Логические основы системного анализа

Логика (греч. logos — речь, мысль, разум) есть наука о законах, формах и приемах правильного построения мысли, т.е. мышления, направленного на познание объективного мира. Основные задачи логики — выявление условий достижения истинных знаний, изучение внутренней структуры мыслительного процесса, выработка логического аппарата и правильного метода познания.

Органически связанная с теорией познания, логика представляет собой совокупность научных дисциплин, главными из которых являются диалектическая и формальная логика. Это разделение обусловлено наличием двух аспектов мышления — содержательного и формального.

По своему содержанию мышление есть отражение закономерностей реальной действительности. Исходя из наиболее общих законов развития природы, общества и нашего мышления, логика формулирует научный, диалектический метод, учитывающий объективную диалектику предметного мира и отражение его в человеческом сознании.

Вместе с тем мыслительный процесс имеет свою внутреннюю структуру, он реализуется в таких естественно сложившихся формах, как понятие, суждение, умозаключение. Оперирование понятиями, суждениями и получение нового, выводного знания в умозаключениях составляют формальнологический аппарат мышления. Логические операции с этими формами и лежащие в их основе формальные законы связи между понятиями и суждениями изучает формальная логика

Развиваясь на общественно-трудовой основе, внутренняя структура мыслительного процесса формировалась в соответствии с закономерностями природы и свойствами человеческого мозга. Логическая форма обусловлена наиболее общими, чаще всего встречающимися свойствами, простейшими связями и отношениями реального мира. Поэтому она закономерно выражает устойчивые черты всякого правильного мышления.

Но мышление есть процесс познавательной деятельности индивида, предмет междисциплинарных исследований. Например, философия изучает соотношение материи и мышления, пути познания мира с помощью мышления. Формальная логика рассматривает основные формы мышления (понятия, суждения, умозаключения). Социология занимается анализом исторического развития в зависимости от социальной структуры общества. Физиология изучает мозговые механизмы, с помощью которых реализуются акты мышления. Кибернетика рассматривает мышление как информационный процесс, фиксируя общее и различное в работе ЭВМ и в мыслительной деятельности человека. Психология изучает мышление как познавательную деятельность, дифференцируя ее на виды в зависимости от уровня обобщения

Различают следующие виды мышления:

• наглядно-действенное — как первая ступень мышления; характеризуется тем, что решение задачи осуществляется с помощью реального, физического преобразования ситуации, опробования свойств объекта;
• словесно-логическое — характеризуется использованием понятий, логических конструкций;
• наглядно-образное — наиболее полно воссоздает все многообразие различных характеристик предмета; в образе может быть зафиксировано одновременно видение предмета с нескольких точек зрения, устанавливается «невероятное» сочетание предметов и их свойств; и в этом качестве оно неразличимо с воображением.

Мыслительная деятельность побуждается мотивами (физиологическими потребностями, уверенностью в завтрашнем дне, уважением к себе и признанием со стороны других, реализацией потенциала своей личности, социальными контактами и пр.). А.Н. Леонтьев утверждает, что развитие мотивов происходит через изменение и расширение круга деятельности, преобразующей предметную действительность.

Выделяют следующие типы мышления:

• теоретическое — направлено на открытие законов, свойств объекта;
• практическое — связано с постановкой целей, выработкой планов и проектов, часто развертывающихся в условиях дефицита времени;
• логическое (аналитическое) — связано с анализом действий;
• интуитивное — характеризуется быстротой протекания, отсутствием четко выраженных этапов, минимальной осознанностью.

Имеется и другая специфика логики системного анализа. Например:

• рекомендуется сравнивать не только два варианта объектов исследования, а все возможные теоретические альтернативы;
• речь идет не просто о синтезе предметного знания, а о получении системной картины мира;
• не простое логическое абстрагирование как выделение существенного и отвлечение от второстепенного, а переход к синергетике;
• не просто обобщение как объединение общих свойств однородных предметов, а объединение даже живой и неживой природы, материального и духовного, хаоса и порядка и т.д.;
• суждения и умозаключения не просто в рамках предметного знания, а в рамках целостных научных, теологических, мифических и прочих знаний.

Основная задача логики системного анализа — открытие путей движения к достижению новых системных результатов, а не экономических или каких-либо других.

