Об'єкти пізнання, які досліджуються сучасною наукою, переважно являють собою складні цілісні системи різного походження і різного ступеня складності. Тому і досліджують такі об'єкти за допомогою специфічних засобів - системного підходу і системного аналізу. Розкрити їх сутність неможливо без уявлення про те, що являє собою система.
Поняття про систему є категорією філософською.
Сучасна філософія вкладає у це поняття дуже широкий зміст.
З точки зору філософії система (від грецького systema - складене з частин, поєднання) - множина елементів, які знаходяться у відношеннях і зв'язках між собою, завдяки чому утворюється певна цілісність, єдність. Система - це цілісність, в якій всі елементи так тісно пов'язані між собою, що стають по відношенню до оточуючого їх середовища та інших систем певною єдністю.
Термін "система" використовується людством з давніх часів і охоплює значний перелік об'єктів різного походження: сонячна система, система числення, виробнича система тощо.
Розвиток поняття про систему має тривалу історію.
Перші уявлення про систему виникли в античній філософії, яка висунула тлумачення системи як упорядкованості і цілісності буття. В давньогрецькій філософії і науці (Евклід, Платон, Арістотель) розглядалася ідея системності знання. В ХVІІ-ХVІІІ століттях ідеї системності світу знаходили відображення в працях Б.Спінози та Г.Лейбніца. Принципи системної природи знання розроблялись у німецькій класичній філософії І.Кантом й Г.Гегелем.
Пізніше поняття про систему почали застосовувати в математиці, механіці тощо. Поступово воно увійшло в найрізноманітніші галузі науки (в першу чергу суспільні й гуманітарні), в техніку, кібернетику та ін. Знайшло застосування поняття про систему і в педагогічній науці: дидактична система, система навчання, система виховання, система трудового навчання, система методів навчання, система завдань тощо.
Зазнавши тривалої історичної еволюції, поняття про систему з середини XX століття стає одним з провідних філософсько-методологічних і спеціально-наукових понять.
У найбільш загальному випадку під системою розуміють упорядковану сукупність якісно визначених елементів, між якими існує закономірний зв'язок чи взаємодія, і яка спрямована на досягнення певної мети. Це означає, що поняття про систему ґрунтується на трьох положеннях:
- система утворюється сукупністю (множиною) елементів, що мають зв'язки між собою;
- ця сукупність утворює єдине ціле, тобто видалення одного з елементів сукупності порушить властивість цілісності;
- утворене сукупністю елементів єдине ціле має певну мету або призначення, властиве для всієї сукупності елементів, а не для якоїсь комбінації з них.
Елемент системи являє собою таку її частину, яка не підлягає подальшому поділу, щоб виконувати властиві для неї функції. Так, елементами системи "автомобіль", якщо розглядати його як множину агрегатів, будуть двигун, коробка передач, система зчеплення, задній міст тощо. Звісно, що кожний з цих елементів автомобіля можна розібрати на дрібніші складові частини, але вони вже не будуть забезпечувати відповідних функцій кожного із вказаних агрегатів. Отже, можна вважати, що на певних етапах дослідження елементи системи можуть розглядатись як безструктурні.
Між елементами системи існують відповідні зв'язки. Вони можуть бути двох видів: першого і другого порядку. Зв'язки першого порядку є необхідними для здійснення процесів, які відбуваються в системі. Зв'язки другого порядку називають додатковими - вони покращують функціонування системи. Так, система дорожнього руху складається з таких елементів: дорога, автомобіль, водій, дорожні знаки. Зв'язки дорога - автомобіль, автомобіль - водій, водій - дорога слід вважати зв'язками першого порядку, тому що при відсутності хоча б одного з них не виконується функція системи. У той же час зв'язок водій - дорожні знаки є додатковим, тому що він спрямований на упорядкування дорожнього руху, тобто на покращення функціонування всієї системи.
Будь-яка система існує (функціонує) у середовищі, що її оточує. В реальній дійсності немає абсолютно ізольованих або відокремлених систем. Середовище завжди впливає на внутрішній стан системи. Цей вплив відбувається за допомогою деяких факторів.
