конфигурацию «оптимума выживания». Но в реальной ситуации память не запоминает найденное конфигурационное решение намертво, ибо существует очень много разных конфигураций системы, у которых примерно одно и то же квазиоптимальное «соответствие нише»/fitness, между которыми очень маленькая разница в «оптимальности». Конечно, есть самые разные конфигурации систем, которые не смогут выжить, и их большинство, но и конфигураций, в которых системы выживут, предостаточно, и они очень мало отличаются друг от друга.

В приведённых картинках это не одна конфигурация с безусловной принадлежностью к квазиоптимуму, а остальное – не выживет, а огромное количество конфигураций, которые эволюция может проходить в ходе бесконечных мутаций. И ни одна из этих конфигураций не будет окончательной, «целью и итогом эволюции»! Эволюция тем самым оказывается бесконечной, хотя и является хорошо описываемым процессом оптимизации конфигурации какой-то системы.

Скажем, вы приходите в магазин смартфонов и видите одновременно сотню очень похожих друг на друга моделей, все из которых находят какой-то рыночный спрос. Это и есть проявление эволюции: огромное разнообразие более-менее выживающих в разных экологических нишах13 (в нашем случае – техно-экологических нишах, то есть техно-ценозах, а не биоценозах) конфигураций (то есть наборов вариантов подсистем, вариантов конструкции) каких-то эволюционирующих систем. Это разнообразие и неустроенность как множество вариантов конфигурации, каждый из которых квазиоптимален, поэтому переходы от одного варианта к другому почти незаметны в части оптимальности включения в нишу, верны для всех видов эволюции – био, мемо, техно. Ну, и время от времени случаются скачки в уровне оптимизации. Скажем, мобильные телефоны были заменены на смартфоны – «нарисованная тастатура» оказалась лучше, маленькие размеры телефонов заменились на «лопаты» больших размеров – большой экран оказался лучше. Динозавров уже нет, хотя когда-то оптимальными были именно динозавры. А сегодня нет старых мобильных телефонов, хотя когда-то оптимальными до 2007 года (выпуск iPhone) были именно они.

При этом нужно аккуратно обращаться с типами связанных с эволюцией понятий. Скажем, реплицирующиеся в нейросетях мемы могут пониматься и как гены из генома, то есть части наследственного материала (гены физичны! Это буквально физические части молекул ДНК), и как реплицируемая в ходе обучения нейросети информация, то есть не быть материальными. Но тут помогают ходы, в которых мем может быть рассмотрен как «элементарная программа», базирующаяся на физической аппаратуре нейросети (например, на мозге) – это рассмотрение близкое к рассмотрению мастерства, как системы из запрограммированной на выполнение метода части физического мозга. В других школах мысли мем – это информационный объект, описание для программирования мозга.

При этом даже с биологическим геном есть разночтения: классическое понимание гена в том, что он физичен (часть ДНК), но используют понятие «ген» часто не как собственно «ген»::система, а как «информация, закодированная геном»::описание (например, так можно использовать и слово «мастерство» – не то, что умеет выполнить агент, а «описание метода, которое содержит в себе агент»).

В любом случае, разбирайтесь по контексту, с каким типом вы имеете дело: геном и мемом как информацией или геном и мемом как физическими объектами. С «мастерством», «программой» и прочими объектами такого сорта (алгоритм и универсальный вычислитель/computer для его выполнения, «расширенный/обобщённый на изменения/трансформацию физического мира алгоритм» из метода работы и универсальный создатель/constructor с инструментарием для его выполнения) – то же самое, будьте осторожны в присваивании типа, разбирайтесь с контекстом, в котором употреблён термин.

Скажем, вы легко поменяете описание метода (например, поменяете учебник игры на рояле с учебника для классической музыки на учебник для джазовой музыки), это просто заменить одно локальное/символьное представление на другое. Но вот заменить мастерство игры на рояле так просто не удастся, переучить одно мастерство на другое (одно распределённое представление на другое) не так-то просто. Заменить ген в «генах-описании» (заменить символ) – легко. А вот заменить физический ген в организме не так просто. Экземпляр физического гена будет представлен в каждой клетке организма, надо будет дотянуться до каждой клетки, или прицелиться точно в замену гена в зиготе (помните ещё школьный курс биологии, что такое зигота?).

Ещё одна проблема – это понимание того, что именно эволюционирует, какая система. В биологии это проблема биологического индивида: эволюционирует геном (набор всех генов), организм с феномом (организм с набором всех проявленых свойств, определяемыми геномом), популяция (ибо для эволюции требуется самец и самка, а это уже больше одного организма – популяция), вид (все особи, относимые к виду)? Точного ответа на этот вопрос нет, и будет сразу встречный вопрос: а какой у вас проект, как вам в этом проекте удобней для того, чтобы менять мир к лучшему? Современные результаты также показывают, что бесполезно обсуждать эволюцию только одного вида, ибо эволюция всегда идёт только в контексте эволюции всех остальных видов.

Особи/индивиды/экземпляры каждого вида эволюционирующих био, социо, техно систем состоят из многочисленных подсистем и входят в надсистему, как и любые другие системы. И сложность надсистем растёт за счёт того, что в какой-то момент эти надсистемы начинают объединяться друг с другом, выполняя разные (функциональные) роли в целой уже над-надсистеме, то есть совершая очередной мета-системный переход. Это есть и в техно-эволюции (эволюции инструментария): молотки, как и микробы, живут сами по себе. Но вот телевизор, навигатор, телефон, часы, записная книжка, пульсометр и музыкальный центр как функциональные объекты (в которых важна функция, но неважна конструкция) вдруг оказались одним более сложным конструктивно устройством – смартфоном, в котором живут как подсистемы множество устройств поменьше, «приложений»::подсистем, выступающих чем-то типа органов в организме. Это вот оно и есть: какие-то из удачных для их объединения систем какого-то системного/эволюционного уровня/масштаба объединяются в надсистему – и сложность биологического, меметического, технического мира растёт.

Читаем по геометрическим неустроенностям объяснения в статье14, росту сложности биологических (и социальных! И технических!) систем из-за этих неустроенностей как происходящих от конфликтных взаимодействий на разных системных/эволюционных уровнях статью15, термодинамические объяснения и математику для обоснования эволюционных процессов как процессов познания/learning и в том числе как причины появления жизни в статье16, и сами подходы к теории эволюции как многоуровневому обучению, в том числе понимание, что эволюция сама по себе многоуровневая и движется вот этими неустроенностями17. Вот как в этих работах определены основные принципы (понимаемые как основные онтологические догадки, то есть объекты, в терминах которых можно обсуждать происходящее, «аксиоматический подход» в физике) дарвиновской эволюции, то есть эволюции жизни, где геном внутри организма. Техно-эволюция, где мемом в конструкторском бюро, а целевая система делается на заводе и не содержит в себе мемома, или меметическая эволюция, где мемом лежит где-то в форме фрагментов видео на серверах или «идей» в бумажных книгах – это тоже эволюция, там могут быть небольшие отличия в трактовках, но в целом там будут выполняться те же принципы:

1. Функция потерь/loss function. В любой эволюционной системе существует функция потерь от переменных/физических величин, зависимых от времени. В ходе эволюции потери минимизируются, эволюция – это оптимизационный (поиск минимума функции потерь) процесс.

2. Иерархия масштабов времени. Эволюционирующие системы включают множество меняющихся во времени/динамических характеристик, которые меняются на различных временны́х масштабах (с различными характерными частотами: секунды, годы, тысячелетия).

3. Разрывы частот. Характеристики, проявляющиеся на разных организационных/системных/эволюционных уровнях (уровнях системы/организации), разделены достаточно широкими (три порядка величины) разрывами в частоте.

4. Ренормализуемость. По всем уровням организации статистические описания быстроменяющихся (высокочастотных) характеристик получаются через описания медленнее меняющихся (низкочастотных характеристик).

5. Расширение свойств. Эволюционирующие системы имеют способность добавлять дополнительные характеристики, которые могут быть использованы для выживания системы и возможность исключать характеристики, которые могут дестабилизировать систему (эмерджентность для позитивных свойств и устранение эмерджентности для проявляющихся негативных свойств).

6. Размножение. В эволюционирующих системах размножение/репликация и исключение из размножения информационно-обрабатывающих единиц (IPU, information-processing units, мы их называли «агентами») может быть на каждом системном/организационном/эволюционном уровне.