Важнейшей и первоначальной категорией логики является научная проблема. Чтобы занятия имели научный характер, они должны начинаться с постановки проблемы и кончаться выводами. Между началом и концом надо уметь выдвигать гипотезы, проверять их наблюдением и экспериментом

В самом общем случае под проблемой понимается несоответствие между необходимым (желаемым) и фактическим положением дел.

В науке выбор тематики исследований, предпринимательства, конкретных проблем — начало всех начал. Никакие усилия ученых, никакая отличная организация работ и самая современная техника эксперимента не приведут к успеху, если направление поиска выбрано ошибочно. А между тем вопросам строгого, научно обоснованного подхода к выбору тематики у нас уделяется весьма скромное внимание.

Использование системного анализа может помочь ликвидировать узкое место, поскольку одним из ценных его назначений является правильная и четкая постановка проблемы.

Правильная формулировка проблемы — залог повышения эффективности общественного и частного производства.

Проблемы различают по степени их структуризации, т.е.:

1. по ясности, осознанности их постановки;
2. степени детализации и конкретизации представлений об их составляющих и взаимосвязях;
3. соотношению количественных и качественных факторов, отмечаемых в постановке проблемы.

В соответствии с этим выделяют три класса проблем:

1. хорошо структуризованные, или количественно сформулированные;
2. слабо структуризованные, или смешанные, содержащие количественные и качественные оценки;
3. неструктуризованные, или качественные проблемы.

Для решения проблем первого класса существует хорошо развитый математический аппарат исследования операций.

Для решения проблем второго класса нужны системные методы.

Для решения проблем третьего класса применяются эвристические методы (в Древней Греции это система обучения путем наводящих вопросов.)

Следовательно, системный анализ и применяется для того, чтобы сначала хотя бы слабо структуризованную проблему превратить в хорошо структуризованную, к решению которой можно приложить аппарат исследования операций и теорию оптимизации.

Таким образом, проблема может быть сформулирована и после обнаружения ее решения Однако этот процесс должен начаться хотя бы с предварительной ее постановки. Последняя включает описание пути обнаружения проблемы;

1. объяснение рассмотрения ее как проблемы;
2. отделение ее от смежных проблем;
3. описание применений результатов решения проблемы.

Такой тщательный подход к существу проблем исследования не случаен. Вопрос о том, существует ли проблема, имеет первостепенное значение, поскольку приложение огромных усилий к решению несуществующих проблем — отнюдь не исключение, а весьма типичный случай.Надуманные проблемы маскируют актуальность проблемы. В то же время удачная формулировка проблемы может быть равносильна половине ее решения.

Сначала получают ответ на вопрос существует ли проблема?

Далее следуют ее точная формулировка и анализ ее структуры.

Затем рассматриваются развития проблемы (в прошлом и будущем), внешние связи ее с другими проблемами и ставится вопрос о принципиальной разрешимости проблемы.

Рассмотрим некоторые аспекты этого метода, и прежде всего терминологические

Известно, что любая задача по совершенствованию деятельности в той или иной области включает решение ряда вопросов.

Во-первых, надо четко установить границы совершенствуемой области, что исключает тенденцию «объять необъятное».

Во-вторых, следует сформулировать условия, которые характеризуют необходимое или желаемое положение дел в этой области. Необходимым мы его называем тогда, когда оно объективно обусловлено, а желаемым — при субъективном подходе.

В-третьих, нужно определить фактическое положение дел в анализируемой области и на этой основе выявить недостатки, т.е. несоответствие между необходимым (желаемым) и фактическим положением дел.

В-четвертых, следует оценить последствия, к которым приводят выявленные недостатки, если их не устранить, или иначе — оценить актуальность выявленных проблем. И если проблемы актуальны, мы говорим, что они требуют решения.

Чтобы построить такое решение, надо проанализировать причины, порождающие выявленные недостатки, а также определить средства устранения этих причин и, наконец, установить пути реализации выбранных средств.

Так как любое научное исследование представляется в целом как мир возникающих и разрешающих проблем, рассмотрим это понятие более подробно.