Вплив факторів зовнішнього середовища на систему характеризують вхідними (екзогенними) величинами, а елементи системи, на які відбувається вплив, називають входами системи. У свою чергу система не може бути нейтральною до зовнішнього середовища. Її вплив на зовнішнє середовище характеризується значенням вихідних (ендогенних) величин. Наприклад, будь-який виробничий процес можна розглядати як економічну систему, елементами якої є люди, техніка, технології, інформація тощо. Вхідними величинами такої системи є енергія, сировина і матеріали, попит на продукцію і т.ін., вихідними величинами - готова продукція, різні послуги.
Всі існуючі системи підпорядковуються певним принципам, до яких відносяться:
1. Принцип цілісності, полягає у тому, що не можна звести властивості системи до суми властивостей її складових елементів, а з властивостей останніх не випливають властивості системи. Властивості і відношення кожного елемента системи залежать від його місця і функцій в системі.
2. Принцип структурності, означає, що будь-яку систему можна охарактеризувати на основі існуючих зв'язків і відношень між її елементами, тобто на основі її структури. Поведінка системи обумовлюється поведінкою її окремих елементів і властивостями її структури.
3. Принцип взаємозалежності системи і середовища, полягає у тому, що система формує і проявляє свої властивості в процесі її взаємодії із середовищем, в якому функціонує дана система і у взаємовідносинах з котрим система відображає свою цілісність.
4. Принцип ієрархічності, полягає у тому, що будь-яка система може бути елементом системи більш високого порядку, у той час як її елементи можуть бути системами більш низького порядку.
5. Принцип множинності опису системи, означає, що через принципову складність кожної системи її адекватне пізнання вимагає побудови значної кількості різних моделей, кожна з яких описує чи відображає лише певний аспект системи.
Існують найрізноманітніші системи. Тому їх певним чином класифікують.
Узагальнено розрізняють системи цілісні та сумативні. Цілісним системам властиві нові інтегративні якості, які відсутні у тих частин чи компонентів, що їх утворюють. В сумативних системах при введенні чи виключенні з них компонентів ні з самою системою, ні з її компонентами не відбувається яких-небудь помітних якісних змін. Головна властивість сумативної системи - адитивність (властивості системи дорівнюють сумі властивостей її компонентів). Слід мати на увазі, що абсолютного розходження між цілісними і сумативними системами не існує.
Залежно від походження та характеру системи бувають матеріальні та абстрактні. Матеріальні системи в свою чергу діляться на системи неорганічної природи (фізичні, геологічні, хімічні та інші) і живі системи (клітини, біологічні види, екологічні системи тощо).
Абстрактні системи є продуктом людського мислення. До них відносяться поняття, гіпотези, теорії, логічні та лінгвіністичні побудови тощо.
Особливим класом матеріальних живих систем є соціальні системи: соціально-економічна формація, держава, виробничий колектив, сім'я.
За ознакою походження системи діляться на природні і створені людиною (штучні). Клімат, ґрунти, ліси, моря є природними системами. У той же час міста, підприємства, транспорт і таке інше є системами, створеними людиною. Серед систем, створених людиною, особливо виділяють людино-машинні системи, у рамках яких найбільш доцільно поєднуються можливості людини і машини.
За ознакою стану системи бувають статичні і динамічні.
Для статичної системи її стан із зміною часу залишається постійним. Динамічна система змінює свій стан за часом.
За характером взаємовідношення системи і середовища системи діляться на закриті і відкриті. Закриті (замкнуті) системи характеризуються тим, що до них не надходить і з них не виділяється речовина або інформація, а відбувається лише обмін енергією між системою і середовищем. Відкриті (незамкнуті) системи характеризуються тим, що у них постійно відбувається введення і виведення не тільки енергії чи інформації, але і речовини.
Вивчення будь-якої системи пов'язується із з'ясуванням найважливіших її характеристик - функції, мети (призначення) і структури.