7. Поток информации. Системы медленно «эволюционирующих»/меняющихся системных уровней передают информацию системам быстро меняющихся в ходе познания/обучения/learning уровней, чтобы системы быстро меняющихся уровней могли лучше предсказывать состояния как окружающей среды, так и окружения системы в целом. В центральной догме молекулярной биологии добавляют, что обратный ход информации устроен по-другому: от «быстро обучающегося организма» к медленно меняющемуся «геному» информация идёт не путём передачи, а другим механизмом: мутации и смерть организмов с неподходящими мутациями. В техно-эволюции и мутации не любые из-за неминуемых сбоев в точности репликации, а smart (с расчётным наиболее вероятным успехом, не случайные).

А вот феномены жизни, которые из них следуют:

1. Наличие единиц, обрабатывающих информацию (IPU, information processing units) как отдельных систем на всех уровнях организации, то есть какая-то автономия и устойчивость существования молекул, клеток, организмов, популяций и биосферы в целом – они как-то поддерживают свою идентичность, не растворяются в окружении.

2. Неустроенность. Цели поддержания устойчивости (NESS, речь идёт об устойчивости в неравновесной ситуации, грубо говоря, «не дать разрушиться, поломаться, рассеяться в окружении») систем разных уровней конфликтуют, и это порождает неустроенность. Неустроенности/неустаканенности бывают или пространственные (geometrical frustrations), или во времени. Так, нейрон в мозге имеет своей функцией реакцию на входящий сигнал, это означает, что он будет реагировать на этот сигнал не как хочет, а как нужно для обработки сигнала целой группой/кластером нейронов как надсистемой, в которую входит система-нейрон. Это пространственный конфликт целей: оптимизировать обработку сигнала «как попроще» в рамках самого нейрона не получится, ибо это будет конфликтовать с обработкой сигнала «как надо» со стороны как кластера нейронов, и далее по системным уровням – со стороны каких-то долей мозга, отделов мозга, далее всего мозга. С другой стороны, нейрон работает с какой-то своей частотой, в своём временном масштабе, но это может не соответствовать временно́му масштабу, в котором ему нужно работать в более вышестоящей единице организационного устройства (кластере нейронов, долей и отделов мозга, мозге). И пространственные, и временны́е неустроенности не могут быть устранены полностью, но в рамках какого-то оптимального баланса может быть достигнуто локальное (не глобальное!) устойчивое неравновесное состояние – поиск этого устойчивого неравновесного состояния (NESS) и есть познание/обучение/learning эволюционирующей системы.

3. Иерархия системных уровней. Если система эволюционирует, то у неё с необходимостью будет множество системных уровней (рост сложности в ходе эволюции неизбежен).

4. Субоптимальность (near optimality). Для сложных многоуровневых оптимизаций можно использовать только стохастические методы, которые не гарантируют как устойчивость решения (то есть при попытке повторить будет получаться слегка другой вариант), так и нахождение глобального минимума (будут получаться не абсолютно оптимальные варианты, а просто более оптимальные, чем многие другие – но сравнимые с другими возможными к нахождению вариантами). В биологических системах через 4 миллиарда лет эволюции это проявляется в том, что всё уже более-менее оптимизировано, поэтому изменения в системах чаще всего ведут к ухудшениям, очень редко к улучшениям и в общем случае вообще ни к чему не приводят, ибо не так далеко уж уводят от уже найденного локального минимума потерь. Изменения, приводящие к переходу на локальный (никогда не глобальный, он недостижим принципиально) очередной уровень минимума потерь, крайне редки.

5. Разнообразие субоптимальных решений. Есть огромное конструкционное/конфигурационное разнообразие систем, для которых функция потерь субоптимальна и имеет очень близкое значение. Это само по себе свойство неустроенных систем, при этом неустроенные системы неэргодичны18, то есть они имеют какую-то память и поэтому эволюционные их пути скорее расходятся, чем сходятся. Конструкционное разнообразие неустроенных систем растёт, и все они имеют очень близкие значения функции потерь.

6. Разделение фенотипа и генотипа. Критически важным в феномене жизни оказываются два нарушения симметрии: а) «цифровая» с дискретными значениями, стабильная, медленно обновляемая память и по большей части аналоговые системы обработки информации и б) информационный поток между IPU/системами разных уровней как прямые «инструкции» генотипа фенотипу, а фенотип не может изменить генотип прямо, и изменения идут через мутации. Пример тут – «центральная догма молекулярной биологии», что информация идёт от ДНК к белку, но не наоборот. В компьютерной архитектуре то же самое: в архитектуре фон Неймана память отделена от центрального процессора, и поток инструкций идёт из памяти в процессор. И если речь идёт о любой более-менее сложной «информационной системе»::система, то память::подсистема как-то отделяется от процессора/обработчика::подсистема.

7. Размножение. Существование долговременной цифровой памяти (например, ДНК или РНК для генома) даёт возможность стабилизации IPU/систем – если бы памяти не было, то каждый раз приходилось бы информацию о стабильной системе получать эволюцией заново (и помним, что эволюционные процессы сразу обсуждают шкалу времени минимум на три порядка более медленную, чем возможная скорость нарушения обсуждаемой стабильности, там ведь «поколения»), но вместо этого она просто копируется. Цифровость/дискретность вместо аналоговости в памяти должны быть достаточно выражены, чтобы не накапливалась ошибка при многократном размножении/репликации, если точность репликации недостаточна, то жизнь не получается. На данный момент только биосфера представляет собой механизм передачи информации об устойчиво существующих системах, который не сломался за примерно четыре миллиарда лет.

8. Естественный отбор. Дарвиновская эволюция по принципу естественного отбора возникает из комбинации всех принципов и феноменов жизни, которые были описаны. IPU отличаются от среды и друг от друга, они разнообразны, они стабильны и содержат в себе кроме обработчиков/процессоров информации ещё и цифровую память (геном), а ещё они могут размножаться, сохраняя эту память (передавая геном потомству). Стабильность наиболее удачных/стабильных IPU при этом будет потихоньку расти, они будут чаще встречаться. Менее удачные/стабильные (с высокой функцией потерь в результате накопившихся мутаций) будут исчезать. Ключевая особенность дарвиновской эволюции: генотипы размножаются, но это размножение ограничивается откликом от окружающей среды, передаваемой через фенотипы (которые либо далее успевают размножиться, либо не успевают, уж какими свойствами их снабдил для этого генотип). Похоже, что этот феномен присущ главным образом биологической жизни, а не любой эволюции.

9. Паразитизм. Паразиты и совместная эволюция паразитов и хозяев повсеместны на множестве организационных уровней и являются неотъемлемой чертой эволюции жизни. Паразиты высоковероятны, а высокоэффективная иммунная система дорого стоит в части затрат энергии. В краткосрочной перспективе паразиты вредны, а в долгосрочной перспективе полезны, ибо являются источником новых функций в хозяине, от паразитизма возможен переход к симбиотическому существованию и даже полной интеграции. Паразиты и хозяева могут быть одноуровневыми (паразиты-организмы живут на хозяевах-организмах), но могут быть и транс-системны (генетические элементы паразита паразитируют на геноме организма или клетки-паразиты паразитируют на многоклеточных организмах хозяина). Этот феномен тоже вроде как присущ главным образом биологической жизни, но не техно-эволюции (впрочем, хакеры могут не догадываться о таком замечании, а их работа имеет и теоретическое обоснование19).

10. Программируемая смерть является неотъемлемым свойством жизни. И это относится к биологической эволюции, не факт, что это нужно соблюдать, когда мы рассматриваем другие виды эволюции (скажем, техно-эволюцию).

Тем самым запоминайте и постарайтесь учесть в мышлении:

• Мета-системные переходы по линии увеличения наблюдаемых системных уровней появляются в ходе эволюции. Рост числа системных уровней происходит из-за неизбежных неустроенностей между системными уровнями, выживают только какие-то конфигурации систем, наиболее точно решающие задачу многоуровневой (а не одноуровневой!) оптимизации, и появление более высоких системных уровней увеличивает устойчивость полученных решений. Самый успешный на своём системном уровне (например, раковая клетка печени очень успешна! Она размножается без ограничений!) может вымереть из-за того, что не учтена многоуровневость оптимизации конфигурации. Империи, которые растут как раковые опухоли, неминуемо распадаются, ибо будут встречать сопротивление с более высокого уровня и более низкого уровня (оптимизация многоуровневая!), а устойчивого состояния страновых границ не будет никогда: эволюцию не остановишь, её суть как раз в нахождении этих концептуальных новаций, увеличении разнообразия видов в ходе естественных мутаций в биологической дарвиновской эволюции, или в ходе инженерных изобретений при меметической (например, социальной, культурной) или техно-эволюции (технических систем). Страны тут такой же объект, как и любой другой, многообразие видов стран будет только расти.

