что такое система в естествознании
Системный подход в естествознании
Автор: Пользователь скрыл имя, 20 Декабря 2010 в 11:07, курсовая работа
Описание работы
Достижение данной цели достигается путем решения следующих задач:
1. провести теоретический анализ литературы по проблеме эволюции понятия «система» как основополагающего понятия системного подхода, рассмотреть основные виды систем;
2. проанализировать основные понятия, характеризующие строение и функционирование систем;
3. выявить основные свойства системы;
4. изучить возникновение, суть системного подхода в естествознании.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПОНЯТИЕ, ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ 5
1.1 Эволюция понятия «система», виды систем 5
1.2 Понятия, характеризующие строение и функционирование систем 9
1.3 Основные свойства системы 14
2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ, СУТЬ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 23
Работа содержит 1 файл
Системный подход в естествознании.doc
Кафедра медицинской и биологической физики
“ Системный подход в естествознании”.
| Составил студент 792 группы |
| Факультет: Экономики и |
| управления в здравоохранении |
| Косихина – Колмогорова Т.Г. |
ВВЕДЕНИЕ
Для выполнения этого социального «заказа» наука должна была перейти к изучению больших и очень сложных систем, особенность которых заключается в существенной взаимосвязи их свойств. Применяемые ранее однофакторные эксперименты над ними не эффективны, а многофакторные не позволяют выявить простых законов, которым подчиняются сложные системы. Многие свойства сложных систем оказываются понятными только при рассмотрении системы как единого целого. С ростом сложности структуры системы растет количество факторов, определяющих ее поведение. Особенно наглядно это видно в случае биосистем (живых организмов). И если в плане понимания законов, управляемых «неживой материей» наука достигла определенных успехов, то понимание феномена жизни для нее, похоже, стало недостижимо без коренной перестройки самих ее основ, что и обусловило обращение научного знания к так называемому «системному подходу».
С тех пор прошло уже более полувека системного движения, инициированного Л. фон Берталанфи. За это время идеи системности, понятие системы и даже теории получили всеобщее признание и широкое распространение, что обусловливает актуальность нашего исследования и определяет цель данной работы – изучить особенности системного подхода в естествознании.
Достижение данной цели достигается путем решения следующих задач:
1. провести теоретический анализ литературы по проблеме эволюции понятия «система» как основополагающего понятия системного подхода, рассмотреть основные виды систем;
2. проанализировать основные понятия, характеризующие строение и функционирование систем;
3. выявить основные свойства системы;
4. изучить возникновение, суть системного подхода в естествознании.
Для решения поставленных в работе задач использовались следующие методы: анализ и синтез научно-методической литературы в аспекте изучаемой проблемы; методы конкретизации, систематизации и классификации.
Структурно работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы, включающего 10 источников.
1. ПОНЯТИЕ, ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ
1.1 Эволюция понятия «система», виды систем
Сегодня понятие «система» широко используется в науке, технике и повседневной жизни, когда говорят о некоторой упорядоченной совокупности любого содержания. В то же время система является фундаментальным понятием ряда наук, в том числе и естествознания. При этом, если рассмотреть историю разработки определений понятия «система», то можно увидеть, что каждое из них вскрывает все новую сторону из его богатого содержания.
Можно определить систему путем прямого перевода с греческого: «состав», т. е. составленное из частей, соединение [2].
И все же в большинстве случаев исследователи стремятся не только включить в определение системы понятие элемента и связи (или отношения), но и уточнить хотя бы одно из них. Для этого в определения включают свойства. В приведенном определении А. Холла свойства (признаки, атрибуты) дополняют понятие элемента, предмета. B определении А.И. Уёмова свойства могут характеризовать как элементы, так и отношения [10]. Уточняя свойства отношений, Ю.А. Урманцев выделяет в определении системы отношения между элементами и законы композиции [10].
Затем в определениях появляется понятие цели. Вначале в неявном виде. В ряде определений понятие цели как бы включается в понятие целостности. Так, в «Философском словаре» система определяется как «совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой определенным образом и образующих некоторое целостное единство» [7].
Затем цель появляется в определениях в более явном виде, т.е. либо в виде назначения системы, либо конечного результата, либо системообразующего критерия и т.п. (это определения В.И. Вернадского, У.Р. Гибсона, П.П. Анохина) или даже с явным упоминанием о цели (определение B.Н. Сагатовского).
