Синерги́я (греч. «Συνεργία» — сотрудничество, содействие, помощь, соучастие, сообщничество; от греч. «Σύν» — вместе, греч. «ἔργον» — дело, труд, работа, (воз) действие) — суммирующий эффект взаимодействия двух или более факторов, характеризующийся тем, что их действие существенно превосходит эффект каждого отдельного компонента в виде их простой суммы3.
Пример 2.8. Синергетический эффект
Обмен вещами не приводит к синергетическому эффекту, так как их остается столько же, сколько и было. Обмен идеями приводит к синергетическому эффекту, так как в результате у одного человека идей становится больше.
2.2.3. Иерархия
Опишем иерархию системы (рис. 2.3):
– собственно, система;
– ее подсистемы;
– надсистема;
– внешняя среда.
Можно рассматривать много уровней подсистем и надсистем. Необычайно важно знать соседние системы и внешнюю среду. Таким образом, системное мышление должно рассматривать иерархические системные уровни.
Рис. 2.3. Системные уровни
Подсистема – составные части системы.
Надсистема – это объект, куда входит система в качестве подсистемы.
Иерархия может иметь более высокие ранги, например наднадсистема, и более низкие ранги, например подподсистема.
Наднадсистема – это объект, куда входит надсистема, а подподсистема – это элементы, из которых состоит подсистема. Количество рангов может быть достаточно большое.
Пример 2.9. Компьютер
Система – персональный компьютер.
Подсистемы: системный блок и устройства ввода – вывода (например, клавиатура, мышь, монитор, принтер, сканер, камера и т. п.).
Подподсистемы системного блока – это процессор, материнская плата, видеокарта, оперативная память, жесткий диск, дисковод, звуковая карта, сетевая карта, блок питания и т. д.
Надсистема – компьютерные сети и т. д.
Наднадсистема – это всемирная паутина, интернет.
Внешняя среда – это среда, в которой находится компьютер, например помещение, воздух и т. д.
Пример 2.10. Телефон
Система – телефон.
Подсистемы: микрофон и наушник, клавиатура, дисплей, память и т. п.
Подподсистемы – это элементы, из которых состоят микрофон, наушник, клавиатура, дисплей, память и т. д.
Надсистема – АТС, телефонные сети и т. д.
Наднадсистема АТС – это региональная и мировая телефонная сеть.
Внешняя среда – чаще всего, помещение и воздух.
Пример 2.11. Автомобиль
Система – автомобиль.
Подсистемы: колеса, двигатель, бензобак, система управления и т. п.
Подподсистемы двигателя – это поршень и цилиндр, шатун, свеча, клапаны, коленчатый вал, картер и т. д.
Надсистема – дорожное движение, к которой относятся: дороги, автозаправочные станции, автостоянки, система управления движением, гаражи, ремонтные службы, заводы изготовители и т. д.
Наднадсистема – это региональная и мировая сеть дорожного движения.
Внешняя среда – открытое пространство и атмосферные явления.
Пример 2.12. Дерево
Система —дерево (рис. 2.4).
Подсистемы: ствол, крона и корни.
Подподсистемы кроны – ветви.
У ветвей имеются свои подсистемы: листья, плоды.
У листьев имеются подсистемы: черешок, прожилки, ткани листа (строение листа показано на рис. 2.5 и 2.6).
Надсистема – это лес.
Внешняя среда: для корней – это почва; для ствола и кроны – воздух и атмосферные явления.
Рис. 2.4. Иерархия дерева
Рис. 2.5. Поперечный разрез листа
Рис. 2.6. Клеточное строение листа
2.2.4. Взаимосвязи и взаимовлияние
Но только знания этих уровней недостаточно. Необходимо учитывать влияние подсистем на систему, системы на надсистему и окружающую среду, и обратное воздействие надсистемы и окружающей среды на систему и подсистемы. Без учета этих влияний мы не только сделаем плохо работающую систему или вообще неработоспособную, но можем оказать отрицательное воздействие на подсистемы, соседние системы, надсистему или окружающую среду.