• Для каждого мета-системного перехода между системными уровнями внимание рассматривает новые свойства систем каждого уровня за счёт эмерджентности, поэтому меняются методы работы с этими системами, язык разговора об этих системах, дисциплины/теории/объяснения функций/методов работы этих систем. Нельзя функции/методы работы этих систем объяснить в терминах функций/методов работы надсистемы (грех холизма, работу человеческого организма нельзя объяснить политическими теориями или даже теориями семейной жизни – это теории более высоких системных уровней), нельзя функции/методы работы этих систем объяснить через методы работы подсистем (грех редукционизма, нельзя работу человеческого организма в целом объяснить через понятия кардиологии или проктологии). Это означает, что нельзя слишком центрироваться на переносе свойств людей на системы других уровней: нельзя обсуждать работу человеческих органов так, как будто это маленькие люди, нельзя объяснять происходящее в международной политике так, как будто страны – это такие огромные люди. Отслеживайте, что вы используете адекватный язык обсуждения, меняйте объяснительные теории при переходе с уровня на уровень. Например, у города не может быть инфаркта, но у отдельных людей в нём – может быть, страна не может «обидеться», но обижаются в стране отдельные люди – особенно часто застревание происходит на уподоблении самых разных систем человеку. И «организация» – это будет «лицо» навроде человека, и смартфон, и город, и страна. Отслеживайте такое и у себя в мышлении, и в других, деантропоморфизируйте по возможности и учитывайте наличие многих системных/эволюционных уровней/масштабов.

Нужно также отметить, что математические описания физических процессов, познания/learning и эволюции удивительно похожи. Мы уже говорили о том, что математика задаёт набор удобных понятий для типизации, а физика задаёт набор функциональных объектов, удобных для описания взаимодействий в физическом мире. В рамках исследований с использованием физики и математики происходит довольно жёсткая проверка (сначала логикой и рациональными рассуждениями, а потом и экспериментом) того, что поведение математических объектов в мысленных экспериментах соответствует поведению физических объектов, взятых как функциональные объекты по отношению к конструктивным/материальным объектам. При этом будет использован принцип 4D экстенсионализма: физический рассказ про мир в терминах функциональных объектов из учебника физики типа «физическое тело» и рассказ про мир в терминах учебника предметной области, где вместо физического тела будет какая-нибудь «ракета» позволяют отождествить мир учебника физики и мир жизни.

Посмотрите пример таблицы, которую сделали на базе сравнения похожести математических описаний в термодинамике, теории нейронных сетей (глубокое обучение/deep learning) в машинном обучении и теории эволюции20:

Близость формул, которые описывают явления термодинамики, познания как обучения нейронных сетей и эволюции показывает, что термодинамика, познание/learning, эволюция – это всё разные описания разными словами примерно одного и того же набора закономерностей, одного и того же процесса, происходящего в природе. Тем самым системное мышление, которое обсуждает эволюционно появляющуюся многоуровневость и разнообразие в чём-то стабильных систем (удерживающих NESS, их называют «системами» или «агентами», или «IPU»), пригодно для мышления об очень широком классе жизненных явлений.

Системный подход против и редукционизма, и холизма

Системный подход (подход/approach – это перенос разработанного в физике понятия «система» на другие области, прежде всего биологию) появился как раз для того, чтобы бороться с редукционизмом – попытками описания сложных объектов без выделения системных уровней и связанных с ними системных эффектов (эмерджентностей). Поскольку редукционисты не выделяют отдельных системных уровней, они ведущий метод/функцию и его дисциплину/теорию/объяснение какого-то более низкого системного уровня (частей системы, иногда это много уровней вниз от уровня рассматриваемой целой системы) выпячивают как средство объяснения поведения всей системы в целом. Так, поведение человека редукционисты могут объяснять химическими и электрическими процессами, которые проходят в мозгу между основными клетками мозга, нейронами. Верно ли это? Да, это верно, математически абсолютно верно! Но совершенно бесполезно! Помним про «хвост стада»: трудно понять, какие операции можно делать с подсистемами на несколько уровней ниже, если обсуждать свойства текущего уровня. Хотя, конечно, можно как-то оттрассировать/отследить, как какие-то свойства системы следуют из свойств её подсистем, причём эти свойства при переходе на каждый уровень подсистем с увеличением числа уровней отслеживать будет труднее и труднее. Скажем, можно ещё отследить, что «кирпичные дома обычно теплее, чем панельные», если заметить, что железобетонные армированные панели прочные и поэтому тонкие, а кирпичей приходится класть много и стенки там толще. Но если тянуть эту линию дальше на много системных уровней к материалам – обожжённой глине, бетону и арматуре, то объяснение становится запутанным. Без «панели» и «кирпича», без «стен» (системы промежуточных системных уровней) объяснения не получатся.

Поведение текущего уровня в системном мышлении объясняется взаимодействием систем многих системных уровней вверх и вниз от текущего, что не снимает тезиса «упрощенчества» при каждом переходе от более верхних уровней к более нижним в целях объяснений. Но системный подход не случайно выбирает системные уровни для подобных объяснений, а берёт устойчивые (хотя и неравновесные, NESS) физические объекты в качестве используемых для объяснений систем, и ещё строит объяснения принципиально многоуровнево/многомасштабно – и при этом не пропускает системные уровни, чтобы не впадать в редукционизм.

В классическом редукционизме никаких многих системных уровней в объяснениях нет, а отсылки идут только к нижележащим уровням. В редукционизме нет никаких интеллектуальных средств для предотвращения объяснения поведения человека даже не поведением нейронов его мозга, но вообще квантово-химическими процессами с участием электронов и элементарных частиц атомных ядер, которые лежат в основе химических процессов, или наоборот – клеточными процессами, для которых основой служат химические процессы с клеточными молекулами. Ещё очень модны объяснения, как работа гормонов на уровне биохимии влияет на поведение человека (человек в целом – это же много-много системных уровней выше уровня биохимии происходящего в мозгу). Конечно, биохимия работы мозга влияет на поведение человека, но связь эта настолько неочевидна, что требуется много системных уровней для её прояснения: предмет разговора меняется на каждом системном уровне, этими уровнями занимаются разные деятельностные роли, знания эти описаны в разной литературе. Так что огромное количество поп-психологической литературы, объясняющей низкоуровневыми нейрофизиологическими механизмами поведение человека только вводит в заблуждение, ничего не объясняет, не даёт оснований для надёжной работы по изменению поведения человека по образцу инженерной работы. Поп-психология на то и поп-психология, что не следует строгим стандартам мыслительной работы, а только даёт ощущение «объяснений». Почему ракета летит? Потому что в ней окисляется топливо! Почему мозг понимает текущие строчки? Потому что в нём срабатывают нейроны! Всё это правда, но бесполезная для содержательной и точной инженерной работы правда. Чтобы эта правда была полезна и точна для инженерной работы, нужны многоуровневые (в плане системных уровней) рассмотрения, и в них не должны пропускаться рассмотрения высоких уровней, не должен проскакивать редукционизм.

Не будем всё происходящее с человеком сводить только к мыслительной работе, у человека есть ещё и выход в физический мир через телесную работу. Танцевание, как одно из возможных поведений человека (другие поведения – жизнь, отдых, труд), можно «объяснять» в кавычках, редукционистски, как набор химических процессов между молекулами в клетках мышечной ткани человека, или даже как набор движений сотен мышц. Можно даже при этом упоминать, что мышцы управляются мозгом, а в ходе танцевания (жизни, отдыха, труда) задействуется и спинной мозг. Но эмерджентности именно танцевания (свойств, присущих танцору как роли агента, когда он танцует – выразительность, эстетичность, набор фигур, характерные позы) в этом не будет, не будет обсуждения танцора и его поведения (танцевания). Все эти редукционистские описания танцевания как мышечной работы будут формально-логически верны, но это будут редукционистские описания, сводящие эмерджентные свойства к свойствам частей системы, в том числе свойствам частей, лежащих на много системных уровней ниже, чем уровень, удобный для описания обсуждаемого эмерджентного свойства.