Стремясь подчеркнуть материальность систем, некоторые авторы в своих определениях заменяют термин элемент терминами объект, предмет, и хотя последние можно трактовать и как абстрактные объекты или предметы исследования, все же эти авторы явно хотят обратить внимание на материальность системы.
С другой стороны, в известном определении С. Оптнера «система есть средство или способ решения проблемы» [10], систему можно трактовать только как нечто, существующее лишь в сознании исследователя, конструктора. Конечно, для задач принятия решения важно акцентировать внимание на том, что понятие системы может быть средством исследования, решения задачи. Но любой специалист, понимающий закономерности материалистической теории отражения, может сказать: но ведь замысел (т.е. идеальное представление системы) потом будет существовать в материальном воплощении. Тем не менее, такого вида определения иногда подвергаются критике.
В Большой Советской Энциклопедии система определяется как «объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе» [2]. Т.е. подчеркивается, что понятие элемента, а следовательно, и системы можно применять как к существующим, материально реализованным предметам, так и к отображению знаний о них или о будущих их реализациях.
1. Имеет цель (назначение), для достижения которой он функционирует.
2. Состоит из взаимосвязанных составных частей-компонентов, образующих многоуровневую (иерархическую) структуру и выполняющих определенные функции, направленные на достижение цели объекта.
3. Имеет управление, благодаря которому все компоненты функционируют согласованно и целенаправленно.
4. Имеет в своем составе или во внешней среде источники энергии и материалов для функционирования.
5. Обладает системными свойствами, не сводимыми к сумме свойств его компонентов [4].
В рамках же данного исследования, учитывая его специфику, под системой будет пониматься совокупность явлений, элементов, находящихся в определенных отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность.
В целом, системы характеризуются как простые, большие и сложные [3].
Простые системы содержат небольшое количество элементов и связей между ними. Такие системы легко поддаются исследованию, так как множество их возможных состояний невелико.
Большие системы содержат такое большое количество элементов и связей между ними, которое превосходит возможности их исследования в полном объеме. Однако структура таких систем однородна. В качестве больших систем можно квалифицировать государство, штат, республику, регион.
Сложной можно считать систему, если ее поведение содержит акт решения, определяемый как выбор альтернатив с помощью какого-либо алгоритма, например случайного [3]. Известно, что в свойствах и поведении сложных систем независимо от природы составляющих их элементов прослеживаются четкие аналогии. Сложность систем характеризуется множеством различных неоднородных структур и множеством различных связей элементов этих структур. В силу этого число возможных состояний систем велико, а исследование таких систем, их описание вызывает определенные трудности.
1.2 Понятия, характеризующие строение и функционирование систем
Рассматриваемые ниже понятия, с помощью которых уточняют представление о системе и характеризуют ее строение и функционирование, тесно связаны между собой и, по мнению ряда ученых (в том числе Л. фон Берталанфи), не могут быть определены независимо, а определяются одно через другое, уточняя друг друга. Поэтому принятую нами последовательность изложения понятий следует считать условной.
Элемент. Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы [10]. Ответ на вопрос, что является такой частью, может быть неоднозначным и зависит от цели рассмотрения объекта как системы, от аспекта его изучения или от точки зрения на него. Таким образом, под элементом следует понимать предел членения системы с точки зрения решения конкретной задачи или с точки зрения поставленной цели.
Систему можно расчленить на элементы различными способами в зависимости от формулировки цели и ее уточнения в процессе исследования.
Всеобщие законы и концепция системы в естествознании
Землеведение базируется на общих физических законах, которые действуют в окружающем мире. Среди них законы: всемирного тяготения И.Ньютона, сохранения массы и энергии, Стефана—Больцмана, Архимеда, Гука, Ома и др.
Основополагающим в естествознании является понятие «система» — совокупность элементов, находящихся в определенном отношении. Все то, с чем данная система взаимодействует, называют средой. Географические системы взаимодействуют между собой территориально и функционально. Каждая система состоит из конечного числа элементов. С некоторой долей условности системы географической оболочки (геосистемы) и ее внешнего окружения можно подразделить на механические, термодинамические, биокосные, биологические, этнические и социальные (последние три в землеведении не изучаются).
Механические системы характеризуются силовым взаимодействием образующих их тел, имеющих массу. К ним относятся космические тела, воздушные и морские течения и др. Механическую систему рассматривают как систему равновесия сил. В случае его отсутствия система направленно изменяется и вскоре разрушается.