Визначення функції системи потрібне для того, щоб усвідомити важливість цієї системи, визначити її місце, тобто оцінити відношення до інших систем. Під функцією системи звичайно розуміють ті дії системи, котрі знаходять прояв у зміні її можливих станів. Система може просто існувати, бути середовищем, у якому перебувають інші системи, забезпечувати систему більш високого порядку.
Виконання системою своїх функцій прийнято називати функціонуванням системи. Функціонування системи можна розглядати як еволюційний перехід її з одного стану до інших можливих станів. Множина всіх можливих станів системи визначається кількістю її елементів, їхніми властивостями і різноманітністю зв'язків між ними. Тому функція системи характеризує її як єдине ціле, як результат взаємодії її елементів між собою і з вхідними параметрами.
Метою (призначенням) системи називається певне, "бажане" (заданий із зовні або встановлений самою системою) стан її виходів, тобто деяке значення або підмножина значень функцій системи.
Кожна система має свою структуру. Вона визначається розміщенням і взаємозв'язками елементів системи при виконанні нею своїх функцій. Отже, структура системи - це сукупність елементів і зв'язків між ними. Зазвичай вона залежить від величини і складності системи. Величина системи характеризується кількістю її елементів і зв'язків між ними, а складність - різноманітністю, неоднорідністю властивостей елементів і різною якістю зв'язків (прямі, зворотні, нейтральні). Таким чином, структура великих і складних систем відрізняється від звичайних систем не тільки кількістю елементів, а й більш високим рівнем їхньої організації, більш глибокими взаємозв'язками цих елементів.
Одна і та ж система може розглядатись у різних аспектах і відображатись у різних структурних схемах. Так, якщо ми хочемо вивчити взаємодію різних підрозділів, наприклад, підприємства, то його структуру можна уявити як сукупність виробничих і невиробничих підрозділів (цехів, відділів, служб тощо) та зв'язків між ними. У той же час структуру цього підприємства можна подати як сукупність різного виробничого обладнання, пов'язаного між собою спільним технологічним процесом.
Великим і складним системам притаманні властивості цілісності та емерджементності.
Цілісність системи означає, що всі її частини сприяють досягненню спільної мети і формуванню найкращих результатів відповідно до певного критерію (сукупності критеріїв) ефективності. Отже, система повинна розглядатись тільки як щось єдине, ціле.
Емерджементність (від англійського emergense - поява нового) знаходить прояв у тому, що великі і складні системи мають властивості, не притаманні ні одному з формуючих цю систему елементів. З розвитком великої і складної системи взаємозв'язок елементів підсилюється, і на певному етапі емерджементність досягає такого рівня, при якому цілісні характеристики системи можна спостерігати за властивостями окремих елементів.
Спосіб теоретичного і практичного дослідження, при якому кожний об'єкт розглядається як система, являє собою системний підхід. Він являє собою сукупність методологічних принципів і положень, які дають можливість розглядати систему як єдине ціле з узгодженням функціонування всіх її елементів. На основі системного підходу передбачається вивчення кожного елемента системи у його зв'язку і взаємодії з іншими елементами, що дає можливість спостерігати зміни в системі внаслідок змін окремих її ланок. Тобто при системному підході дослідник може вивчати у структурі системи не окремі її елементи, що утворюють цілісність цієї системи, а взаємовідносини і зв'язки різних елементів системи в цілому. Системний підхід є конкретизацією вимоги діалектики про розгляд кожного предмета у його взаємовідношеннях і взаємозв'язках з іншими предметами.
Системний підхід можна розглядати як певний етап у розвитку методів пізнання. Найбільш широке застосування системний підхід знаходить при дослідженні складних об'єктів, які постійно розвиваються - багаторівневих, ієрархічних, таких, що самоорганізуються - систем: біологічних, психологічних, соціальних, систем типу "людина-машина" тощо.
У системному дослідженні об'єкт, що піддається аналізу, розглядається як певна множина елементів, взаємозв'язок між якими зумовлює цілісні властивості цієї множини. Властивості об'єкта як цілісної системи визначаються не тільки і не стільки сумуванням властивостей його окремих елементів, скільки властивостями його структури, особливими системотвірними, інтегративними зв'язками об'єкта, що розглядається.
