Складна система

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Складна́ систе́масистема, поняття, що широко використовується в сучасній науковій літературі і вказує на специфічні особливості об'єктів дослідження практично в усіх розділах природничих та гуманітарних наук. Саме ця всеохопність терміну пояснює відсутність єдиного загально визначення складної системи[1] Серед чисельних ознак складної системи основними є дві - відкритість системи і здатність до самоорганізації. При аналізі складних систем розрізняють структурну, функціональну та динамічну складності. По відношенню до задач обчислювальної математики важливе значення має введене А.М.Колмогоровим поняття алгоритмічної складності. Зараз в світі англійською мовою видається 12 наукових журналів, в назві (а отже, і в тематиці) яких вживано термін "Complexity" (Складність).

В програмній інженерії складною системою вважають систему з багатьма рівнями абстрації[2].

Як правило, в складних системах вдається виділити певні складові елементи (підсистеми). Особливості взаємодії між підсистемами та специфіка реакції системи на зовнішні впливи виключають можливість описати поведінку складної системи лише на основі знань про властивості формуючих її підсистем. Визначальні результати в теорії складних ситем, формулюванню критеріїв простоти та складності належать академіку НАН України О.М. Шарковському.[3] Результати досліджень різного типу складних систем виявили методичну неспроможність редукціонізму, як методу пізнання природи та суспільства. Результати дослідження складних систем стимулюють широке використання принципів холізму, які базуються на класичному висловлюванні Аристотеля, що ціле завжди більше суми його частин.

Для систематичного дослідження в теорії складних систем в 1984 році в США було створено спеціальний дослідницький центр - Інститут Санта-Фе. В дослідженнях з теорії складних систем характерні ключові слова: нестійкість, нерівноважність, незворотність, хаос, самоорганізація.

Методологія вивчення складних систем є предметом чисельних досліджень в рамках конкретних дисциплін (див., наприклад, фізика складних систем ) та в філософії сучасної науки [4]

Приклади[ред.ред. код]

До категорії складних систем, перш за все, слід віднести живі організми. Як результат еволюції всі живі організми проявляють три надзвичайно важливі властивості: адаптацію до навколишнього середовища, величезну різноманітність, надзвичайну складність внутрішньої структури. При цьому складність розуміється не в сенсі наявності великої кількості складових елементів (підсистем), а саме в складності механізмів взаємодії між ним та навколишнім світом. Розвиток теорії складних систем дозволив сформувати тезу:хвороба - це втрата складності живою системою. Основні поняття теорії складних систем формувалися при вивченні властивостей нелінійних динамічних систем. Приклади таких досліджень та їх узагальнення приведені в монографії [5]

Кількість складових елементів, які можна виділити в системі, не є визначальною для того, щоб віднести її до категорії складних систем. Як приклад системи лише з двома елементами вкажемо на фізичний маятник з двох компонентів.

[Складові фізичного маятника та характеристики для опису його руху.]

При значному початковому відхиленні від положення рівноваги маятник починає здійснювати коливальні рухи. Для відображення складності цих рухів досить розглянути траєкторію, яку описує кінець другого компоненту цього маятника. Ця траєкторія відображена на анімації.Складність траєкторії точки в досить простій структурно системі вказує на відсутність прямого зв'язку між структурною та динамічною складністю.

Траєкторія руху кінцевої точки другого компоненту фізичного маятника.

Тут бачимо типову поведінку динамічних систем з сильною нелінійністю. Такі системи проявляють властивість хаотизації руху. Оскільки в математичній моделі таких систем всі характеристики детерміновані, то таке явище одержало назву детермінованого хаосу.

Властивості атома водню такі як спектральні характеристики його випромінювання, є властивості складної системи, які неможливо звести до властивостей його складових — електрона і протона (кожен з яких у свою чергу є системою).


Порівняння з простою системою[ред.ред. код]

Для розкриття поняття "складна система" доцільно вказати основні відмінності простої та складної системи.

Проста система[ред.ред. код]

  • однозначність зв'язку між зовнішньою дією та реакцією системи.
  • малі зміни в характері зовнішньої дії викликають малі зміни в реакції системи.
  • передбачуваність. Можливість якісно і кількісно передбачити поведінку системи на будь-якому інтервалі часу.

Складна система[ред.ред. код]

  • циклічна причинність, зворотний зв'язок.
  • малі зміни зовнішньої дії викликають суттєві, часто якісні, зміни в реакції системи.
  • непередбачуваність.


Див. також[ред.ред. код]

Зноски[ред.ред. код]

  1. Neil, F. Johnson (2007). Two's Company, Three is Complexity. A simple guide to the Science of all Sciences. Oxford: Oneword Publications. с. 236. ISBN 978-1-85168-488-5. 
  2. fielding, с. 5
  3. Шарковский, А.Н.; Коляда, С.Ф.; Спивак, А.Г.; Федоренко, B.B. (1989). Динамика одномерных отображений. Киев: Наукова думка. с. 216. ISBN 5-12-000511-Х Перевірте значення |isbn= (довідка). 
  4. Морен, Э. (2005). Метод. Природа природы. Москва: Прогресс-Традиция. с. 464. ISBN 5-89826-165-6. 
  5. Лоскутов, A.Ю.; Михайлов, A.C. (2007). Основы теории сложных систем. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований. с. 620. 

Література[ред.ред. код]


Наука Це незавершена стаття з науки.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.