Термодинамические системы связаны с движением вещества, обусловленным преобразованием или переносом энергии. В отличие от изолированных систем, исследуемых классической термодинамикой, геосистемы относятся к числу открытых, т. е. обменивающихся веществом и энергией с внешней средой. Это чрезвычайно важное обстоятельство, так как открытые системы способны, накапливая превращаемую энергию, поддерживать и совершенствовать свою структуру. Совокупность таких свойств называется самоорганизацией. Благодаря самоорганизации мир географических систем усложняется во времени, совершенствуется (в большей степени способен противостоять внешним воздействиям) или направленно эволюционирует.
Термодинамическими системами являются различные термические циркуляции вещества, если с ними связаны переходы или потоки энергии. Например, круговорот воды в природе. При изучении термодинамических систем широко используется метод балансов (радиационный и тепловой баланс). В отдельных случаях можно ограничиться рассмотрением термодинамической системы как изолированной, т.е. пренебречь энергообменом системы с окружающей средой (адиабатический процесс в атмосфере).
Биокосными называют системы, в которых неразрывно связаны и взаимодействуют живое и неживое вещества. Примером биокосной системы является почва, представляющая собой единство минерального вещества (порода, вода, воздух), живых организмов и мертвого биоорганического вещества (гумус и др.). Если изъять из почвы один из этих компонентов, то она утратит свои характерные свойства (прежде всего плодородие), т.е. станет другой системой.
Система имеет связи, которые подразделяют на прямые (причинно-следственные, вещественно-энергетические) и обратные (информационно-регулирующие). Систему с обратными связями называют саморегулируемой. Обратные связи бывают отрицательными и положительными. Отрицательная связь уменьшает интенсивность процесса в системе при увеличении ее «выхода». Она характерна для нормально функционирующих систем и направлена на поддержание их динамического равновесия, устойчивости, неизменности. Положительная связь усиливает процесс по мере увеличения «выхода» системы, т. е. приводит к лавинообразному нарастанию процесса, в результате чего система переходит в новое состояние или разрушается. Чаще всего такой ход изменений провоцируется внешними причинами, но механизм саморазвития заложен в природе системы.
Состояние системы описывается параметрами, среди которых выделяют интенсивные и экстенсивные. Интенсивные параметры (температура, абсолютная и относительная влажность, биопродуктивность) не зависят от размеров системы, экстенсивные (запасы тепла, влагосодержание в воздушной массе, запасы органического вещества и др.) определяются величиной системы (температура есть и в Арктике, и на экваторе, но в Арктике она ниже, а на экваторе выше). Следовательно, первые не меняются при делении системы на части, а вторые убывают.
Если интенсивные параметры системы однородны, т.е. не различаются в ее частях, то такая система находится в состоянии устойчивого равновесия по данным параметрам. Устойчивым называют равновесие, которое самопроизвольно восстанавливается, если систему из него вывести. Систему в устойчивом состоянии можно уподобить шарику, находящемуся в ямке (рис. 4.1, а). Метаустойчивым называют состояние, являющееся одним из вариантов устойчивого (рис. 4.1, б): шар мог бы занять любое из трех понижений (7, 2, 3), но из них абсолютно устойчиво только положение 2. Неустойчивым называют состояние, когда малый импульс воздействия выводит систему из равновесия, в которое она не может возвратиться (рис. 4.1, в). Неустойчивость характерна для развивающихся систем. Она увеличивает разнообразие природы (создаются новые системы), но может иметь и отрицательное экологическое значение. Системы в неустойчивом состоянии подвержены флуктуациям — хаотическим колебаниям параметров, эффект которых непредсказуем.
В большинстве случаев системы географической оболочки являются открытыми. Открытые системы не стремятся к минимуму потенциальной энергии и максимуму энтропии (мера рассеяния энергии). Географические системы способны совершенствоваться, уменьшая (или концентрируя) энтропию за счет внешней среды. Этот процесс можно представить как образование порядка из хаоса. Он наблюдается в географической оболочке эволюционно.
В географической оболочке существуют системы, которые имеют два и более устойчивых состояний, называемых триггерными (переключающими). Например, ледниковое и безледное состояние земной поверхности, функционирование гейзера (покой — выброс). Понятие триггерности важно для оценки возможных экологических последствий: энергетически легче удержать явление в определенном состоянии, чем вернуть его в прежнее, если начался переходный процесс.