У коровьего стада есть хвост (коровы Маргариты), но обсуждая этот хвост, стада не обсудишь. Обсуждая мышцы и спинной мозг, танцора не обсудишь! Для обсуждения танцора в ходе танцевания (а Вася Пупкин если не танцует, то и не танцор – когда Вася Пупкин обедает, то он «едок», когда лечится – «пациент», а танцор – только когда танцует) нужно и движение мышц описывать, и работу всего тела в разных «неравновесных балансах», и использование в движении всего тела инерции частей тела (голова – это 5.4кг, если махнуть как следует головой – то тело улетит за ней примерно так же, как улетит за арбузом с подобным весом), и принципы танцевального стиля (и тут надо будет задействовать эстетику, а ещё стиль культурно-обусловлен), и как эти принципы воплощаются в отдельных движениях (лексика танца), и как эти движения собираются в целый танцевальный перформанс/исполнение танца (хореография – тут), и почему танцевания подобного рода повторяются в разных сообществах мастеров танцевания (скажем, почему танго танцуют в самых разных местах на планете, и вы можете узнать, что это танго, и люди-агенты, которые его танцуют, как-то принимают решение научиться танцевать и становятся мастерами танго – это мы уже обсуждаем уровень сообщества, много выше уровня мышц!). Каждый шаг этого обсуждения делается с отдельными объектами, объяснить «как устроен танцор» через «мышцы и нервы» нельзя, поведение танцора невыразимо через поведение «мышц и нервов». Если вы описываете устройство городского квартала, то вам нельзя описывать его через расположение и форму кирпичей, и даже стен в зданиях. Надо описывать квартал через расположение и форму зданий и дворов, газонов и скверов, пустырей и проезжих частей дорог. Кварталы, танцоры, стада – надо быть внимательным, на каком «системном уровне»/«уровне частей объекта» мы пытаемся описать поведение той или иной системы как целого.

Редукционистские методы (описание стада в терминах хвостов и рогов, а не коров) всё-таки работали, но работали плохо. Если редукционисты случайно угадывали удобный системный уровень (танцор как задействующий методы удержания постуры/«танцевальной осанки», танцевальных шагов в ритм, занятия каких-то положений в паре, если это парные танцы, квартал как состоящий из зданий и дворов, стадо из коров и быков) – редукционистские методы работали, а если не угадывали (танцор из мышц и костей, квартал из кирпичей и травинок на газонах, стадо из ушей, ног и хвостов), то ничего хорошего не происходило. Со стороны это выглядело как «редукционизм – благо!» (и перечисление удачных случаев) и «редукционизм – вред!» (и перечисление случаев неудачных).

Классический пример первых систем, на которых оттачивался системный подход в момент его становления в виде общей теории систем Ludwig von Bertalanffy – это цветущий луг весной. Сотня видов растений и животных, почва, оставшиеся от разлива лужи и болотца. Как обсуждать происходящие на лугу сезонные изменения? Биохимией взаимодействия всех живых клеток всех животных и растительных организмов на цветущем лугу? Понятно, что это не срабатывает, хотя формально верно – но как это интуитивно понятное «не срабатывает, хотя формально верно» перевести на уровень явного принципа? Вот тут и пригождаются понятия системных уровней и эмерджентности, и тем самым появился «системный подход», как перенос разработанного в физике понятия «система» на другие предметные области. Обсуждать такую сложную систему, как цветущий луг, стало проще. Этот сложный объект начал «помещаться в голове», мышление о нём «разлеглось по полочкам».

Эмерджентность нужно отличать от синергии – эффекта взаимоусиления свойств. Если при объединении двух компаний с небольшой прибылью мы наблюдаем, что их взаимополезность и прибыль резко растёт, то мы наблюдаем просто более сильную итоговую компанию, никакого системного эффекта/эмерджентности (появления у целого нового свойства, новой характеристики, нового предмета интереса от взаимодействия частей этого целого) нет, есть просто синергия этих исходных компаний в части старых свойств. Не появилось никаких новых свойств, просто усилились прошлые свойства. Никакого системного эффекта, никакой эмерджентности, никакого нового предмета и новых ролей, связанных с новыми свойствами объединённого в целую систему синергичных частей этого целого. Но налицо синергия: свойства усилились! Системный подход тут ни при чём.

А вот если соединить кирпичи и цемент с водой в правильной форме, то из их взаимодействия появится дом – и можно обсуждать комнаты, жильцов дома, что для обсуждения просто раствора и кирпичей просто невозможно. Кирпич в цементе и воде ничего не усиливает, ничему не способствует, цемент у кирпича ничто не усиливает, но если их взять в достаточном и правильном количестве и соединить сначала цемент с водой (получив раствор: свойства раствора несводимы к свойствам воды и свойствам цемента), а потом кирпичи с раствором, то будет дом – свойства дома будут несравнимы со свойствами кирпича, цемента и воды. И никакой синергии при этом нет, то есть нет взаимоусиления свойств цемента, воды и кирпичей при их объединении в два уровня: «кирпичи плюс „цемент плюс вода“».

В домах живут, в кирпичах не живут, даже сложенных в кучку. Хотя формально живут в кирпичах с раствором (редукционизм!), но в этих терминах трудно обсуждать жизнь. Например, у дома есть архитектурный стиль (в смысле строительной архитектуры, «визуальный образ») – модерн, барокко – а у кирпичей с раствором этого архитектурного стиля нет, его в терминах кирпичей и раствора не обсуждают, он только уже у домов в их готовой форме. Но элементы этого архитектурного стиля – это просто та или иная выкладка кирпичей, чистая правда. Это и есть редукционизм, «правда, но бесполезная правда», обсуждать дом так нельзя! Синергия (сложение частей без появления новых качеств, но изменением старых качеств частей) тем самым может обсуждаться в рамках редукционизма, а эмерджентность/системность редукционизм исключает.

Вторая ошибка, которую исправляло системное мышление – это обратный редукционизму холизм. При этом само системное мышление плохо владеющие им люди (и наверняка это унаследовано AI-агентами) относят к холистическим учениям, то есть учениям, объясняющим поведение системы поведением её надсистемы. Танцоры танцуют так, как они сейчас танцуют, ровно потому, что человечество обеспечивает существование субкультуры танцевания (и для зрителей, и для себя, и даже для друзей-подруг: танец живота в гаремах развивался именно как такое развлечение). Эта субкультура танцевания как набор мемов в головах людей (а сейчас и на других носителях – кино, видео в социальных сетях) заставляет людей танцевать ровно так, как они танцуют, а мышцы и нервы людей отрабатывают этот «приказ культуры», помогают воспроизводить танцевание как распространяющее эти мемы, никуда они не денутся, ибо «поведение нижних системных уровней полностью зависит от того, что происходит вовне их», основная мысль холизма. Для холизма танцевальная культура возникает не потому, что люди танцуют и совокупность их паттернов поведения (методов работы), перформансов и рассуждений о танцах называют культурой, но наоборот, для холизма – танцуют (феном танцевальной культуры) из-за того, что этого требует танцевальная культура (мемом танцевальной культуры) как набор всех идей/мемов/мыслей по поводу танцев и связанного с ними человеческого поведения. И для холизма идеи про постуру, танцевальные шаги в ритм, идеи про «подёргивания мышц», опорно-двигательный аппарат и его состояние в танцах объявляются несущественными. Для холизма всё это «как-нибудь само подстроится под общественный заказ» (и не спрашивайте, что такое «общественный заказ»: идеи высоких уровней, связанных с сообществами и обществами довольно мутны, хороших онтологий нет, поэтому язык больше художественный, в нём легко фантазировать, в том числе антропоморфизировать общество – и приписывать ему, например, «заказ»).

Даже не будем приводить подробных объяснений, почему чистый холизм такая же ошибка, что и редукционизм, ибо нелепость утверждений холизма вскрывается очень быстро и поэтому он реже встречается. Но тоже встречается, холизм очень распространён в гуманитарной среде. Инженеру в тепловозостроении трудно внушить, что у паровоза КПД в ходе его работы такой низкий, потому как это железнодорожные пути и вокзалы сделали его таким, а не физические процессы определяют КПД паровоза по сравнению с КПД электровоза. Но гуманитарий легко может утверждать, что танцевальный перформанс у танцора такой, какой он случился – это прямое следствие «общественной потребности». Что это такое «общественная потребность», «запросы общества» – это даже не будем обсуждать. Но слова-то привычные и не вызывают у гуманитариев вопросов. Хотя вопросы есть: что такое «потребность» у «общества» из многих отдельных людей с совершенно разными идеями по поводу танцев и не только танцев, и как она проявляется в конкретном перформансе в части работы мышц и нервов?!

