SYSTEM - cybernetyka i charakter

Tradycyjna matematyka wytworzyła nawyk traktowania rzeczywistości w sposób ciągły (jako continuum). Na osi liczbowej z zaznaczonymi liczbami 0, 1, 2, 3 itd. można sobie wyobrażać wszelkie liczby pośrednie między nimi. W równaniu matematycznym ciągłej zmianie zmiennej niezależnej odpowiada ciągła zmiana zmiennej zależnej. Można to zobaczyć, gdy np. z upływem czasu wysokość słupa rtęci termometru włożonego do nagrzewanej wody wzrasta płynnie, wskazując kolejno wszelkie pośrednie temperatury. Przy rozciąganiu drutu zmienia się płynnie jego długość itp. Nie był to wcale sposób zły i nadal oddaje ogromne usługi, zwłaszcza w technice.

Okazał się on jednak nieprzydatny w problemach społecznych, i to tak dalece, że doprowadziło to do przeświadczenia, iż zajmujące się nimi dyscypliny są czymś odrębnym od dyscyplin „ścisłych”, posługujących się pomiarami i obliczeniami. Z czasem specjaliści z dyscyplin społecznych, robiąc „cnotę z występku”, zaczęli sobie nawet przyznawać coś w rodzaju „taryfy ulgowej”, zwalniającej ich od naukowych rygorów ścisłości sformułowań i dowodzenia twierdzeń. Jednakże błogostan ten zaczyna być spychany w przeszłość przez nadchodzącą naukę „jutrzejszą”.

Jedną z radykalnych zmian wprowadzanych przez nowoczesną naukę jest traktowanie rzeczywistości w sposób nieciągły, na kształt mozaiki utworzonej z poszczególnych klocków, układających się w rozmaite konfiguracje.

Doszło do tego w wyniku działań z różnych stron naraz. Powstała logika matematyczna, a wraz z nią pojawiły się pojęcia „zbioru” (elementów) i „relacji” (między elementami). Zbiór w logice matematycznej może mieć dowolną liczbę elementów, nawet nieskończenie wielką, może mieć jeden element (zbiór jednoelementowy) lub nie mieć żadnego (zbiór pusty), ale nie może być zbioru zawierającego np. półtora elementu.

Gdy z rozwojem techniki zajmowano się urządzeniami coraz bardziej złożonymi, zaczęto odczuwać potrzebę wyodrębniania ich części ze względu na ich zadania i wzajemne powiązania, niezależnie od tego, czy jakaś część jest tylko kawałkiem drutu (jak np. antena), czy wielką elektrownią.

I wreszcie cybernetyka z dzielenia rzeczywistości na powiązane ze sobą elementy uczyniła metodę. Okazała się ona przydatna do rozwiązywania problemów dowolnego rodzaju, bez względu na to, czy chodzi w nich o maszyny, organizmy, społeczności itd.

Wszystko to wywołało potrzebę posługiwania się ogólnym pojęciem czegoś, o czym wiadomo, że składa się z jakichś elementów i że te elementy są ze sobą powiązane jakimiś relacjami. Pojęciu temu nadano nazwę według następującej konwencji terminologicznej:

s y s t e m jest to zbiór elementów i zachodzących między nimi relacji.

Jest to podstawowe pojęcie cybernetyki, odgrywające w niej tak istotną rolę, że z powodzeniem można by określić cybernetykę jako naukę o zachowaniu się systemów.

Ponieważ cybernetyka jest nauką konkretną, więc elementami systemów są fragmenty rzeczywistości, relacjami zaś oddziaływania między nimi.

Jak wspomniano w rozdziale 1 cybernetyka zajmuje się rodzajami funkcjonowania, a nie rodzajami tworzywa. Zgodnie z tym, w rozpatrywaniu systemu bierze się pod uwagę przede wszystkim relacje. Zbiór relacji jest określany jako s t r u k t u r a systemu.

Pojęcie systemu okazało się tak użyteczne, że spotyka się je również w publikacjach wielu monodyscyplin, przy czym ich autorzy często nie zdają sobie nawet sprawy, że odwołują się do cybernetycznej aparatury pojęciowej.