СИСТЕМА
Смотреть что такое СИСТЕМА в других словарях:
СИСТЕМА
(от греч. systema — целое, составленное из частей; соединение) множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое обр. смотреть
СИСТЕМА
СИСТЕМА
система ж. 1) Структура, представляющая собою единство закономерно расположенных и функционирующих частей. 2) Определенный порядок в расположении, связи и действии составляющих что-л. частей. 3) Форма общественного устройства; общественный строй, формация. 4) Форма организации чего-л. (хозяйственных, государственных, политических единиц, учреждений и т.п.). 5) Совокупность учреждений, организационно объединенных в единое целое, или однородных по своим задачам организаций. 6) а) Совокупность принципов, служащих основанием какого-л. учения, мировоззрения. б) Совокупность методов, приемов осуществления чего-л. 7) разг. То, что стало обычным, регулярным.
СИСТЕМА
система ж. (в разн. знач.)system избирательная система — electoral system нервная система — nervous system система счисления — scale of notation солнеч. смотреть
СИСТЕМА
СИСТЕМА
СИСТЕМА
СИСТЕМА
СИСТЕМА (от греч. — целое, составленное из частей; соединение), совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, кот. смотреть
СИСТЕМА
complex, chain, installation, method, repertoire вчт., repertory, structure, system* * *систе́ма ж.systemдубли́ровать систе́му — duplicate a systemотл. смотреть
СИСТЕМА
СИСТЕ́МА, и, ж.1. Порядок, зумовлений правильним, планомірним розташуванням та взаємним зв’язком частин чого-небудь.Бажаючи дати кілька коротеньких зам. смотреть
СИСТЕМА
ж.system- абелева система- абсолютная система единиц- абсолютная система отсчёта- абсолютно непротиворечивая система- абсолютно неустойчивая система- а. смотреть
СИСТЕМА
СИСТЕМА
ж.System n, Anlage f, Einrichtung fудали́ть во́здух из тормозно́й систе́мы — die Bremsanlage entlüftenсисте́ма авари́йной светово́й сигнализа́ции — War. смотреть
Системный подход в естествознании
Автор: Пользователь скрыл имя, 20 Декабря 2010 в 11:07, курсовая работа
Описание работы
Достижение данной цели достигается путем решения следующих задач:
1. провести теоретический анализ литературы по проблеме эволюции понятия «система» как основополагающего понятия системного подхода, рассмотреть основные виды систем;
2. проанализировать основные понятия, характеризующие строение и функционирование систем;
3. выявить основные свойства системы;
4. изучить возникновение, суть системного подхода в естествознании.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПОНЯТИЕ, ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ 5
1.1 Эволюция понятия «система», виды систем 5
1.2 Понятия, характеризующие строение и функционирование систем 9
1.3 Основные свойства системы 14
2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ, СУТЬ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 23
Работа содержит 1 файл
Системный подход в естествознании.doc
Подсистема. Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время более детальные, чем система в целом. Возможность деления системы на подсистемы связана с выделением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, направленные на достижение общей цели системы [1]. Названием подсистема подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы (в частности, свойством целостности, рассматриваемым ниже) и иметь свою подцель. Этим подсистема отличается от простой группы элементов, для которой не сформулирована подцель и не выполняются свойства целостности (для такой группы используется название компоненты) [1].
Структура. Система может быть определена простым перечислением элементов, входящих в нее и взаимодействующих таким образом, что это приводит к образованию системных свойств, или «черным ящиком» со входами и выходами, взаимодействующими со средой [3]. Однако при исследовании объекта ставится задача не просто отделить объект от среды, а требуется выяснить более детально, что представляет собой объект или процесс, что в нем обеспечивает выполнение поставленной цели.
Если для решения задачи оказывается достаточным определить элементы и связи между ними и этих элементов и связей относительно немного, то других понятий и не требуется. Однако, как правило, элементов оказывается очень много, они неоднородны и возникает необходимость многоступенчатого расчленения системы. В этом случае вводится понятие структуры. Структура отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами (компонентами, подсистемами), которые мало меняются при изменениях в системе и обеспечивают существование системы и ее основных свойств [1].
В большинстве случаев понятие структуры принято связывать с графическим отображением. Однако это не обязательно. Структура может быть представлена также в виде теоретико-множественных описаний, в виде матриц, графов и других языков моделирования структур.
Структурные связи относительно независимы от элементов и могут выступать как инвариант при переходе от одной системы к другой. Благодаря этому закономерности, полученные при изучении систем, отображающих объекты одной природы, могут быть использованы при исследовании систем, отображающих объекты другой физической природы (если, конечно, они зафиксированы в структуре).