Покажем взаимовлияние подсистем на систему, системы – на надсистему и окружающую среду на примере дерева.
Пример 2.12. Дерево (продолжение).
Вид дерева и его подсистем существенным образом зависит от окружающей среды. Так, на севере и высокогорных районах растут, например, карликовые деревья (рис. 2.7), в пустыне – растения, способные запасать влагу (суккуленты), например кактусы, запасающие влагу в стеблях, алоэ – в сочных листьях (рис. 2.8).
Рис. 2.7. Тундра
Рис. 2.8. Растительность пустыни
От условий внешней среды зависят и подсистемы растений. Суккуленты имеют мясисто-сочные стебли, листья или корневища, луковицы, клубни, способные запасать и долгое время бережно использовать запасенную воду. Кожица стеблей и листьев суккулентов покрыта эластичной лакоподобной пленкой – кутикулой, хорошо отражающей солнечные лучи. Кактус собирает влагу и из воздуха, путем ее конденсации на волосках и колючках (ареолах), общая площадь которых получается очень большой.
В свою очередь растения влияют и на окружающую среду, выделяя или поглощая из атмосферы кислород или углекислый газ в различное время суток (рис. 2.9).
Рис. 2.9. Фотосинтез
Пример 2.13. Морская игуана
Морская игуана обитает исключительно на Галапагосских островах. Она питается морскими водорослями и имеет уникальную среди современных ящериц способность проводить под водой около часа. Они научились задерживать дыхание на этот срок, замедлять под водой сердечный ритм и пускать отток крови только к жизненно важным органам. Это произошло в результате эволюционных изменений способа питания – пища добывается в воде (морские водоросли), а не на суше. Это пример приспособления к внешней среде.
У морских игуан на суше и воде есть маленькие помощники – крабы и рыбы абудельдуф. Это чистильщики, питающиеся паразитами, доставляющими морским ящерицам немало проблем.
Это пример самоорганизующейся системы.
Такие связи имеют причины и следствия, их называют причинно-следственные связи.
Пример 2.12. Дерево (продолжение).
Почему на севере и в высокогорье растут низкие (карликовые) деревья, стелящиеся по земле? Потому что период, когда они могут расти, очень короткий, зимой очень сильный холод и сильные ветры. Причина – это сильные морозы и ветры, а следствие – что деревья низкие и стелются вдоль поверхности земли. Это и сеть причинно-следственная связь.
Деревья выживают в такой сильный мороз, так как они полностью укрыты снегом. В результате действия морозов растения закаляются, становятся морозоустойчивыми, увеличивается содержание сахара и изменение соотношение его компонентов – сахарозы и глюкозы. Задолго до сильных морозов, еще в осеннее время клетки деревьев обезвоживаются, запасенные крахмальные питательные вещества превращаются в сахара, связывающие воду, что предотвращает разрыв клеток, который мог бы произойти при сильных морозах.
Проследите самостоятельно причинно-следственные связи эволюции галапагосских игуан.
Пример 2.14. Бегун
Если поставить цель бегуну – победа в соревнованиях, то логично говорить, что он должен бежать как можно быстрее. Но что произойдет, если спортсмен на длинную дистанцию начнет быстро бежать с самого старта? Он быстро выдохнется и может не дойти до конца дистанции.
Вспомните стихи Владимира Высоцкого:
Это типичный пример причинно-следственных связей.
Почему спортсмен не смог закончить дистанцию (следствие), потому что ему не хватило сил бежать с большой скоростью (причина).
Выявив причину и учтя ее, можно изменить следствие. Соответственно, необходимо выбирать другую стратегию и тактику бега.
2.3. Системность
2.3.1. Общие понятия
Понятие системности вытекает из системного подхода.