Системное мышление ассоциируется с холизмом потому, что в многоуровневых рассуждениях учитывается взаимодействие уровней (включая неизбежные конфликты, которые приводят к необходимости многоуровневой оптимизации конфигураций систем всех уровней, а результатом тут будет неустроенность этих конфигураций и рост сложности систем в ходе эволюции. Системное мышление признаёт и существование вышестоящих уровней, и влияние их на нижние (влияние целого на части), как в холизме. Но в системном мышлении учитывается также и существование нижних уровней, влияние их на верхние (влияние частей на целое), как в редукционизме. Причём одновременно, и ещё на многих системных уровнях сверху вниз и снизу вверх!

В современном (третьего поколения) системном мышлении ещё и говорится о многоуровневой оптимизации всех этих влияний в ходе эволюции: ибо все эти части и целые появились такими, какие они есть, в ходе эволюции (био/дарвиновской, меметической, техно). При этом нужно рассматривать масштабы времени в тысячи раз более длинные, чем масштабы времени в ходе непосредственного взаимодействия систем в момент их использования – в танцах какая-нибудь фигура длится полсекунды, но эволюция её появления заняла годы, а иногда и десятки лет, а появление мышц и нервов агентов-танцоров на более медленно меняющихся низких уровнях заняло миллионы лет, и развитие по этой линии продолжается. Так, уже есть исполнение танца агента с шестью руками: две свои и четыре механические из рюкзака с манипуляторами21, эволюция танцующего агента продолжается, но это не очень быстрая эволюция.

Системное мышление и редукционистское, и холистическое одновременно. Ну, или ни редукционистское, ни холистическое. Оно снимает противоречия между двумя этими подходами к объяснению поведения систем.

Целевая система и коллективное системное мышление

Для того, чтобы как-то проводить системные (т.е. с использованием понятий системного подхода) рассуждения, нужно как-то научиться управлять фокусом своего внимания на разные системы в многоуровневом системном разбиении – и уровнях выше целевой системы, и уровнях ниже целевой системы. Системный мыслитель всё в мире рассматривает как системы, сами входящие в системы более высокого системного уровня как подсистемы, и имеющие свои подсистемы более низкого системного уровня, поэтому прежде всего нужно выделить какую-то из них, к характеристикам которой мы проявляем интерес, и пытаемся что-то в мире изменить для реализации этого интереса/предпочтения. Эта выделенная вниманием агента (субъективно! Удобным для ролевого метода работы агента способом!) система и будет целевая система (system-of-interest, буквально «система нашего интереса»). Это та в будущем успешная система, с которой мы::«команда проекта» что-то хотим делать: придумать и создать её, починить, эксплуатировать, уничтожить.

Дальше можно обсуждать любой системный уровень выше и ниже уровня, на котором расположена целевая система, но на этой системе остаётся фокус нашего::«команды проекта» внимания, системный эффект именно этой системы нас будет интересовать прежде всего. Одна камера внимания каждого агента, участвующего в проекте, всегда удерживает целевую систему, другие камеры внимания для разных отыгрываемых этими агентами ролей могут при этом бродить по разным системам других уровней и по системам цепочки создания. Но на целевой системе внимание у каждого агента закреплено хотя бы одной камерой внимания в ходе проекта всегда, про неё не забываем.

Метафора тут – полярные координаты, всё (коллективное! Не только одной роли!) мышление крутится вокруг целевой системы. Это точка отсчёта, движение внимания в системном мышлении отсчитывается от неё. Если потерялись с длинными рассуждениями среди огромного множества систем в проекте, то вернитесь к целевой системе, и дальше двигайтесь по цепочкам разных отношений (главным образом отношений композиции и создания) ко всем остальным системам. Целевая система даёт стабильность внимания самых разных ролей в коллективных проектах.

Для разных ролей целевыми системами представляются самые разные физические объекты, но в ситуации коллективной деятельности предполагается, что все роли, выполняющие методы непрерывного создания и развития целевой системы (всё, что с ней происходит с момента замысла через множество модернизаций до прекращения использования) договорились о том, какая же это система, где эти границы. Системное мышление прежде всего поддерживает не мышление одного человека, а поддерживает коллективное мышление в организации как множестве агентов, которые могут известным методом (этот метод – тот или иной вид менеджмента) распоряжаться их совокупным трудом и ресурсами. Организации – это команды проектов, предприятия/компании/фирмы, некоммерческие организации, кружки, учебные группы и прочие, где понятно «кто начальник». Если это сообщество, то скорее всего начальника нет, системного мышления вокруг одной целевой системы может и не случиться, договорённостей о том, что делаем (о целевой системе) не будет. Но если это сообщество кем-то организуется и формальное вступление в сообщество означает то, что просьбы этого организатора будут выполняться в каком-то объёме – то тут с системным мышлением всё может быть в порядке (ну, или не может быть, если люди специально ему не обучались).

Системное мышление помогает агентам (в том числе людям) договориться друг с другом о своих действиях, и прежде всего договориться о том, какая система их интересует, какая система является целевой, каковы границы (что входит, а что не входит в состав) целевой системы. Так что системное мышление – коллективное мышление, а не мышление одного агента, оно предполагает договорённости о предмете деятельности, то есть о целевой системе. Целевая система не ваша::агент, не какой-то одной роли, она общая для команды проекта, и о ней команда договаривается (в том числе в договорённостях участвуют и внешние проектные роли). Конечно, можно вообразить и задействование системного мышления одним агентом, но этому агенту придётся выполнять множество самых разных ролей, поэтому он не сможет задействовать разделение труда – высокую квалификацию в выполнении отдельных ролей. Создание сложных систем потому и возможно, что системное мышление позволяет договориться разным агентам, каждый из которых обладает высоким мастерством выполнения разных ролей – визионеров, проектировщиков, архитекторов, инженеров производственной платформы и т. д.

Целевая система обычно мыслится на момент времени её использования (operations, эксплуатации, функционирования, работы) уже в готовом виде, когда она взаимодействует со своим окружением/средой/environment и играет в этом окружении свою роль/выполняет функцию. То есть «самолёт» мыслится, когда он летит, «компьютер» – когда он считает, «мастерство» – когда выполняется работа по методу этого мастерства. Целевая система во время её создания всё-таки ещё не в том состоянии, когда она что-то делает, выполняет функцию. При создании системы мы больше думаем о функциях создателей по отношению к изменениям состояния частей будущей целевой системы, эти части меняют свои состояния и в ходе производства собираются в готовую систему, это всё «время создания». А когда думаем про целевую систему и системные уровни – это время использования/эксплуатации/функционирования/работы целевой системы.

На рисунке представлена системная (по отношениям композиции) иерархия с тремя системными уровнями, системы показаны кружками, стрелки с ромбиками показывают отношения композиции/разбиения/состава/часть-целое, целевая система показана как система 2:

Система, в состав которой входит целевая система, называется надсистема. На рисунке это система 1. Часы будут надсистемой для шестерёнки, молекула – надсистемой для атома. Целевая система имеет свою функцию (поведение с ожидаемыми результатами) в надсистеме, её функция позволяет надсистеме проявить в конечном итоге эмерджентное свойство, т.е. выполнить функцию надсистемы. Функция показа времени у часов как целевой системы в интерьере как надсистеме помогает интерьеру быть удобным для проживания.

Помним, что все системы определяются прежде всего по их функции в надсистеме, они в надсистеме играют какую-то роль. И надсистема – тоже система, ей нужно выполнять свою роль в над-надсистеме (просто на картинке эта над-надсистема не показана, но она всегда есть!).

Если целевая система шестерёнка, то шестерёнка используется в часах (входит в состав работающих часов как надсистемы), её роль «передатчик движения», назначение/функция::поведение – передача (для функций используем отглагольные существительные) в надсистеме-часах движения на стрелки так, чтобы часы могли показывать время, т.е. надсистема (часы) могла «выполнять своё назначение»/функционировать/«выполнять свою функцию»/«выполнять свою роль»/работать.