Под научной проблемой ученые понимают такой вопрос, ответ на который не содержится в накопленном обществом знании. Одним вопросом проблема никогда не исчерпывается. Она представляет собой целую систему, состоящую из центрального вопроса (того самого, который составляет существо проблемы и который часто отожествляется со всей проблемой) и некоторого количества других, вспомогательных вопросов, получение ответов на которые необходимо для ответа на основной вопрос.

Признаком, по которому отличается научный вопрос от научной проблемы, является различный характер предположения, содержащегося в вопросе. Если заключенное в вопросе знание о незнании превращается в результате научного поиска в знание о том, что неизвестное явление подчиняется уже известному, изучаемому закону, вопрос не оценивается как проблема. Если же он сочетается с предположением (или содержит в себе предположение) о возможности открытия нового закона (ему в прикладных науках соответствует предположение о возможности открытия принципиально нового способа применения ранее полученного знания законов), тогда мы имеем постановку проблемы.

Таким образом, любую проблему можно представить как неразрывное единство двух элементов:

• знания о незнании;
• предположения о возможности открытия либо неизвестного закона в непознанной сфере (в фундаментальных науках), либо принципиально нового способа практического применения ранее полученного знания о законах (в науках прикладного типа).

Когда возникают научные проблемы?

Научная проблема возникает в условиях проблемной ситуации, когда складывается и осознается противоречие между знанием о потребностях людей в ходе их деятельности и незнанием средств, путей, способов удовлетворения (реализации) этих потребностей, которое в конечном счете упирается в незнание определенных закономерностей объективного мира.

Проблемная ситуация возникает также как противоречие между существующими теориями и новыми фактами, нуждающимися в ином теоретическом истолковании, или же как выяснение внутренней логической противоречивости существующих теорий и т.д. Противоречие — это показатель того, что знание, зафиксированное в общепринятых положениях, чересчур общо, неконкретно, односторонне. Отношение к противоречию — точный критерий культуры ума, точнее — показатель его наличия

Практика является основой возникновения проблемной ситуации. В процессе практического взаимодействия человека и объектов его деятельности создается и постоянно воссоздается противоречие между качественно быстро изменяющимися и количественно быстро растущими потребностями общества и теми средствами (возможностями), которыми общество располагает для их удовлетворения. Необходимость в раскрытии законов новых, неизвестных сфер деятельности и является основой проблемы.

Всякое научное исследование по своему существу является всегда проблемным, представляет собой цепь следующих друг за другом проблем, постоянно решаемых и вновь возникающих в иных условиях, на качественно новых этапах развития познания.

Какую же проблему надо выбирать для решения?

В науке руководствуются двумя неразрывно связанными принципами отбора проблем для решения:

• принципом учета нужд практики;
• принципом учета потребностей самой науки (есть проблемы, ничего не дающие сейчас практике, но без исследования которых невозможно будет решать практические задачи в будущем).

Понимать принципы отбора проблем необходимо, но в то же время этого еще недостаточно. Кроме того, важно знать:

• механизм возникновения проблем и задач в науке;
• действия, оставляющие постановку проблемы и задачи.

Кстати, проблему обычно отличают от технической задачи, которая представляет собой установку сделать, сконструировать, воспроизвести, построить какой-либо новый объект, вещь, материал, механизм, процесс и т.д. или изменить их состояние. Новые открытия дают основания для постановки и решения и научных задач, т.е. установления неизвестной ранее закономерности, свойства или явления. Совокупность разных задач есть цель, т.е. заранее мыслимый результат.

Чтобы проблема могла выполнить свое назначение, она должна быть правильно постановлена. Для этого специалисту необходимо находиться на самых передовых рубежах науки и четко представлять, что именно уже известно человечеству, а что действительно неизвестно, что предстоит исследовать. Чтобы правильно поставить научную проблему, необходим широкий кругозор. Недаром ученые спорят, что правильно поставленная проблема — это уже наполовину решенная проблема.