Oprócz posługiwania się terminem „system” stosuje się schematy cybernetyczne, w których systemy są zwykle przedstawiane za pomocą prostokątów, a oddziaływania między systemami za pomocą linii prostych lub łamanych, zaopatrzonch w strzałki wskazujące kierunki oddziaływań.

Gdy system składa się z takich elementów, które same są systemami, każdy z nich określa się jako p o d s y s t e m . Ponadto systemy mogą być elementami innego systemu, który wtedy określa się jako n a d s y s t e m .

Te konwencje terminologiczne bardzo ułatwiają przedstawianie rozmaitych skomplikowanych tworów jako nadsystemy złożone z systemów, które z kolei składają się z podsystemów.

O tym, jaki fragment rzeczywistości traktować jako system i jakie w nim rozróżniać podsystemy, rozstrzyga oczywiście ten, komu to jest potrzebne do rozwiązania określonego problemu.

Często rozważania dotyczą tylko jednego systemu, nie należy jednak przy tym zapominać, że jest on tylko fragmentem rzeczywistości, której cała reszta nadal przecież istnieje. Znaczy to, że wyodrębnienie jednego systemu jest równoznaczne z podziałem całej rzeczywistości na dwa systemy, z których jednym jest system rozpatrywany, drugim zaś reszta rzeczywistości, określana jako o t o c z e n i e rozpatrywanego systemu. Na schematach cybernetycznych nie zaznacza się otoczenia, uważając jego istnienie za

oczywiste. Konieczne jest jednak zaznaczanie za pomocą strzałek, jak na rys. 4.1 oddziaływań między systemem a jego otoczeniem.

Rys. 4.1 Schematyczne oznaczanie systemu

Oddziaływanie otoczenia na rozpatrywany system określa się jako o d d z i a ł y w a n i e w e j ś c i o w e , miejsce zaś, w którym dochodzi ono do tego systemu, jako w e j ś c i e .

Oddziaływanie rozpatrywanego systemu na jego otoczenie określa się jako o d d z i a ł y w a n i e w y j ś c i o w e , miejsce zaś, w którym wychodzi ono z systemu, jako w y j ś c i e .

Poza takimi oddziaływaniami odbywają się także procesy wewnętrzne sprawiające, że oddziaływania wejściowe zostają przetworzone w oddziaływania wyjściowe. W związku z tym można traktować każdy system jako p r z e t w o r n i k o d d z i a ł y w a ń .

Na posługiwaniu się pojęciem systemu polega m e t o d a s y s t e m o w a rozwiązywania problemów (potocznie nazywana „ujęciem systemowym” lub „podejściem systemowym”).

Jest ona niezwykle użyteczna, wymaga jednak przestrzegania następujących rygorów:

Przede wszystkim system powinien być dostatecznie ściśle określony, ażeby było wiadomo, co do niego należy, a co nie. Określenie systemu może być nawet bardzo ogólne, ale nie może być ogólnikowe.

Określenie systemu powinno być niezmienne w całym toku rozważań. Jest niedopuszczalne, żeby jakieś elementy były czasem traktowane jako należące do systemu, czasem zaś jako nie należące.

Systemy powinny być rozłączne. Znaczy to, że nie może być elementów należących do kilku systemów naraz. Przynależność jakichś elementów do jednego systemu musi być równoznaczna z tym, że na pewno nie należą one do żadnego innego systemu.

I wreszcie podział systemu na podsystemy powinien być zupełny. Znaczy to, że nie może być elementów systemu nie należących do żadnego z jego podsystemów.

Przy przestrzeganiu powyższych rygorów rozwiązywanie problemów metodą systemową wymaga jedynie poprawnego stosowania operacji formalnych.

Metoda systemowa ma wiele doniosłych zalet:

Po pierwsze — co zresztą jest zaletą wszelkich metod formalnych — uniemożliwia dowolności interpretacyjne w toku rozwiązywania problemu. Swoboda interpretacyjna istnieje tylko na początku, przy stawianiu założeń, tj. przy ustalaniu, co jest nadsystemem jakich systemów złożonych z jakich podsystemów oraz jakie między nimi występują powiązania (struktura).