Все системы в момент эксплуатации целевой системы, которые не входят в целевую систему, называются системами в окружении (environment, среда, operation environment, рабочая/эксплуатационная среда, рабочее/операционное окружение – термин «окружение» предпочтительней, поскольку подчёркивает центральную роль целевой системы, а термин «среда» не подразумевает какого-то явного центра). Окружение – это всегда в момент работы готовой системы.

Когда целевую систему (впрочем, и подсистему, и надсистему) создают, там будет другое рассмотрение: в центре будут какие-то из систем создания, а будущие системы находятся в неработоспособном ещё состоянии «сырья», «полуфабриката». На картинке системы создания (условно изображены как оргзвено из людей) изображены отдельно от иерархии системного разбиения, это ведь вообще другое время (время создания, а не время использования/эксплуатации/функционирования/работы целевой системы, её подсистем и её надсистемы).

Частая ошибка – это считать, что системы создания (enabling systems, constructor systems) находятся в системном окружении. Нет, они не входят в системные уровни той иерархии по отношению «часть-целое», к которой принадлежит целевая система. Отношение их с целевой системой (и другими системами обсуждаемых системных уровней, то есть надсистемой, подсистемами) – отношение создания (на диаграмме оно не показано).

На рисунке одна из систем в окружении (этих систем множество!) – система 3. Например, для шестерёнки в часах таким окружением будут стрелки, тоже входящие в состав часов. А ещё в окружении могут быть какие-то системы, даже не входящие в состав надсистемы, но без которых трудно обсуждать работу/функционирование целевой системы – хотя они входят в какую-нибудь над-над-надсистему. Например, солнце, нагревающее часы и тем самым влияющее на шестерёнку (при нагреве она может поменять свои размеры, что может оказать влияние на основное поведение – точно передавать движение, что далее оказывает влияние на поведение надсистемы – точный показ времени). Окружение – это системы из состава надсистемы, над-надсистемы и т. д. Главное, что окружение – это вовне границ целевой системы и речь идёт о моменте, когда система работает и выполняет свою функцию (а не когда она задумывается, изготавливается, испытывается).

Заправочная станция для целевой системы такси, входящего в состав таксопарка как надсистемы – это система в окружении. Дорога для едущего по дороге такси – это система в окружении. Повторимся: совершенно необязательно, чтобы система в окружении была именно подсистемой надсистемы, «смежником» для целевой системы. Хотя иногда все другие (кроме целевой системы) подсистемы надсистемы для целевой системы выделяют специально, называя ближним окружением, а за пределами надсистемы системы называя дальним окружением. Для автомобильного мотора в составе автомобиля как надсистемы салон автомобиля и его колёса – ближнее окружение, это подсистемы автомобиля. А вот дорога и палящее солнце – это системы из дальнего окружения).

Подсистема – какая-то часть системы. В системном мышлении подсистемы в момент их использования рассматриваются главным образом как роли, функциональные объекты, причём только после рассмотрения окружения и определения функции целевой системы в окружении – ибо пока мы не понимаем, что должна делать целевая система, какую функцию/поведение она несёт в окружение, мы не можем ничего сказать про её состав и уж тем более не можем обсуждать конструкцию (какие там конструктивы, задействованные во время создания, играют роли выделенных подсистем). На рисунке пример такой подсистемы целевой системы показан под номером 4.

Проблема в том, что целевой системой для разных проектов может стать любая, которая будет проявлять интересную для них эмерджентность, нужный для них системный эффект. И тогда все остальные виды систем будут определяться по-другому. Скажем, если целевой системой в каком-то проекте объявить систему 4, то система 2 будет в этом проекте её надсистемой. И если все в том проекте договорились, что целевой системой будет система 4, то так тому и быть – именование разных систем в том проекте будет другое, хотя состав систем в системной иерархии будет одним и тем же. Если какая-то фирма делает интерьеры, то они в ней будут «целевая система», а если интерьерные часы – то «целевая система» – они, а если массово изготавливает шестерёнки (в том числе и к часам) – то «целевой системой» будет шестерёнка. И все разговоры будут крутиться вокруг целевых систем. А как же взаимодействие между проектами? Придётся договариваться: участники этих трёх проектов друг для друга будут «внешними ролями». При этом общения между проектом интерьера и проектом изготовления шестерёнок не будет, а вот часовщикам придётся общаться и с заказчиками – интерьерной фирмой, и с поставщиками – фирмой по изготовлению шестерёнок.

⠀

Форматы описания системных уровней

Системные уровни состоят из иерархии по отношению часть-целое/composition. Эти иерархии вроде как удобно изобразить картинкой графа-«дерева», вроде той, которую мы только что обсуждали в связи с именованием систем по отношению к целевой системе. Для иллюстративных целей это подходит, для работы – нет. Графические модели крайне неудобны в редактировании, в изменении. При разработке системных разбиений, их согласовании в команде проекта вам нужно будет быстро (это ключевое) менять варианты системного разбиения. Для этого мы предлагаем использовать «аутлайн», текстовое представление дерева иерархии, где каждый уровень представляется отступом.

Вот предыдущая картинка как аутлайн, проставлены те же цифры, что и на картинке:

Конечно, эти именования (как и любая терминология) более-менее условны. Так, в ТРИЗ надсистема так и называется – надсистема, а англоязычные системные инженеры обычно слово «надсистема» не говорят (очень редко не-инженеры говорят suprasystem, но не supersystem), хотя и говорят «подсистема» (subsystem).

В основополагающем стандарте системной инженерии ISO 15288:2023 вообще не говорят обо всех этих видах систем, подчёркивая их одинаковость: различают только целевую систему (system-of-interest) как вершину системного разбиения. «Выше по системным уровням» идут сразу «системы в окружении», которые рассматривают вообще отдельно, включая саму надсистему. В составе целевой системы в этом стандарте только системы (если у этих систем будут части) и системные элементы (elements, если было принято решение не рассматривать их части, а только ограничиться существованием этих системных элементов как целых, являющихся частями их надсистем).

Дадим эту картинку как многоуровневый список/аутлайн, заодно переведя на русский:

Картинка и текст тут примерно одинаковой наглядности, ибо представлено очень немного элементов в системном разбиении. Теперь представьте, что нужно изобразить 500 элементов (масштаб проблемы: в авиалайнере или ледовой буровой платформе 5—6 миллионов элементов). Диаграмма-картинка сразу будет помещаться только на многих сложно сопоставляемых друг с другом страницах, она не влезет ни на один компьютерный монитор, а если её бить на части, будет абсолютно нечитаема. Правки в этой диаграмме будут очень долгими и многие правки будут вести к ошибкам.

Текстовый вариант с аутлайном легко править, он легко вытягивается в просто «длинный текст» (люди привыкли работать с многостраничными текстами, используя скроллирование), длинные имена свободно помещаются в строку (даже ещё можно и комментарии давать!). Так что используйте для работы с системными разбиениями аутлайны/outlines/«nested lists»/«многоуровневые списки».

Альтернативный способ – это использовать явную нумерацию уровня как отдельный элемент списка. Вот та же структура, что в предыдущем списке, только представлена в табличной форме (например, Excel таблице). Целевая система как целая при этом в нашем варианте представления не имеет кода, а число позиций в коде – это системный уровень (1.3.1.1. – это будет четвёртый уровень, если целевая система на нулевом уровне. Как ни печально, но в стандарте ISO 15288 на картинке опечатка в нумерации уровней, четвёртый уровень показан как пятый!)

Конечно, в этом примере таблицы «система» и «элемент системы» – это типы (из мета-мета-модели, типы важных объектов системного подхода) тех объектов, которые будут заданы в таких таблицах или типами мета-модели «из учебника предметной области», или даже типами мета-модели предприятия, или даже для конкретного экземпляра системы – именами конкретных физических объектов. То есть в таблице будет стоять не «система», «система», «система», а для автомобиля «шасси», «левое колесо», «двигатель», для парусника «корпус лодки», «мачта», «грот» и т. д.

Каждый раз используйте перевод графических представлений в иерархии, а иерархии представляйте затем в таблицах – иначе вы не справитесь с сопровождением, не сможете вносить многочисленные изменения. Форматы должны быть удобны не для «представления», а изменения: описания систем (в том числе описание системных разбиений) – это предмет непрерывных переговоров в команде проекта, а поэтому – предмет непрерывных изменений. Форматы подгоняются под удобство изменений, всяческая «наглядность» простых примеров «из учебника» и «из стандарта» не должна отвлекать: учебники и стандарты вам не надо менять, изображения из них вам не надо разбивать на много страниц. Используйте табличные представления (в том числе и для работы с системными разбиениями), это будет удобно.

