Общая теория систем управления

Академик Иоффе говорил: - Надо искать монету не под фонарем, где светло, а там, где она потеряна.

В этой статье предпринимается попытка посмотреть на системы управления с позиций той роли, какую они играют в реальной действительности. Это будет в какой-то мере академическая статья дилетанта, если так можно выразиться. Это статья о том что "это"?
И решить эту задачу мы попытаемся с позиций выдвинутого автором толкования такого природного явления как информация. (http://inintel.narod.ru/Priroda.htm). Мы исходим из того, что в основе любой системы управления лежит механизм целеполагания (термин введенный академиком П.К. Анохиным). А при условии того, что цель имеет нематериальную природу, то и исследоваться она должна по законам нематериального мира. Это мы и попытаемся сделать в этой статье.
Безусловно, выдвинутая автором теория информации - гипотеза, но думаю, лучше всего она проявит себя в деле. Я имею в виду, что тот кто сталкивался с системами управления знает, что лжи они не допускают - или работают, или нет. И, применив данный подход для уяснения не голой абстракции, а основ реальной системы, мы одновременно и "обкатаем" предлагаемую теорию информации, и, возможно, узнаем что-то новое о сиcтемах управления. А поскольку, надеюсь, у каждого читателя система управления работает безукоризненно, то он сможет увидеть то, чего не увидел я, или увидел ложно.

Система управления

В определении понятия «система управления» я вижу две проблемы: что такое система и что такое управление. Как известно, и первое и второе хотя и имеет множество толкований, но все они ставят больше вопросов чем дают ответов. Мы выразим свое понимание, а читателю предоставим право самому определять правомочность такого определения.
Начнем с понятия «управление». Прежде всего это воздействие. Однако отличить управляемое воздействие от неуправляемого порой невозможно даже теоретически. Поэтому нужно конкретное уточнение, определяющее какие именно воздействия являются управляемыми. Надеюсь, будет бесспорным утверждение, что управления без цели не бывает. Если и будут возражения, то, скорее всего, они возникнут из-за своеобразного понимая что такое «цель». Следующим необходимым условием проявления управления является возможность достижения цели.
И тогда можно сказать - если есть и цель, и возможность ее достижения, то на практике это и есть управление.
Понятие «управление» имеет материальное проявление и можно увидеть соответствие, или, напротив, несоответствие явления его толкованию, но понятие «система» относится к чисто нематериальному и, следовательно, может быть подвергнуто только логическому анализу. Как известно, даже при наличии «Общей теории систем», однозначности этого понятия пока нет.
«Можно взять десяток определений системы как у самого Берталанфи, так и у его последователей и увидеть, что ни одно из них не дает возможности активно использовать понятие «система» как инструмент для более усовершенствованной исследовательской работы.» (Анохин П.К. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ, 1973 г.).
Но самыми интересными являются дальнейшие рассуждения академика.
«Включение в анализ результата как решающего звена системы значительно изменяет общепринятые взгляды на систему вообще и дает новое освещение ряду вопросов, подлежащих глубокому анализу. Прежде всего оказывается возможным как всю деятельность системы, так и ее всевозможные изменения представить целиком в терминах результата, что еще более подчеркивает его решающую роль в поведении, системы. Эта деятельность может быть полностью выражена в вопросах, отражающих различные этапы формирования системы:
1) какой результат должен быть получен?
2) когда именно должен быть получен результат?
3) какими механизмами должен быть получен результат?
4) как система убеждается в достаточности полученного результата?
По cути дела, эти четыре вопроса разрешаются основными узловыми механизмами системы. Вместе с тем в них выражено все то, ради чего формируется система.»

Несложно заметить, что за всем этим стоит реализация цели, ведь ясно, что без цели нет и результата. А мы ведь только что отмечали, что управление невозможно без цели и, как мы дальше постараемся показать, это не параллель, это и есть система, только не общая, а система обладающая механизмом управления.
И хотя П.К. Анохин доказывает всеобщность данного определения системы:
«Правда, нам приходилось не раз слышать замечания, что система с результатом — это «специальный случай» системы. Но тогда очень важно было бы узнать, что является у системы без результата тем фактором, который обеспечивает переход, выражаясь языком Эшби, «от неорганизованного к организованному», т. е. от хаоса взаимодействия к системе.».
Такие аргументы видятся малоубедительными, ведь в таком случае имеем:
первое – нужен целеполагающий творец, следящий за получением результата, отслеживающий его полезность или вредность;
и, второе, и главное - эволюция неорганического мира была бы прямолинейной, без тупиковых «карманов», а сразу бы работала на результат.
Но для нас неимоверно важно другое. Рассматривая общую теорию систем с позиций нейрофизиолога П.К. Анохин, на наш взгляд, абсолютно верно показал, суть биологических систем, и, считая их наиболее сложными, сделал вывод, что все остальные системы, как более простые, будут подчинены этим аксиомам. Думаю, что это не так, но это вопросы не моей компетенции, а нам очень важно из этих выводов академика то, что выдвинутые им «этапы формирования системы» есть не что иное как основные аксиомы систем управления. И если наша точка зрения верна, то из этого будет следовать:
а - биоматерии без системы управления не бывает,
в – системы управления без цели не бывает.
Подтверждением этого и результаты исследований П.К. Анохина. Он убедительно доказал это, разработав теорию функциональных систем, где живое может существовать только на основе функциональных систем, а ведь это и есть системы управления.