Грамотная постановка проблемы предполагает выполнение следующих групп действий

1. формулирование проблемы, состоящее из вопрошения (выдвижения центрального вопроса проблемы), констрадиктации (фиксации того противоречия, которое легло в основу проблемы), финитизации (предположительного описания ожидаемого результата);
2. построение проблемы, представленное операциями стратификации («расщепление» проблемы на подвопросы, без ответов на которые нельзя получить ответа на основной проблемный вопрос), композиции (группирование и определение последовательности решения подвопросов, составляющих проблему), локализации (ограничение поля изучения в соответствии с потребностями исследования и возможностями исследователя, ограничение известного от неизвестного в области, избранной для изучения), вариантификации (выработки установки на возможность замены любого вопроса проблемы любым другим и поиск альтернатив для всех элементов проблемы);
3. оценка проблемы, характеризующаяся такими действиями специалиста, как кондификация (выявление всех условий, необходимых для решения проблемы, включая методы, средства, приемы и т.п.), инвентаризация (проверка наличных возможностей и предпосылок), когнификация (выяснение степени проблемности, т.е. соотношения известного и неизвестного в той информации, которую требуется использовать для решения проблемы), уподобление (нахождение среди уже решенных проблем аналогичных решаемой), квалификация (отнесение проблемы к определенному типу);
4. обоснование, представляющее собой последовательную реализацию процедур экспозиции (установление ценностных, содержательных и генетических связей данной проблемы с другими проблемами), актуализации (приведение доводов в пользу реальности проблемы, ее постановки и решения), компрометации (выдвижение сколь угодно большого числа возражений против проблемы), демонстрации (объективный синтез результатов, полученных на стадии актуализации и компрометации);
5. обозначение, состоящее из экспликации (разъяснения) понятий, перекодировки (перевод проблемы на иной научной или обыденный языки), интимизации понятий (словесная нюансировка — малозаметный переход — выражения проблемы и подбор понятий, наиболее точно фиксирующих смысл проблемы).

В зависимости от характера исследования и опыта исследователя возможно изменение последовательности процедур и операций. Некоторые из них могут осуществляться и параллельно с другими (например, стратификация (разделение) с вариантификацией (заменой одного вопроса на другой)), некоторые — по мере развертывания всех процедур и операций проблемы (например, экспликация (разъяснение) понятий или уподобление). Все процедуры можно представить в виде сети, которая, будучи наложена на неизвестную (или частично неизвестную) область, позволяет упорядочить наши представления об этой области, ее границах, методах и средствах ее постижения и т.д.

Изучение проблемы на материале разных наук показывает, что можно выделить три уровня ее постановки:

1. часто встречающаяся ситуация состоит в том, что после определения центрального вопроса о дальнейшем развертывании проблемы мало заботятся. Это, так сказать, низшая интуитивная форма постановки проблемы.
2. постановка проблемы в соответствии с описанными правилами, но без полного осознания их смысла и необходимости соблюдения. При этом следует подчеркнуть, что все операции не всегда оказываются реализованными у одного специалиста полностью. Но каждая из них так или иначе представлена в какой-нибудь из действительных проблем науки. Это и явилось с основанием для составления процедурного поиска.
3. — сознательное использование всех процедур и входящих в него операций.

В чем же состоит польза от выполнения всех предлагаемых действий?

Во-первых, следуя правилам, мы вынуждены размышлять о проблеме в таких ракурсах, о которых чаще всего речь не идет при интуитивной постановке. В результате обогащается понимание проблемы, выявляются новые подходы к ней, возникают новые точки зрения на средства и условия ее решения.

Во-вторых, в ряде случаев происходит отказ от исследования, если обнаруживается, что проблема, поставленная исследователем, не является таковой в действительности, или если разрыв между возможностями решить проблему и заданными в ней целями слишком велик.

В-третьих, за счет соблюдения требований постановки проблемы обеспечивается качественное планирование научного исследования. Ведь выполнение правил означает, что вся предплановая подготовительная работа проделана. При наличии такого плана обеспечивается эффективная организация труда исследователей.

В-четвертых, в случае реализации действий психологическая готовность специалиста к познавательной деятельности оказывается намного выше как за счет четкой целенаправленности, так и за счет уверенности, возникающей на базе ясного понимания сути проблемы, возможностей, которые в ней заложены, и трудностей, которые при этом предстоит преодолеть. Как известно, уверенность в большей мере есть следствие знания. Знание проблемы в этом отношении не исключение. В целом существенно улучшается «качество» проблемы и значительно ускоряется переход от замысла к решению.

Важным для организации науки является вопрос о так называемых мнимых проблемах. Под последними понимаются проблемоподобные структуры, которые не являются проблемами, но либо ошибочно принимаются за них, либо выдаются за такие. В зависимости от характера возникновения все мнимые проблемы можно разделить на два класса.