Po drugie, metoda systemowa nadaje się również do rozwiązywania problemów dotyczących tzw. systemów wielkich, tj. będących zbiorami bardzo wielu elementów, jak np.

funkcjonowanie organizmów, instytucji, miast, społeczeństw itp.

Metody teoretyczne oparte na założeniu ciągłości zjawisk, znakomite w zastosowaniu do procesów jednolitych, nie nadają się do rozwiązywania problemów obfitujących w komplikacje i nieregularności, wymagają bowiem wprowadzenia tylu założeń upraszczających, że wyniki obliczeń zwykle nie znajdują potwierdzenia praktycznego.

Równie mało przydatne są metody empiryczne, gdyż wobec ogromu komplikacji prowadzą do mozolnego gromadzenia mnóstwa danych statystycznych, z którymi nie bardzo wiadomo, co robić, gdyż wywołują bardzo dużo nieostrych skojarzeń, trudno więc w tak mglistym obrazie wyróżnić któreś jako główne, aby na nich się oprzeć.

Dlatego też w traktowaniu tego rodzaju problemów poprzestawano na „wieszczeniu”, tj. wypowiadaniu ogólnikowych poglądów i zapewnianiu o ich słuszności na podstawie osobistych przeświadczeń, z powoływaniem się na cudze wypowiedzi oparte na podobnych przeświadczeniach, jak to i dziś jeszcze można spotkać w publikacjach na tematy historyczne, polityczne, socjologiczne, psychologiczne, pedagogiczne itp.

Metoda systemowa pozwala uniknąć trudności związanych z metodami opartymi na ciągłości zjawisk, gdyż traktuje ona rzeczywistość w sposób nieciągły. W porównaniu z mglistością skojarzeń przy stosowaniu metod empirycznych metoda systemowa odznacza się niezwykłą jasnością, dzieli bowiem rzeczywistość na niewiele dużych systemów o wyraźnych oddziaływaniach i transformacjach. A jeśli chodzi o „wieszczenie”, to metoda systemowa jest jego zaprzeczeniem, opiera się bowiem, jak w nauce ścisłej przystało, na twierdzeniach i ich dowodach.

Nie znaczy to bynajmniej, że metoda systemowa dokonuje cudów — to, co jest wątpliwe nie stanie się niewątpliwe przez zastosowaniu metody systemowej, tym rzeczywistość okpić się nie da. Przeciwnie, metoda ta zwalcza „cuda” w nauce wymaganiem

„świadomego macierzyństwa”: wątpliwości trzeba mieć na początku i stawiać problemy jasno, zamiast na końcu przedstawiać rzekome rozwiązania mętnie sformułowanych problemów i wmawiać, że są „oczywiste”.

Po trzecie, w metodzie systemowej szczególnie przejrzyste jest przedstawianie spraw za pomocą schematów cybernetycznych, gdyż dają się oglądać w całości (w odróżnieniu od kolejnego odczytywania wyrazów tekstu literackiego).

I po czwarte, metoda systemowa odznacza się zwięzłością — często treść wymagająca wielostronicowych opisów daje się wyrazić za pomocą schematu narysowanego na małej kartce.

Metoda systemowa jest szczególnie przydatna w szukaniu zbioru możliwości, daje bowiem gwarancję zupełności zbioru — żadna możliwość nie zostanie przeoczona. I w tym więc ujawnia się przewaga teoretycznych metod cybernetyki nad metodami empirycznymi, w których jest zawsze niepewne, czy zaobserwowano wszystko, co jest, a żadnych informacji nie otrzymuje się o tym, co może być.

Zastosowanie metody systemowej do szukania zbioru możliwości zademonstruję na przykładzie. Przypuśćmy, że pewną maszynę obsługuje robotnik, któremu pomocnik donosi materiały. Od ilu okoliczności zależy skuteczność ich pracy?

Niejeden czytelnik pomyśli, że, no cóż, różne mogą być okoliczności, trudno powiedzieć ile. Poza tym, czy można odpowiedzieć na takie pytanie, nie wiedząc, o jaką pracę chodzi?