По сути на этом можно было бы и закончить статью по общей теории систем управления. Но «за бортом» осталось самое важное - целеполагание в системах управления, что "рождает" цели? У П.К. Анохина мы не находим ответа на этот вопрос, и получается, что вся теория систем управления повисает в воздухе.
Поэтому мы фактически с этого момента только начинаем говорить об основах систем управления.

Из вышеприведенных соображений мы бы дали такое общее определение систем управления:
система управление - это материальное объединение элементов, осуществляющее (реализующее) нацеленную деятельность.
Из этого следует, что система управления - комплексное явление осуществляющее материальную деятельность, но на основе нематериального - цели. Именно это понятие является, как нам видится, главным в управлении, и вместе с тем наименее изученным в связи со своей нематериальной природой.

Еще в первых появившихся в истории технических системах управления люди уже могли бы заметить идею управления, но видели тогда только шестерни и шатуны, а сегодня сигналы и информацию.
Чтобы выяснить в чем сущность этой идеи, рассмотрим отличия между искусственным и природным системами управления.

Коренное отличие биологических систем управления от технических заключается в том, что в биологических основная цель формируется внутри, а в искусственных привносится снаружи. Под основной целью мы будем понимать такую цель, которая не входит ни в какую-либо другую цель как подцель.
Следующее коренное отличие заключается в том, что биологические системы управления зависимые, а искусственные за редким исключением - независимые.
Независимые такие, у которых их деятельность на работоспособность (жизнестойкость) самой систем управления никак не сказывается. Какие бы команды она не посылала - ее работоспособность от этого не пострадает.
В зависимых, результаты работы систем управления напрямую связаны с состоянием не только объекта управления, а и с собственным состоянием: изменяются ее функции, изменяются приоритеты, и даже возможны изменения системы до "неузнаваемости".

Говоря об общей теории систем управления нельзя обойти вниманием общественные системы управления, куда входит управление как группами людей, связанных общими интересами или решаемыми задачами, так и скрытое управление через психологическое воздействие на целые народы.
Особенностью таких систем является то, что они представляют из себя промежуточное положение между искусственными и биологическими системами управления.
В таких системах цель рождается внутри, но источник порождения цели принципиально иной нежели в биологических. То, что в таких системах рабочими элементами выступают люди, а это «автономные генераторы целей», а, с другой стороны, вся система является искусственным образованием, делает эту систему смешанной. И в таком случае искусственно созданная система подчинена реальным материальным воздействиям, а реакции на эти воздействия выполняются людьми, обладающими модельными системами управления. Но цели людей и цели системы могут совпадать, а могут и не совпадать - отсюда и двойственность таких систем. К примеру, в биологических системах такого не может быть, все элементы системы подчинены всегда общей цели, несмотря на то, что многие из этих элементов имеют свои индивидуальные (периферийные центры) системы управления.
Тема общественных систем управления не менее сложна чем общая теория систем, поэтому ограничимся уже сказанным.

Обобщим: системы управления при любой степени сложности выделяются наличием в них целеполагания, все иные системы, начиная от открытых и кончая закрытыми, цели не имеют – они могут иметь нацеленность в виде использования их свойств, но сами по себе системы безцельны, как бы парадоксально это не звучало. Поэтому, если мы хотим понять основы систем управления, то прежде всего нужно понять, что такое цель.

Цель

Русское слово "тень" на иврите, одном
из древнейших языков, произносится как [цэль].

Цель - это абстракция, явление мало кем признаваемого нематериального мира. У меня сложилось свое виденье этого мира, что, как мне кажется, объясняет и снимает многие противоречия в области знаний о природе человека. Я исхожу из того, что нематериальный мир - это закодированные закономерности.