Системность – это свойство, заключающееся в согласовании всех взаимодействующих объектов, включая окружающую среду. Такое взаимодействие должно быть полностью сбалансировано.
Объект будет выполнен системным тогда и только тогда, когда он отвечает своему предназначению, жизнеспособен и отрицательно не влияет на расположенные рядом объекты и окружающую среду. Таким образом, чтобы объект был выполненным системно, он должен отвечать определенным требованиям.
Системные требования
1. Система должна отвечать своему предназначению.
2. Система должна быть жизнеспособной.
3. Система не должна отрицательно влиять на расположенные рядом объекты и окружающую среду.
4. При построении системы необходимо учитывать закономерности ее развития.
Системные требования (рис. 2.10) представляют собой составляющие закона увеличения степени системности.
Рис. 2.10. Структура системности
Предназначение системы описывается главной функцией системы, выполнять главную цель системы, удовлетворять определенную потребность.
Жизнеспособность технической системы определяется ее работоспособностью и конкурентоспособностью.
Система будут жизнеспособна, если она работоспособна и конкурентоспособна.
Работоспособность– это способность выполнять заданную функцию с параметрами, установленными техническими требованиями, в течение расчетного срока службы.
Другими словами, работоспособность – это качественное функционирование системы, т. е. качественное выполнение главной функции системы.
К параметрам работоспособности помимо качественного функционирования системы (в том числе надежности и долговечности) можно также отнести эргономические параметры (характеризуют соответствие товара свойствам человеческого организма).
Работоспособность определяется наличием необходимых элементов с требуемым качеством, наличием и качеством необходимых связей между элементами, организацией необходимых потоков с требуемым качеством.
Конкурентоспособность товара – способность продукции быть привлекательной по сравнению с другими изделиями аналогичного вида и назначения, благодаря лучшему соответствию своих качественных и стоимостных характеристик к требованиям данного рынка и потребительским оценкам.
Конкурентоспособность конкретной системы определяется по сравнению с конкурирующей системой. Конкуренция зависит от:
– количества и качества выполняемых функций;
– стоимости данной системы;
– своевременности ее появления на рынке.
Помимо технических функций, следует учитывать также эстетические и психологические. Один из основных эстетических параметров – это дизайн продукта и упаковки, включая и цветовую гамму. К психологическим параметрам следует отнести престижность, привлекательность, доступность и т. п.
Теперь можно представить более детальную схему структуры системности, которая является структурой закона увеличения степени системности (рис. 2.11).
Рис. 2.11. Структура закона повышения степени системности
Система работоспособна, когда она выполняет главную функцию системы. Работоспособная система отвечает ее предназначению и имеет определенную структуру.
Структура системы должна выполнять главную, все основные и вспомогательные функции, представляя собой совокупность взаимосвязанных элементов и связей.
Работоспособность зависит не только от структуры системы, но и от свободного прохода необходимых внутренних и внешних потоков.
2.3.2. Отсутствие системности
Пример 2.15. Телефон
Электромагнитное излучение, возникающее при разговоре по мобильному телефону, вредно воздействует на окружающую аппаратуру, поэтому в самолетах и в больницах не разрешается разговаривать по мобильному телефону.
Антенны ретрансляторов мобильной связи вредно воздействуют на окружающих.
Пример 2.16. Автомобиль
Машины выбрасывают в атмосферу выхлопные газы, загрязняя окружающую среду.
Дорога вредно воздействует на автопокрышки, истирая их.
Атмосфера вредно действует на кузов автомобиля – появляется коррозия.
2.3.3. Эволюционное развитие
Системность также учитывает и закономерности исторического развития исследуемого объекта – эволюционное развитие. Это последнее требование системности. Оно учитывается при прогнозировании развития объекта исследования путем учета выявленных тенденций исторического и логического развития данного объекта, а также учета общих законов развития систем. В результате получают общую тенденцию развития исследуемого объекта и концептуальное представление его следующих поколений.