Системные уровни в системной инженерии.

Пример вычислительной техники

В современной вычислительной технике легко насчитать десяток системных уровней. Вот пример выделения этих уровней от нижних к верхним для классических компьютеров (их больше, тут приведён только пример мышления об этих уровнях, разные производители могут выделять их по-разному для разных проектов):

1. Чистые материалы (кремний и тщательно дозированные его «загрязнения», дающие эффект полупроводимости).

2. Части транзистора (исток-сток-затвор).

3. Полевой транзистор и межтранзисторные соединения.

4. Логические элементы (состоят из нескольких связанных транзисторов).

5. Арифметически-логические устройство/вычислительное ядро, память и прочие части процессоров и разных видов памяти.

6. Процессоры/чипы: общего назначения (CPU), графических/матричных вычислений (GPU), сетевой коммутации между процессорами, оперативной памяти.

7. Компьютерные платы с процессорами и памятью, внешними устройствами (например, твердотельными накопителями).

8. Компьютерный рэк с несколькими компьютерными платами, связным оборудованием ввода-вывода, системой питания и охлаждения. Связные кабели.

9. Серверная стойка для нескольких компьютерных рэков с питанием и охлаждением.

10. Поды (pods) из нескольких связанных друг с другом серверных стоек.

11. Датацентр из нескольких «подов», в его состав может входить даже робот телеприсутствия с видеокамерой для наблюдения ночью. Суперкомпьютер уровня датацентра (по состоянию на июнь 2020 седьмой в мире по мощности) мог быть уже несколько лет назад собран за 3.5 недели всего 6 инженерами22.

Чистые материалы в масштабах частей транзистора имеют размеры, сравнимые с размерами атомов (ориентир в 2023 году был 1 нанометр для выпуска к 2030 году, хотя речь идёт не совсем о физических размерах транзисторов23). Датацентры с суперкомпьютерами сегодня – это десятки тонн оборудования, сотни кубометров по объёму. Инженеры организуют своё мышление вокруг системных уровней: системы на каждом из этих уровней состоят из частей нижележащего уровня и сами являются частью систем более высокого уровня. Системы каждого из системных уровней разрабатываются инженерами, умеющими решать проблемы этих уровней. Вместе все эти уровни дают мощность вычислений, которую нельзя получить, используя редукционистский подход, «суперкомпьютер прямо из чистых материалов» и даже «суперкомпьютер из транзисторов».

Совершенно необязательно называть системы на всех этих уровнях «система», «система транзистор», «система серверная стойка». Система – это тип объекта. Мы можем «приговаривать» к каждому слову его тип, но это будет звучать странно. Мы не говорим «процесс летит система самолёт», мы говорим «летит самолёт». Мы не говорим «система центральный процессор в составе системы компьютера», мы говорим «центральный процессор в компьютере». Это не убирает факта, что мышление инженеров вычислительной техники системно, их деятельность организована вокруг системных уровней вычислительной техники, этих системных уровней много, только в нашем сверхупрощённом примере этих уровней одиннадцать.

Приём опускания типа «система» (включая разнообразие видов систем – целевая, надсистема, подсистема, система в окружении, далее будет ещё и система создания) важен, если вы разговариваете с людьми, не знакомыми с системным мышлением. Для коллеги, который знаком со стандартами системной инженерии и менеджмента, или хотя бы проходил наш курс, будет уместно сказать «X – это целевая система», что эквивалентно X::«целевая система». Для других людей лучше сказать «X» или «целевой X» или даже «важно учитывать X», но слово «система» как принадлежность к типу лучше произнести в уме, если собеседник незнаком с этими типами. А вот для собственного мышления принадлежность к типу нужно отслеживать обязательно!

Успехи сегодняшней вычислительной техники достигаются именно многоуровневой организацией компьютеров – как от уровня компьютерного чипа вплоть до частей транзистора, так и от уровня «компьютера в сборе» (рэка для датацентра) до уровня датацентра в целом. Это ровно тот же рост сложности, какой происходит в биологической эволюции, и он регулируется теми же закономерностями24. Успехи электроэнергетики, ракетостроения, транспортного машиностроения, вообще инженерии в целом – они достигаются точно так же, многоуровневой организацией их целевых систем, а также многоуровневой организацией систем-создателей (скажем, завода по производству полупроводниковых чипов, завода по производству ракет и т.д.).

Разделение труда людей проходит по линии разных видов систем, но ещё и разных системных уровней одного вида систем, ибо системы разных уровней создаются/construct/enabling разными «методами работы»/«видами практик»/«содержанием труда» самых разных создателей/constructors/«enabling systems»/ «систем создания» в самых разных ролях.

Инженер, разрабатывающий и производящий чистые материалы для полупроводниковой промышленности, существенно отличается по своим знаниям от знаний инженера по производству полупроводниковых чипов методом литографии. Ещё и мастерство разработки и производства будут различаться настолько, что ими будут заниматься разные предприятия (одни только разрабатывают, другие только производят – и специализация людей-инженеров этих предприятий разная). Это и есть разделение труда. Мастерство этих инженеров, выпускающих чистые материалы, инженеров, которые выпускают из них чипы (интегральные микросхемы) существенно отличается от мастерства инженеров, проектирующих компьютерные рэки и производящих эти рэки. Но все эти разные виды инженеров-технарей и менеджеров как инженеров организаций договариваются друг с другом о том, как из систем более низкого системного уровня изготавливаются системы более высокого, более сложного уровня – включая организацию менеджерами предприятий, которые всем этим займутся.

Системное мышление позволяет не потерять внимание в этих сложных коллективных переговорах по поводу создания и модификации многоуровневых инженерных систем и сложной сети предприятий, которая эти системы производит. Не будет забыт ни один сток транзистора, ни один вентилятор в рэке, ни один кабель в датацентре, ни одно подразделение, этими системами занимающееся, ни один вид оборудования в этих подразделениях, ни одна категория клиентов, ни одна категория поставщиков, ни один закон тех обществ, где всё это должно заработать и наносить непоправимую пользу самым разным агентам-собственникам самых разных систем.

Моделирование: системные уровни

Отмоделируйте системные уровни какой-то вашей рабочей системы таблично (используйте индексы, например 1.1.3.6 для четырёх уровней). Начните обязательно с надсистемы вашей системы, сама ваша система должна быть не на верхнем уровне, а на втором или даже третьем сверху. Проставьте отметки «да» прохождения простейшего чеклиста на правильность моделирования – это две колонки «Материальность» и Отношение «часть-целое» с системой предыдущего уровня» (если отметка в этих колонках «нет», надо будет исправить модель, так, чтобы отметка стала «да»).

4D системность: паттерны в пространстве-времени, ритмы

Системность – она всегда 4D системность, при этом в 3D у нас системные уровни соответствуют разным масштабам частей традиционно понимаемой физической системы по их размерам (длины – парсеки, метры, нанометры), а повторяемость/patterns описывается формами/shapes. Переходя к 4D, во времени мы тоже говорим о системных уровнях: масштаб времени задаётся «размером» во времени (длительности – миллиарды лет, минуты, фемтосекунды), а повторяемость/patterns описывается ритмами/rhythms/cadence.

Системная ритмика25 – смотрим не только на классически понимаемый музыкальный и танцевальный «ритм», но и выходим на другие уровни рассмотрения в музыке и танцах: cadence на уровне такта (несколько секунд) и на уровне музыкальной/танцевальной фразы (десяток секунд), крупные формы на уровне произведения (например, запевы-припевы в песнях, кульминации-развязки танцевального перформанса – до минуты), на уровне альбома/концерта или вечеринки – уровень «сета» (двадцать-сорок минут), «большой концертной формы» (это забытый в музыке после старта стриминговых сервисов уровень, где тоже складывается какая-то ритмика движения какой-то идеи размером где-то в полчаса-час, осталось сегодня это только в виде выкладывания сетов диджеев на mixcloud26). Дальше могут идти в музыке и танцах более крупные ритмы – регулярные танцевальные вечеринки и филармонические абонементы (еженедельно и ежемесячно), регулярные фестивали (ежегодно).