Цель – нематериальна, и хотим мы того или нет, но должны признать, что нематериальное оказывает воздействие на мир, а следовательно - существует. Можно возразить, что цели самой по себе не бывает и она де возможна только в единстве с материей, и ни о каком нематериальном мире не может быть и речи. Не согласен. И с фактами опровергающими это вы сталкиваетесь каждый день. К примеру, у вашего начальника есть цель, он ее носитель, и он ставит эту цель перед вами, чтобы вы для него это сделали, иначе говоря свою цель передает вам. В таком случае возникает вопрос, а может ли быть передано то чего нет? И мы уже на этом этапе видим, что нематериальное существует поскольку применяется на практике. Возможно это выглядит не совсем убедительно, но таков уж нематериальный мир.

Зададим себе вопрос - а может ли быть цель в неорганике? Ответ будет однозначным - нет! И отсутствие цели в неорганике мыслящему человеку уже должно многое сказать. Мы можем выдумывать цели: цель ведра удерживать жидкость, но это не цель ведра, это наша цель - использовать ведро с целью. А у самого ведра - это одно из его свойств. Так же и у природы - она есть то, что есть, но будучи динамичной, сотканной из взаимодействий, она постоянно видоизменяется, и там где силы сцепления выше сил разрушения, там и остается материальный объект в бытии на некоторое время. А если есть силы сцепления, то неизбежно что они закономерны, в противном случае - это хаос, и нет там не только сил сцепления, но и самого объекта. Думаю эти закономерности, и принял П.К. Анохин за целеполагание на результат в неорганических системах. И если целеполагание неразрывно с биоматерией, то к неорганической материи это отношения не имеет. А мы можем сделать такой вывод, что все в мироздании без наличия систем управления – БЕЗЦЕЛЬНО как по причине отсутствия материального носителя цели, так и по причине отсутствия обратных связей.

Поэтому все подчиненное достижению какой-либо цели является лишь подцелью, и главным отличием цели от подцели (нацеленности), является то, что цели сами по себе не рождаются, для их рождения должна быть:
1 - материальная причина,
2 - система управления на материальной базе, преобразующая эту причину в нематериальную цель.
Подцель всегда возникает от нематериального воздействия (указаний, замыслов, приказов и т.д.) – как реализация какой-то (чьей-то) более общей цели, порожденной опять же в какой-то системе управления.

С таким подходом, мы, на первый взгляд, получаем замкнутую саму на себя мысль. Система управления - это материальное объединение элементов, осуществляющее (реализующее) нацеленную деятельность, и информация - это закодированные закономерности материального мира, располагающиеся в какой-либо системе управления. Однако, если мы объединим две эти мысли в одну – система управления - это материальное объединение элементов, осуществляющее воздействия, основанные на закономерностях материального и нематериального миров (что и дает нацеленность), то противоречие хотя и снимается, но ясности пока не дает.

Зададим себе вопрос: А могут ли быть незакономерные цели? Безусловно не могут. Ведь суть цели это когда из всего выбирается одно - конкретика. И хотя остается «за кадром» вопрос что такое закономерность, но ясно, что цель может быть только следствием закономерности, и ничего иного.
Тогда, как нам кажется, должно быть ясно и то, что если информация закодированная закономерность, и цель может быть только закономерна, то можно сделать вывод, что цель имеет информационную природу и я бы дал такую формулировку цели.

Цель - это сгусток системообразующих закономерностей.

Признавая неразрывное единство цели и систем управления, мы должны признать и следствие - нематериальное проявляет себя только в системах управления и нигде больше. Ведь нигде больше в мироздании, кроме как в системах управления, мы пока не видим фактов целепреследования - нет фактов наличия обратной связи. А до тех пор пока таких фактов не будет все теории божественного вмешательства видятся весьма сомнительными. Особенно сомнительным это выглядит, если разобраться какие и чьи цели преследуют религии.

Подведя итоги можно сказать, что система управления – это системы особого рода. Имея общую для всех систем составляющую – функциональное самосохранение, система управления в главном отличается от всех иных систем целеполаганием. Оно может быть направлено как на сохранение системы в целом, где система управления является частью более общей системы, так и на сохранение внешних систем в функциональной целостности, что по иному можно сказать – поддержанию системы в рабочем состоянии. Принципиально важным, что выделяет системы управления с общих систем, является и то, что благодаря целеполаганию, система управления обеспечивает самосохранение не столько за счет усиления сил сцепления, сколько за счет «ухода» от «опасных» разрушающих внешних сил. И это обеспечивается механизмом дающим предвиденье.

Как и в статье о природе информации, так и здесь, мы постарались показать природу нематериальных явлений, и вышли с разных сторон на одно и тоже основание - закономерность. Как нам видится выяснение сущности этого явления и даст тот надежный фундамент на базе которого можно будет говорить о нематериальном обосновано. Но это отдельная большая и очень сложная тема.


07.01.2006