Повна версія

Головна arrow Екологія arrow Теорія систем в екології

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Властивості систем

Кожна система насамперед є сукупністю елементів. За певних умов елементи можуть розглядатись як системи. Між елементами системи існують істотні зв'язки або властивості, що за силою зв'язку перевищують зв'язки між елементами системи та елементами, які не входять до системи. Під істотними зв'язками розуміють такі, які закономірно з необхідністю визначають інтеїровані властивості системи. Ці істотні зв'язки визначають систему, відділяючи її від простої сукупності (конгломерату) і виділяють її з навколишнього середовища у вигляді цілого об'єкта.

Системі властива певна організація, що виявляється у зменшенні ентропії системи порівняно з ентропією сукупності елементів, що складають систему. Поняття ентропії більш детально розглядається далі. Воно визначає ступінь неорганізованості, безладу, хаосу. Організація системи приводить до зменшення безладу, зменшення кількості можливих станів системи.

Існування інтеграційних властивостей, тобто властивостей, що властиві системі в цілому і не властиві жодному елементу системи. Тобто властивості системи не зводяться лише до властивостей її елементів.

Розглянемо більш детально ці властивості системи й виділимо основні ознаки.

Цілісність означає, що система – це об'єднання частин, що по відношенню до навколишнього оточення виступає як одне ціле.

Під якісною визначеністю розуміють, що система – це така сукупність елементів, яка має свої якісні ознаки, характерні лише для даної системи і відсутні в інших системах. Ці ознаки проявляються лише у даній системі. Вони визначають відношення до інших систем. Наприклад, система "автомобіль" має якісні ознаки, що характеризують його в цілому. Такими ознаками є: маса, потужність, швидкість, габаритні розміри, комфортність, естетичність та багато інших. Якісні ознаки іншої системи, наприклад тролейбуса, можуть бути зовсім іншими: споживання електроенергії, маневреність, місткість тощо. Тобто система е цілісністю, що має властиві лише їй якісні ознаки, за якими вона відрізняється від інших систем. Якість здебільшого може бути виражена кількісними величинами, наприклад місткість тролейбуса 105 пасажирів. Однак наявність кількісного визначення не обов'язкова, наприклад якісна ознака естетичності не може бути виражена кількісно.

Відмежованість системи від середовища означає, що всяка система має свої межі. Межі відділяють систему від навколишнього середовища. Вони визначають, що входить до системи і що до неї не входить, є зовнішнім по відношенню до системи. Переважна більшість систем має чіткі межі. Проте межі системи не завжди можуть визначатись однозначно. Інколи визначити межі дуже складно. Наприклад, визначення меж системи "річка": входять до системи її береги, чи "річка" закінчується там, де протікає вода? Якщо берег входить до системи, то на якій відстані від води проходить межа системи "річка"? На відстані 1, 10 чи 100 м? А заплава річки входить до системи чи ні? Де її межа? Отже, навіть таке просте поняття, як визначення меж системи має особливості і їх необхідно враховувати під час визначення та дослідження систем. Це стосується й інших характеристик системи.

Гетерогенність системи та структурованість. Під гетерогенністю розуміють неоднорідність, тобто те, що система складається з різних частин. У визначенні системи зазначено, що система це сукупність елементів. Проте система – це не проста сукупність. Структурованість означає, що система є певним чином організованою сукупністю, має певну структуру. Поняття структурованості світу ми вже розглядали. Світ є певною сукупністю структур, організованих на різних рівнях і взаємозв'язаних між собою. Будь-яка система також має певну структуру. Ця структура забезпечує об'єднання елементів системи таким чином, щоб дане об'єднання мало свою якісну визначеність, цілісність. Гетерогенність поняття більш вузьке, воно просто означає неоднорідність складу, наявність складових частин.

Взаємодія частин системи між собою означає, що в системі частини взаємодіють між собою і лише у даній взаємодії вони утворюють певну систему. З наведеного прикладу зрозуміло, що тролейбус буде системою тоді, коли складові його частини: двигун, ходова частина, електрообладнання – певним чином взаємодіють між собою. Причому ця взаємодія однозначна, визначена, обумовлена в найдрібніших деталях.