Można, i to dokładnie. Zastosowanie metody systemowej dostarcza informacji, że takich okoliczności jest siedem. Jest to widoczne ze schematu na rys. 4.2, przedstawiającego wszelkie możliwe powiązania między maszyną, robotnikiem, pomocnikiem i otoczeniem.

Rys. 4.2 Schemat do przykładu na określenie zbioru możliwości

Tak więc przystępując do analizy sposobów zwiększania skuteczności pracy, w tym przykładzie należałoby wziąć pod uwagę:

1) jak otoczenie oddziałuje na maszynę (może maszyna rdzewieje, zacina się w skutek zanieczyszczeń z powietrza),

2) jak robotnik oddziałuje na maszynę (może nie umie jej obsługiwać, robi to niedokładnie, naraża ją na uszkodzenia),

3) jak maszyna oddziałuje na robotnika (może męczy go jej hałas, drażnią jej wyziewy),

4) jak otoczenie oddziałuje na robotnika (może ma on niewygodne mieszkanie, musi dojeżdżać do pracy z daleka),

5) jak pomocnik oddziałuje na robotnika (może donosi materiały niedbale lub zbyt powoli),

6) jak robotnik oddziałuje na pomocnika (może na niego pokrzykuje, naśmiewa się z niego),

7) jak otoczenie oddziałuje na pomocnika (może on nie dosypia, źle się odżywia).

Tak tedy metoda systemowa dotrzymała tego, czego dotrzymać powinna, w omawianym zadaniu wskazała wszystkie okoliczności, jest ich siedem, ani jedna mniej, ani więcej.

Mógłby ktoś wtrącić tutaj uwagę, że w każdej z tych okoliczności są wymienione rozmaite sprawy dość wyrywkowo, na przykład dlaczego mówię o niewygodnym mieszkaniu robotnika i niedosypianiu pomocnika, a nie na odwrót, może też któryś z nich jest żonaty i żona mu dokucza, wiele różnych okoliczności można by poruszyć.

To wszystko prawda, ale to nie ma nic do rzeczy — tylko z własnej nadgorliwości (dlatego w nawiasach) wymieniłem to i owo, bez ładu i składu, aby wywołać protesty czytelników. Metodzie systemowej nie można tu nic zarzucić, rozwiązuje ona problemy formalne z dokładnością wynikającą z założeń. Założenia zaś są dane w sformułowaniu zadania, jest tam mowa tylko o trzech systemach (maszyna i dwaj pracownicy), metoda systemowa wskazuje więc wszystkie oddziaływania między nimi, z uwzględnieniem również oddziaływań otoczenia (nie wymienia jednak oddziaływań między maszyną a pomocnikiem, bo w sformułowaniu zadania podano, że tylko donosi on materiały robotnikowi). Wchodzenie w szczegóły, co się na każde z tych oddziaływań składa, należy do tego, komu rozwiązanie zadania jest potrzebne, tego metoda systemowa nie obiecywała.

Czy jednak nie mogłaby wskazać np., że na pracę robotnika może mieć wpływ jego żona? Ależ mogłaby, trzeba tylko tę żonę wprowadzić do treści zadania, np. przez dopisanie:

„przy czym robotnik jest żonaty”. Będzie ona stanowić czwarty system, w związku z czym liczba okoliczności wzrośnie z siedmiu do dziesięciu, dojdą bowiem jeszcze trzy: 8) jak żona oddziałuje na robotnika, 9) jak robotnik oddziałuje na żonę, 10) jak otoczenie oddziałuje na żonę.

Nie zwiększa to jednak zakresu możliwości, od początku zbiór ich był zupełny, a tylko te trzy, które doszły, były przedtem ukryte w okoliczności nr 4, teraz zaś zostały z niej wyodrębnione, zwiększa się więc tylko dokładność (szczegółowość) rozwiązania.

Metoda systemowa daje rozwiązanie tak szczegółowe, jakiego się od niej zażąda, trzeba jej tylko takie żądanie postawić, wprowadzając odpowiednie dane do treści zadania.

Przykład ten jest pouczający, uwydatnia bowiem istotne cechy metody systemowej:

zapewnia ona przejście od założeń, przez wykonanie operacji, do wyniku. Mówiąc krócej:

zapewnia transformację założeń w wynik. Jest jak młynek do kawy, który miele dobrze, ale tylko to, co się do niego wsypie.