В самом ритме выделяем

• функциональные темпоральные части (роли в ритме) и

• конструктивные темпоральные части (из чего делаем, какие появления-снятия/onsets-offsets на каком движении у нас появляются – удары, или ноты, или жесты, или заседания научно-технического совета, или ежеутренняя чистка зубов).

Проще всего разбираться с этим там, где ритмы абстрактны и первичны: музыка и танцы, начиная с «тактового уровня» (у него и названия-то специального нет! Ритмика-по-бытовому игнорирует системность, в литературе по ритмике пока никакой системности, системность туда нужно привносить, это фронтир системной мысли. В какой-то мере это перекликается с текущими разбирательствами с паттернами разворачивания физики во времени, например, временны́ми кристаллами27).

Мультидансер::«вид/специализация роли танцора» танцует в значительном стилевом разнообразии. Мультидансер работает с системной ритмикой но ещё и с разными уровнями телесности (буквально: разными частями тела, телом в целом, телом в окружении, парой партнёров в окружении и т.д.), разворачивая это всё на разных уровнях ритма.

Одна из проблем обсуждения в том, что надо учитывать разницу референтных индексов (описание от первого лица – танцора, или от третьего лица – внешнего тренера или зрителя). Тело – это то, что воспринимается снаружи третьим лицом, сома – это тело, воспринимаемое изнутри. Поэтому для мультидансера ритмика не телесная, а соматическая.

Системная соматомеханика (биомеханика – это механика тела/body, как она воспринимается биологом «снаружи», а соматомеханика – это механика сомы/soma/организма) как раз даёт возможность обсуждать движение сомы, то есть движение тела, воспринимаемого и порождаемого изнутри. Конечно, системная соматомеханика работает для самых разных методов/способов/культур/стилей движения – фигурного катания, сидения за компьютером, плавания, борьбы, мультиданса (как раз метод, которым движется танцор-мультидансер). В синонимическом ряду в случае движений чаще всего используются при этом не термин «метод» или «способ», а «культура» и «стиль». Мультиданс при этом включает множество подстилей/субкультур танцевания.

В ритике нас интересуют паттерны/шаблоны/повторяемости/закономерности изменений тела и сомы танцора, причём изменения на разных масштабах времени, минимально:

• Медленный масштаб начального обучения как «создания мастерства/MVP», то есть передача оснований мемома из культуры. Состояния личности танцора меняются как в ходе создания/изготовления/обучения/тренинга, время создания танцора, у агента изготавливается мастерство по самым абстрактным уровням мемома: принципы «танцевальной композиции»/«универсальных крупных паттернов движения», лексики/«менее универсальных более мелких паттернов движения», «танцевального стиля»/«мельчайших паттернов движения». В профессиональном балете на это даётся примерно десять лет, в социальных/парных танцах (любительский уровень) примерно пару лет. На выходе – МVP мастерства, репликация культурно-обусловленных оснований. Не принято говорить о «ритмике» на таких масштабах времени, но это не означает, что этой ритмики нет. Эксперименты показывают, что чем более длительны интервалы времени (годы), тем хуже люди умеют рассуждать про такие интервалы. Этому умению рассуждать про длинные промежутки времени надо специально учиться.

• Более быстрый масштаб изменения мемома в ходе личного творчества, выработка личного уникального подстиля/манеры, обновление мастерства танцора (smart мутации мемома, получаются путём изменения мастерства танцевания в ходе мутаций мемома, наблюдаемый зрителями и ощущаемый изнутри танцора метод при этом тоже меняется, ибо поменялся алгоритм). Это постоянная деятельность, «развитие мастерства», эволюция. При успехе – появление нового танцевального стиля, если результат этих изменений мемома признаётся как значительно отошедший от культурно-обусловленного эталона. Изменения тут в масштабе полугода-года. Вот такие промежутки времени уже доступны для обсуждения, но работа с ними требует собранности, проявляемой на этом масштабе времени – и это уже не так тривиально, тут не скажешь «соберись!» так, чтобы получить немедленный эффект. Поможет, конечно, письменная культура: письменное отслеживание достижений (в случае танцев, например, можно делать видеозаписи и хранить их).

• Быстрый масштаб изменения фенома (состояния тела и сомы во время задействования мастерства танцевания в ходе перформанса/выхода/исполнения), работа/функционирование мастерства танцора. Изменения тут в ритме музыки – можно за основу самой длинной меры времени взять уровень композиции (скажем, три с половиной минуты танцевального времени), а короткая мера тут – доли секунды между ударами пульса/pulse в музыке.

Эта необходимость рассмотрения разных масштабов времени сегодня проходит красной нитью во всех работах по эволюции, причём подчёркивается, что разница между типичным временем событий на разных шкалах будет отличаться на несколько порядков (и действительно: от долей секунды до нескольких лет – это много порядков!).

Мультиданс::метод/культура/стиль::поведение звучит как существительное (данс, танец), но это стиль поведения (вид поведения), которым занимается роль мультидансера в ходе «работы танцевания» (задействования метода). Мультиданс ещё и составной метод (он разбивается на различные входящие в него более мелкие культуры/стили/методы/способы танцевания, например, танго, сальса, кизомба – в мультидансе будут задействованы все три).

И ещё учитываем, что иерархия самых разных разбиений не должна бы носить разные имена – поэтому называть крупные паттерны «композицией», более мелкие «танцевальным контентом/содержанием/лексикой/фигурами» и ещё более мелкие «танцевальным стилем» и иногда выделять ещё и личную ещё более мелкую структуру как «манеру» – это плохой метод/стиль именования. Если дана какая-то многоуровневая/иерархическая структура, то тип объектов каждого уровня лучше бы оставить одним и тем же, разве что добавлять приставки «под» и «над» (и при этом следить, что речь идёт об отношениях объектов, которые приняты в иерархии, а не о каких-то других отношениях, например, следить, что «под» относится к отношению композиции, а не специализации/рода-вида, так что лучше говорить не «под-», а «вид», скажем «кубинская сальса» это «вид сальсы», наряду с «сальсой Нью-Йорк»).

Число уровней в разбиениях заведомо меняется, отнесение к конкретным уровням – предмет договорённостей в проекте. Что в одном проекте относится к уровню танцевальной композиции, в другом проекте будет уровня танцевального стиля – поэтому в танцах хорошо бы как-то унифицировать в рамках проекта разбиение паттернов движения/поведения/изменения в части имён этого разбиения. Как? Решите это в своём танцевальном проекте, пока нет устоявшихся имён для методов/практик/культур танцевального стека методов.

Всё то же самое можно рассматривать по отношению к любым другим агентам, включая даже агентов в широком понимании, то есть в том числе не очень «умных». Например, какой-то простой автомат стиральной машины, который «ощущает себя изнутри» через замеры с каких-то датчиков уровня и температуры воды, и тем самым у него есть аналог «организма», внешнее поведение «тела»/аппаратуры и его ориентация на работу с «сомой»/аппаратурой-«ощущаемой» -изнутри. Конечно, «измерение величины датчиком» это очень условно относим к «ощущениям», поэтому пишем в кавычках, это антропоцентричная метафора. Ну, а если речь идёт о какой-то организации, то уподобление организации танцору – это общепринятая метафора. Что мы тут привносим:

• референтный индекс (реферируем/ссылаемся ли мы в описаниях практики на внешнее тело или внутреннюю сому, иногда называется «позиция восприятия»)

• эволюционно понимаемую ритмику (частоты, различающиеся на три порядка в ходе эволюции – норма, помним о работах группы Ванчурина).

Собранность тоже работает с управлением вниманием в 4D, её нужно рассматривать на разных шкалах времени: прямо в споте, «вот сейчас» на несколько секунд, на время длинного рассуждения (от пары минут до пары часов), на время постановки привычки или выполнения проекта (месяц-год), на время удержания длинных периодов времени (несколько лет, планирование образования, планирование занятости в какой-то сфере, выполнение очень длинных проектов типа проектирования и строительства атомных станций). И кроме этих временны́х интервалов нужно отмечать, какие системы, их надсистемы и подсистемы выделены вниманием и на каком системном уровне мы работаем, какие важные характеристики рассматриваем, как и когда (ритм!) запоминаем прерванное рассуждение про одни объекты и переходим к другим. Собранность тоже вроде как существительное, но это метод/культура/практика, которым занимается «собранный» агент (в нашем случае мы отдаём предпочтение инструментальному, а не чисто «мозговому/ментальному» методу собранности, это чаще всег