Взаємодія з навколишнім середовищем означає, що система як ціле взаємодіє з іншими системами. Це зумовлено цілісністю системи, її якісною визначеністю. Під час взаємодії з навколишнім середовищем виявляються властивості системи. За характером взаємодії розрізняють відкриті й закриті системи. Відкрита система – це система, яка активно обмінюється з навколишнім середовищем речовиною, енергією та інформацією. У закритій системі такий обмін обмежений або відсутній. Поняття відкритості системи має велике значення під час вивчення питання розвитку й життєвого циклу системи. Для закритих систем характерні процеси старіння. У термодинаміці – дисципліні, що вивчає явища передачі енергії, процеси старіння визначаються зростанням ентропії. Ентропія – це характеристика, що показує ступінь безладу системи, її невпорядкованість, хаотичність. Відповідно до другого начала термодинаміки в усіх закритих системах ентропія може лише зростати. Внаслідок цього закриті системи прагнуть до дифузного, невпорядкованого стану. В них зникає будь-яка структурованість, зникають будь-які процеси передачі енергії, матерії. Цей стан називають "тепловою смертю". Зростання ентропії – універсальний закон природи, яким зумовлені процеси старіння, розпаду, загибелі замкнених систем. На відміну від замкнених систем у відкритих системах, крім процесів зростання ентропії, є процеси, що приводять до її зменшення, до зростання організованості й впорядкованості системи.

Під поняттям інтегрованості розуміють, що в системі властивості окремих елементів об'єднуються і виступають разом у новій якості.

Емерджентність – це поява нових якостей, не властивих елементам, що становлять систему.

Кожна система є сукупністю певних частин, певних елементів. Особливістю системи є те, що внаслідок об'єднання декількох елементів і утворення системи з'являються нові властивості, яких не має жоден елемент до створення системи. Ця властивість системи і називається емерджентністю. Емерджентність (від англ, emergent – несподіване виникнення) визначає, що властивості системи не зводяться до властивостей елементів, з яких вона складається. З емерджентності систем випливає те, що майже ідеальна система може бути створена з неідеальних елементів. Так, наприклад, колонії бджіл та мурах ідеально функціонують завдяки інтегративним властивостям, проте кожний елемент цієї системи не здатен функціонувати окремо, кожна особина колонії не може вижити та відтворюватися за її межами.

Емерджентність системи може характеризувати ступінь організованості системи. Чим більше характеристики системи відрізняються від характеристик елементів, з яких вона утворена, тим більш організованою є система. Щоправда, величина емерджентності не має числового вираження і характеристика може бути лише якісною. Наприклад, властивості автомобіля не зводяться до властивостей двигуна, кузова, ходової частини. У нього з'являється низка нових якісних ознак, відмінних від ознак складових частин. Ще один приклад. Досить високоорганізованою системою є комп'ютер. Його властивості істотно відрізняються від властивостей елементів, що входять до його складу, а саме мікросхем, вимикачів, елементів пам'яті, з'єднувальних провідників тощо. Якщо брати живі організми, то ступінь їх організованості значно вищий, оскільки неможливо звести характеристики до характеристик окремих частин організму. Емерджентні властивості саме і обумовлені взаємодією компонентні під час формування системи певного рівня організації. На рівні популяції емерджентними будуть: її структура (статева, генетична, вікова тощо), тип розподілу організмів у просторі, народжуваність, смертність, біотичний потенціал, тип динаміки тощо. На рівні угруповання – типи міжпопуляційних взаємовідносин, трофічні ланцюги й мережі, видове розмаїття тощо. На екосистемному – характер біогеохімічних колообігів, трансформація енергії, енергетичний баланс екосистеми, екологічні сукцесії, флуктуації й трансформації тощо.

Наявність цілей, цілеспрямованість – одна з головних ознак системи. Кожна система має певну мету існування або створена для певної мети. У системи може бути одна мета або сукупність цілей. У разі сукупності цілей всі вони утворюють певну ієрархію, в якій є головні, першочергові цілі й другорядні підпорядковані головним. Визначення цілей системи є завданням, що має свої особливості. Цілі по-різному визначаються для систем штучного походження й природних систем.

Як правило, в системах можна виділити множину рівнів, де підсистеми розміщені в порядку підпорядкованості від більш високого рівня до нижчого. Таке розміщення підсистем називається ієрархією. Взаємодія рівнів системи виявляється в такому:

  • • вищий рівень ієрархії поєднує в собі всі попередні, більш низькі рівні, як складові частини;
  • • більш високий рівень впливає на більш низький рівень.
 
<<   ЗМІСТ   >>