W omawianym zadaniu operacje polegają na sporządzeniu schematu, narysowaniu wszystkich oddziaływań, a potem ich policzeniu.

Postępowanie to jest tak proste, ponieważ wszystkie założenia zostały podane w zadaniu. Gdyby jednak zadanie brzmiało: „usprawnić pracę stanowiska nr 15”, rozwiązujący musiałby sam postawić założenia. W tym celu udałby się na miejsce, zobaczyłby, ilu tam pracuje robotników, na jakich maszynach, jak praca jest zorganizowana itd., po czym dopiero zastanowiłby się, na ile systemów cały ten nadsystem warto podzielić, aby otrzymać wynik z dostateczną dokładnością.

Bliższych wyjaśnień wymaga sprawa rozróżnialności systemów.

Oddziaływanie wyjściowe systemu jest zależne od oddziaływania wejściowego i od właściwości tego systemu. Czy jeżeli właściwości systemu zmienią się, jest to wciąż ten sam system, czy też przestał istnieć, a został zastąpiony przez inny system?

Jest to pytanie istotne, gdyż w praktyce zmiany właściwości systemów nie tylko zachodzą, ale są nawet nieuniknione, ponieważ przetwarzanie oddziaływań polega na przetwarzaniu energii, a droga przepływu energii ulega zmianom spowodowanym przez ten przepływ. W rezultacie więc system przetwarza oddziaływania, ale i oddziaływania przetwarzają system.

Koryto rzeki jest systemem przetwarzającym wodę dopływającą w wodę odpływającą,

surowce w wyroby, ale i sama jest przez to przetwarzana, gdyż ulega zużyciu. Alkoholik trawi alkohol, ale i alkohol trawi alkoholika, itd.

Gdyby, traktując sprawę rygorystycznie, uznać, że system istnieje, tzn. jest wciąż tym samym systemem, dopóki jego właściwości pozostają niezmienione, to w konsekwencji nie można byłoby o żadnym systemie mówić, że istnieje. Aby sobie z tym poradzić, trzeba się umawiać co do kryteriów identyczności, określających zmiany, których występowania nie będzie się uważać za przeszkodę w traktowaniu systemu jako pozostającego nadal tym samym systemem. Jest to dopuszczalne pod warunkiem, że się ustalonych kryteriów ściśle potem przestrzega. Bywają z tym kłopoty, ale to już cena prostoty metody systemowej.

Zaniedbywanie wymienionych wymagań może prowadzić do błędów i nieporozumień.

Aby to poglądowo zilustrować, nawiążę do mitu o wyprawie Tezeusza na Kretę, gdzie to nić Ariadny umożliwiła mu znalezienie drogi powrotnej z labiryntu. Ale nie o tę nić mi chodzi, lecz o statek, na którym Tezeusz odbył wspomnianą wyprawę. Załóżmy, że wybierając się w drogę powrotną i uwożąc ukochaną Ariadnę Tezeusz kazał na jej cześć wymalować na statku napis „Ariadna” (co nie jest prawdą, bo w micie tego nie było, ale sam mit także nie był prawdą, więc nie mamy się czym martwić), toteż tłum kreteńskich gapiów przyglądający się odjazdowi mówił, że odpływa „Ariadna”.

A dalej mogłoby już być różnie:

1) statek Tezeusza zniósł wyprawę doskonale, a kiedy przypłynął do Aten, mówiono tam, że przypłynęła „Ariadna”;

2) statek Tezeusza zaczął się psuć po drodze, ale mistrzowie ciesielscy wymienili nadwątlone deski na nowe, dzięki czemu statek w należytym stanie dopłyną do Aten, a tam mówiono, że przypłynęła „Ariadna”;

3) statek Tezeusza napotkał burzę i tak się rozklekotał, że zawinięto do najbliższego portu, a tam wyjmując po jednej desce i przenosząc w inne miejsce zmontowano z nich statek, z zachowaniem pierwotnego napisu, po czym już bez przeszkód dopłynięto do Aten, gdzie ludzie powiedzieli, że przypłynęła „Ariadna”;