1. Экстранаучные мнимые проблемы, причины которых находятся вне науки. В основе их возникновения — мировоззренческие, методологические, идеологические и прочие заблуждения.
2. Интранаучные проблемы, причины которых коренятся в самом познании, в его достижениях и трудностях. К ним относятся:
• «уже не проблемы», т.е. решенные, но принимаемые ошибочно за нерешенные;
• «еще не проблемы», которые возникают как следствие отрыва нашего мышления от реальных возможностей настолько, что оно не в состоянии ни в настоящем, ни в обозримом будущем указать средства актуализации и решения этих проблем;
• «никогда не проблемы», т.е. такие проблемоподобные структуры, для которых вообще не существует решения (например, создание вечного двигателя), иначе говоря, постановка которых противоречит всем фундаментальным принципам науки.

Существенной с практической точки зрения является задача выработки критериев для различения реальных и мнимых проблем, а также методик их распознавания. Диалектический подход позволяет сформулировать целый ряд критериев (существования, адекватности, необходимости, предпосылок, преемственности, разрешимости, проверяемости, истинности и др.), которые дают возможность с достаточной степенью достоверности отделять подлинно научные проблемы от мнимых.

К появлению ложных проблем приводит и отсутствие системного мышления.

Принципиальное значение в наше время приобрело изучение общих условий, которые обеспечивают уменьшение числа ошибок специалистов в работе с проблемным знанием.

Предлагаемая структура исследования проблемы является не абсолютным правилом, а просто удобным инструментом, проверенным на многих образцах самых различных классов — от отдельных видов изделий до крупных народнохозяйственных проблем.

Проблемный анализ позволяет правильно и четко сформулировать проблему, ради которой создается система. В ряде случаев приходят к отрицательному выводу, т.е. что проблемы не существует и система не нужна, что тоже оказывается небесполезным. В других случаях подобное исследование приводит к выводу, что проблема была первоначально сформулирована неверно, что она заключается в другом, а следовательно, и функции, и структура задуманной системы должны быть иными.

Совместное применение системного анализа и интуитивных оценок относительной важности проблем и оценок их эффективности дает уже весьма ощутимые практические результаты, во всяком случае лучшие, нежели традиционные методы расчета экономической эффективности или же громоздкие методы исследования операций (Черняк Ю.И.).

Каковы же способы обращения с проблемой? Можно отметить следующие:

• не решать проблему, игнорировать ее;
• решать частично, сделать что-нибудь с достаточно хорошим результатом;
• решать проблему полностью и получить наилучший результат;
• устранить, растворить проблему, переделать либо саму ТС, либо ее окружение.

Итак, характерной чертой современной высшей школы, по-прежнему выпускающей специалистов (предметников!), является изучение проблем (вспомним мнение экспертов в области международного образования). Но при этом очень важно обратить внимание на два противоречия, не признаваемых классической наукой, исследующей лишь непротиворечивое мышление.

Во-первых, попредметных проблем не существует. Например, та же логика изучается, как было отмечено выше, и социологией, и физиологией, и кибернетикой, и психологией... И проблема мышления не есть проблема этих наук, а просто проблема (системная!), отражающая реалии окружающего мира, который по своей природе имеет системную структуру.

Во-вторых, в предметном знании невозможно принять оптимальное решение — самая главная особенность человека. Почему? Причин много. Одна из них — отсутствие достаточной информации. Необходимо напомнить, что 40% информации специалисту надо черпать из смежных, а порой и отдаленных областей знаний. Ведь в век научной специализации многие даже крупные ученые в своей области не обладают общей НКМ, что отрицательно сказывается на их работе.

Другая причина — оптимизация ОИ при СП осуществляется как субоптимизация, т.е. как оптимизация элементов (предметов наук) на основе критериев, находящихся в соответствии с целями системы (НКМ); это означает, что основным организационным принципом управления при СП является сочетание централизации и децентрализации, а важнейшей функцией управления на уровне системы — интеграция организационно-децентрализованных функций управления [США: современные методы управления / Отв. ред. Б.3. Мильнер, М.: Наука, 1971].