Важливою особливістю системного підходу є те, що не тільки об'єкт, а й сам процес дослідження виступає як складна система, завдання якої, зокрема, полягає в поєднанні в єдине ціле різних моделей об'єкта. Системні об'єкти, нарешті, як правило, не байдужі до процесу їх дослідження і в багатьох випадках можуть суттєво впливати на нього.
Застосування системного підходу передбачає дотримання певної послідовності в організації дослідження. Вона передбачає такі кроки:
- визначення об'єкта дослідження;
- визначення мети і завдань дослідження;
- визначення критеріїв вивчення досліджуваного об'єкта;
- виділення суттєвих елементів досліджуваного об'єкта;
- визначення структури системи;
- визначення та класифікація зовнішніх зв'язків між елементами досліджуваного об'єкта;
- вивчення кожного із знайдених складових елементів об'єкта;
- визначення принципів взаємодії системи з середовищем її функціонування на основі аналізу сукупності зовнішніх зв'язків;
- виявлення закономірностей зміни і розвитку елементів досліджуваного об'єкта;
- виділення основних причинно-наслідкових зв'язків між елементами (так званих системотвірних зв'язків), які забезпечують впорядкованість системи;
- виявлення кінцевої структури і організації системи, на основі чого складається її модель;
- аналіз основних принципів поведінки системи;
- вивчення процесу управління системою.
Системний підхід дає можливість значно розширити рівень наукового пізнання, тому що на його основі стає можливим досягнути найширшого синтезу наукових знань, створення цілісного уявлення про досліджувані об'єкти.
Системний аналіз - це сукупність методів і засобів, що використовуються при дослідженні складних і понадскладних об'єктів (ними можуть бути соціальні, економічні, технічні і людино-машинні системи). Застосовують системний аналіз головним чином для дослідження штучних (тобто створених за участю людини) систем, причому в таких системах важлива роль належить діяльності людини. Теоретичну і методологічну основу системного аналізу утворюють системний підхід і загальна теорія систем. Тому системний аналіз слід розглядати як реалізацію системного підходу у дослідженнях різноманітних наукових проблем.
Слід зазначити, що єдине однозначне визначення системного аналізу поки що відсутнє. І тому різні дослідники трактують це поняття стосовно до тих проблем, котрі вони досліджують з позицій системного підходу. Остаточно не визначено також і методику проведення системного аналізу, яка б встановлювала його основні етапи, специфіку застосування спеціальних методів і процедур для реалізації цих етапів.
Згідно з принципами системного аналізу досліджуваний об'єкт повинен розглядатись як дещо ціле, як система у взаємодії всіх її компонентів. Відповідальним етапом системного аналізу є побудова узагальненої моделі, яка відображає взаємозв'язки реальної ситуації, що виникли у об'єкті, який підлягає дослідженню.
У зв'язку із значною чисельністю компонентів (елементів, підсистем, блоків, зв'язків і відношень) складних систем, системний аналіз ґрунтується на застосовуванні сучасної потужної комп'ютерної техніки, здатної створювати узагальнені моделі досліджуваних систем, оперативно та всебічно аналізувати стан і зв'язки між їхніми компонентами, інтерпретувати одержані результати. Важливою особливістю системного аналізу є єдність формалізованих і неформалізованих засобів і методів досліджень, які застосовуються у ньому.
Системний аналіз виник у 60-х роках XX століття як результат розвитку дослідження операцій і системотехніки. Термін "системний аналіз" іноді застосовують як синонім системного підходу. Але робити це неправомірно. Поняття системного аналізу значно ширше поняття системного аналізу, тому що системний підхід виступає як засіб системного аналізу.
Завжди слід пам'ятати, що будь-яке системне уявлення досліджуваного об'єкта завжди є відносним: зміна мети і способу дослідження можуть зумовити й інший поділ цього об'єкта на конкретні одиниці аналізу, що будуть виступати як структурні елементи системи.
В.К.Сидоренко, П.В.Дмитренко
Основи наукових досліджень
Навчальний посібник для вищих педагогічних закладів освіти