4) statek Tezeusza przebywał drogę w coraz gorszym stanie, aż stał się wrakiem, który Tezeusz kazał porzucić w najbliższym porcie i zbudować nowy statek, taki sam jak poprzedni i z takim samym napisem, i na nim dopłyną do Aten, gdzie ludzie mówili, że przypłynęła „Ariadna”;

5) W drodze Tezeusz przesiadł się na zupełnie inny statek, przemianował go na

„Ariadnę”, a gdy przybył do Aten, mówiono, że przypłynęła „Ariadna”

6) statek Tezeusza psuł się w drodze coraz bardziej i w stanie szczątkowym cudem dopłynął do Aten, gdzie mówiono, że przypłynęła „Ariadna”

Nie są to oczywiście wszystkie możliwości (innych sześć można by wyliczyć dla przypadków, w których Tezeusz kazał zmienić napis na jakiś inny), ale poprzestańmy na wymienionych powyżej. Za każdym razem w Atenach mówiono, że przypłynęła „Ariadna”.

Ale były to przecież różne „Ariadny”. W którym więc wariancie przypłynęła do Aten ta sama

„Ariadna”, na której Tezeusz wyruszył w drogę powrotną?

Większość ludzi ma skłonność wiązania identyczności z autentycznością. W związku z tym identyczność „Ariadny” uznano by za niewątpliwą w wariancie 1, a także w wariancie 6, bo chociaż statek przypłyną zdezelowany, to jednak w tym, co z niego pozostało, wszystkie deski były te same co przy odjeździe. W wariancie 2 byłyby niejakie wątpliwości wobec częściowej wymiany desek na inne. W wariancie 3 wszystkie deski pozostały te same, ale po rozbiórce statek przestał istnieć, więc nie bardzo wiadomo, czy po ponownym zmontowaniu był to nadal ten sam statek. W wariancie 4 powstał inny statek, choć będący kopią pierwotnego. W wariancie 5 dopłynął zupełnie inny statek.

Witający powracającego Tezeusza Ateńczycy nic o żadnych deskach nie wiedzieli, więc mówiąc o przypłynięciu „Ariadny”, kierowali się jedynie napisem, jaki widzieli na statku.

Zupełnie inaczej sprawa się przedstawia z punktu widzenia stosowalności metody systemowej. Chodzi w niej przecież o zachowanie się systemu: oddziaływanie wyjściowe nie zmieni się, jeżeli nie zmienią się właściwości systemu i oddziaływanie wejściowe. W nawiązaniu do przykładu, właściwości statku pozostały nie zmienione w pierwszych czterech wariantach, a okoliczność, czy deski były te same, czy nie, jest bez znaczenia, zgodnie z nastawieniem cybernetyki na określanie jak systemy się zachowują, a nie z czego są wykonane. Odmienne jest zachowanie właśnie „autentycznego” statku z wariantu 6 (i oczywiście statku z wariantu 5), z tego więc punktu widzenia jest to już inny system.

Do zamętu w pojmowaniu identyczności systemów przyczynia się też, nurtująca wielu ludzi i wszystkich chyba filozofów, sprawa jaźni, jako że każdy człowiek ma odczucie, iż przez całe życie jest ciągle tym samym „ja”, pomimo że wszystkie komórki w organizmie podlegają wymianie, i to wielokrotnej (nie ma więc w niej ani jednej „tej samej” deski), a i właściwości zmieniają się znacznie z biegiem życia. Omówienie tej sprawy znajduje się w rozdziale 10.

Na razie powróćmy do pytania, jak traktować system o zmieniających się

nadal ten sam system, czy też ciąg kolejno następujących po sobie systemów, pod warunkiem, że przy określaniu oddziaływań wyjściowych bierze się pod uwagę aktualne właściwości systemu.

Natomiast niebezpieczeństwo tkwi w czym innym. To, co w cybernetyce traktuje się ogólnie za pomocą nazwy „system”, gdzie indziej bywa nazywane rozmaitymi nazwami szczególnymi, np. technik posługuje się nazwami poszczególnych maszyn, fizjolog nazwami

W dokumencie cybernetyka i charakter (Stron 36-53)