Структуру часто стремятся представить в виде иерархии. Термин иерархия («многоступенчатость») определяет упорядоченность компонентов по степени важности. Между уровнями иерархической структуры могут существовать взаимоотношения строгого подчинения компонентов (узлов) нижележащего уровня одному из компонентов вышележащего уровня, т. е. отношения так называемого древовидного порядка. Такие иерархии называют сильными или иерархиями типа «дерева». Однако между уровнями иерархической структуры не обязательно должны существовать взаимоотношения строго древовидного порядка. Могут быть связи и в пределах одного уровня иерархии. Один и тот же узел нижележащего уровня иерархии может быть одновременно подчинен нескольким узлам вышележащего уровня. Такие структуры называют иерархическими структурами со слабыми связями [3]. Между уровнями иерархической структуры могут существовать и более сложные взаимоотношения.
Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от этапа отображения объекта или процесса в виде системы, от аспекта представления системы, цели ее создания.
Связь. Понятие связь входит в любое определение системы наряду с понятием элемент и обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.
В настоящее время нет единства в трактовке понятий связь и отношение, не решены вопросы достаточности сети связей для того, чтобы систему можно было считать системой. Мы не будем здесь рассматривать точки зрения по этим вопросам, не будем также рассматривать подходы к классификации связей, а приведем лишь некоторые, наиболее исследованные способы выделения разновидностей связей, чтобы дать более полное представление об этом понятии.
Связи в конкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими из названных признаков. Соответственно можно образовать столько классов связей, сколько возможно сочетаний признаков, исключая несовместные сочетания.
Очень важную роль в системах играет понятие обратной связи, которая является основой саморегулирования и развития систем, приспособления их к меняющимся условиям существования.
Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, s1 > s2 > s3), то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности переходов из одного состояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением и выясняют его закономерности.
Равновесие. Понятие равновесия определяют как способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое состояние сколь угодно долго.
Устойчивость. Способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий, называют устойчивостью.
Состояние равновесия, в которое система способна возвращаться, по аналогии с техническими устройствами называют устойчивым состоянием равновесия. Соответственно в сложной системе возможны неустойчивые состояния, или состояния равновесия, возврат в которые сопровождается колебательным процессом.
Развитие. Исследованию процесса развития, соотношения процессов развития и устойчивости, изучению механизмов, лежащих в их основе, в концепции современного естествознания уделяют большое внимание.
Понятие развитие помогает объяснить сложные динамические и информационные процессы в природе и обществе.
1.3 Основные свойства системы
Каждый объект, чтобы его можно было считать системой, должен обладать четырьмя основными свойствами или признаками (целостностью и делимостью, наличием устойчивых связей, организацией и эмерджентностью) [1]. Рассмотрим каждый из перечисленных признаков более подробно.
Таким образом, целостность системы означает с одной стороны, что все подсистемы и компоненты, входящие в систему, связаны между собой различными видами связей и функционируют согласованно для достижения поставленных перед системой целей. С другой стороны, что поставленные перед системой цели могут быть достигнуты только при совместном функционировании всех компонентов, входящих в систему. Только совместная согласованная работа всех компонентов даёт так называемый «системный эффект».
Но наличие системного эффекта также является объязательным условием для существования системы. Системный эффект заключается в том, что из свойств системы принципиально невозможно вывести сумму свойств составляющих её компонентов и, обратно, из свойств компонентов невозможно вывести свойства целого, т. е. системы. Например, организм человека представляет большую совокупность различных органов, входящих в состав разных подсистем (костно-мышечная, сердечно-сосудистая, нервная, и т.д.). Каждый орган или подсистема выполняют определённые функции. Но только при совместном их взаимодействии человек, как биологическая система, может передвигаться, мыслить, выполнять творческую и физическую работу, создавать сложнейшие технические объекты, шедевры живописи и музыки. Ни один орган, ни одна подсистема в одиночку не могут это выполнить.
Наличие устойчивых связей. Наличие существенных устойчивых связей (отношений) между элементами или (и) их свойствами, превосходящих по мощности (силе) связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему, является следующим атрибутом системы. Система существует как некоторое целостное образование, когда мощность (сила) существенных связей между элементами системы на интервале времени, не равном нулю, больше, чем мощность связей этих же элементов с внешней средой.
Организация. Это свойство характеризуется наличием определенной организации, что проявляется в снижении энтропии (степени неопределенности) системы H по сравнению с энтропией системоформирующих факторов H