Вторая важнейшая категория логики — гипотеза. Это важнейшая форма развития научного мышления, научного знания. Специалист при создании новой научной теории становится, по существу, философом, ибо он вынужден анализировать характер своей деятельности, границы применимости употребляющихся научных понятий, предлагает новые способы осознания человеком взаимодействия с внешним миром.

Выдвижение научных гипотез — это всегда определенный скачок в развитии научного мышления. Можно предложить следующие пути формирования гипотез:

• формулирование проблемности, противоречивости прежней теории, что уже носит характер гипотезы;
• формулирование нового идеального объекта теории (например, квантовая модель Н. Бора была сначала представлена как гипотеза, а затем — как теория);
• предположение о существовании каких-то предметов или их свойств, которые могут стать объектом практической деятельности (например, гипотеза о существовании кварков).

Создание гипотез — это прорыв в новую область, освобождение от оков прежних теоретических систем. Но в то же самое время — это сохранение определенной преемственности в развитии научного мышления, ибо научная теория — это снятие противоречий прежней теории, установление границ ее применимости.

Третья категория логики — теория. Схема содержания знаний о теории представлена ниже:

1. определение теории как системы знаний, пронизанной совокупностью общих идей;
2. состав и структура оформленной дедуктивной теории;
3. характеристика основных положений теории, требования, предъявляемые к постулатам и ко всей теории в целом;
4. пути проверки теории;
5. границы применимости теории;
6. условия возникновения теорий;
7. отличия дедуктивных теорий от описательных.

Рассмотрим эти пункты более подробно.

Теория — совокупность знаний, образующих систему на основе некоторых общих положений. Иначе — это система знаний, пронизанная общими положениями, часто называемыми идеями теории. Природа общих положений может быть различной. В качестве общих положений могут вступать качественные и количественные закономерности. В науке различают теории разного уровня. Самым высоким уровнем является дедуктивная теория.

В дедуктивной теории различают две части: основания и следствия.

Основания теории включают следующие элементы:

1. группу понятий;
2. основные положения;
3. эмпирический базис — научные факты, входящие в теорию опосредованно.

Основные положения дедуктивной теории (постулаты) — это высказывания, которые логически не выводятся из других знаний в рамках этой же теории, а являются обобщением опыта и проверяются опытами (прямыми, а чаще косвенными). В формулировке постулатов проявляется и определенное видение учеными эмпирического материала. Форма основных положений может быть разной; они могут быть выражены в форме:

1. принципов;
2. модельных гипотез;
3. математических гипотез.

К постулатам теории предъявляются определенные требования: они не должны ни противоречить друг другу, ни вытекать один из другого.

К теории в целом предъявляются требования логической непротиворечивости: в каждой части она должна удовлетворять своим исходным посылкам.

Для того чтобы какая-то система знаний играла роль научной теории, она должна пройти многоплановую проверку на практике.

Она должна объяснять факты, которые объясняла и предшествующая теория, те факты, которые предыдущая теория не смогла объяснить, и из нее должен вытекать ряд новых проверяемых следствий. Кроме того, если какая-либо теория использует некоторые положения и результаты данной, и следствия другой теории находят также экспериментальное подтверждение, то это является одновременным подтверждением и данной теории.

Любая теория верна в определенной области — другими словами, имеет границы применимости, которые обычно очерчиваются с появлением новой, более общей теории, в которую предыдущие входят как частный случай.

Новые теории возникают тогда, когда в науке есть целый ряд экспериментальных фактов, для объяснения которых старые представления не годятся.

В отличие от дедуктивных теорий, в описательных теориях (например, эволюционная теория Дарвина) закон формулируются не в начале теории, а по мере развертывания материала. Эти законы, как и вся теория, формулируются в основном в словах обыденного языка с привлечением по мере необходимости специальной терминологии из той или иной области знаний.

Непротиворечивость таких теорий трудно доказать. Описательные теории носят положительный качественный характер — в этом их ограниченность. Цель такой теории — объяснение и упорядочение фактов, что всегда приводит к уплотнению знаний, перекомпоновке, систематизации.

Как же сформировать системные знания?

• знания о теории, ее составе и структуре;
• представления о природе получения этих знаний;
• представления о том, какие знания входят в теории непосредственно, а какие — опосредованно;
• представления о роли научных фактов для теории.

Дата добавления: 2013-12-13