“Кто чёрта держит, то его держи: не скоро ведь опять его поймаешь.” И. Гёте. “Фауст”

Термин “система” – один из наиболее употребляемых в теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). Именно его “затёртость” иногда создаёт проблемы при попытках уяснить содержание текстов, в которых он применяется. Ведь порой даже в одном и том же предложении он применяется в разных смыслах. Поэтому было бы разумным несколько разобраться в терминологии. Ведь назвать – ещё не значит понять.

Рассмотрим самое распространённое, даже стандартное определение этого термина:

Всё, на первый взгляд, как будто бы на месте и ясно. Но если вдуматься, то возникают вопросы. Например, что значит: “взаимосвязанные”, “множество”, “элементы”, “общее (системное) свойство”? Почему “или”? Может ли существовать “взаимосвязанное множество элементов”, которое не обладает “общим (системным) свойством”? Может ли существовать не взаимосвязанное “множество элементов”, обладающее, тем не менее, “общим (системным) свойством”? Может ли существовать связь только во времени “или” только в пространстве? Сама возможность постановки этих вопросов (даже без дальнейшего детального анализа) говорит, что стандартное определение, мягко говоря, основательно “хромает”.

А помимо этого определения существует ещё сотни три. И каждое пытается как-то конкретизировать термин применительно к какой-либо области. Самым абстрактным из них и потому всеобщим представляется определение классика системного анализа В. Гейнса[1]: “Система – это то, что различается как система”.

Подробности лучше узнать в первоисточниках, а здесь достаточно указать, что множественность частных определений термина говорит об их специализации. Следовательно, для ТРИЗ необходимо не заимствовать чужое определение, а сконструировать своё. Разумеется, в ТРИЗ существует расшифровка понятия “техническая система”, но в разных случаях эта расшифровка различна. Начнём “от печки”.

1. Вторая половина стандартного определения неправильна с точки зрения диамата, так как указанная связь не “или”, а всегда и только “и”. Не бывает ничего “в пространстве”, не протяжённого “во времени”. Не бывает связи “во времени”, если нет материальной связи “в пространстве”. Иное дело, что временные рамки рассматриваемого явления иногда бывают пренебрежимо (для практических нужд) малы. Да, малы, но не равны нулю.

Тот же диамат предполагает, что всякий объект существует лишь настолько, насколько он связан с внешней средой вообще и с наблюдателем в частности. Иначе говоря, всякое свойство объекта есть лишь название процесса взаимодействия, в реализации которого участвует данный объект. Нет процесса – нет и свойства.

Отсюда следует, что нет никакого особого “системного свойства”. Всякое свойство всегда присуще только системе, реализующей какой-либо процесс. То есть, всякое свойство всегда системное. Побочное следствие – ошибочность концепции т.н. “идеального вещества”, вытекающая из весьма несложных рассуждений[2].

2. Сомнительным выглядит понятие “множество”. Если мы говорим о свойстве как о процессе, то уместно вспомнить, что природные неживые системы всегда бинарны. То есть, всякое взаимодействие требует двух и только двух объектов. Три объекта уже создают, как минимум два взаимодействия. Множество объектов создаёт, естественно, и множество процессов и множество систем. Разумеется, если только при этом не происходит объединения в ограниченное число групп, каждая из которых участвует во взаимодействии как один объект.

3. Чтобы система существовала, необходимо взаимодействие двух объектов. Поскольку при этом в каждый отдельный момент времени возможно лишь одно направление потока энергии, постольку в системе всегда есть оператор и операнд. Но предметом рассмотрения в ТРИЗ обыкновенно являются живые и искусственные (фактически – псевдоживые) объекты. А они отличаются от прочих природных объектов тем, что всегда укомплектованы собственным накопителем энергии, а также её преобразователем, обеспечивающим энергией взаимодействие оператора и операнда. Отсюда следует, что системы, определяемые на таких объектах, должны дополнительно включать в себя указанные две части объекта.

Однако, обстоятельство, что операнд обыкновенно существует сам по себе, а оператор надо ещё создать, привёло к условной, к усечённой структуре искусственной системы, включающей лишь три части: накопитель энергии, преобразователь и оператор. Такие системы получили название “машина”, а её части соответственно “двигатель”, “трансмиссия” и “рабочий орган”. Существуют, впрочем, и другие названия этих частей, ничего не меняющие по существу. Это не важно. Зато принципиально важно при этом понимать, что полной система становится только после соединения её с операндом (“изделием”)[3] и воздействия на него. Фактически только после этого система начинает существовать.

Правда, термин “машина” выглядит излишне механистично. Психологически трудно применять его для систем, определяемых на, скажем, биологических объектах. Однако представляется разумным всё же сохранить этот термин для объектов любого происхождения. Разве что для универсальности немного модифицировать его: “машина процесса”.

5. Живые объекты обыкновенно (но не всегда) располагают особой частью с сигнальной функцией, которой по мере прогресса постепенно снабжаются также и искусственные объекты. Отсюда следует, что системы, определяемые на искусственных объектах, могут включать в себя и такую часть объекта с разной, естественно, степенью развития.

“Могут” ещё не означат “должны”. Однако в ТРИЗ было принято считать её обязательной частью системы, получившей по такому случаю название “орган управления”, а вся система стала называться “технической системой” (ТС). Действительно, орган управления вполне органично присутствует (явно или неявно) во всех технических объектах. И, тем не менее, он в них не входит. Собственно, это было ясно с самого начала, но увидеть мешала психологическая инерция. Дело вот в чём.

С тремя частями ТС понятно: есть источник энергии (накопивший энергию внешней среды внутри данной машины), передаточное звено (передающее энергию рабочему органу) и рабочий орган (вывод энергии из машины). Вполне законченная цепочка (есть вопросы, конечно, но это отдельная тема). А четвёртая часть ТС как-то сбоку. Она даже изображается обычно над цепочкой из трёх других частей.

Но ведь для того, чтобы воздействовать, эта часть должна сама представлять собой такую же трёхзвенную цепочку. А чтобы не просто воздействовать, а именно должным образом (неважно пока, что это значит), сама эта цепочка должна быть связана (неважно пока, как) с тем объектом внешней среды, на который действует рабочий орган (оператор) самой первой из упомянутых цепочек (операндом)[4].

Иначе говоря, орган управления в ТС – это только рабочий орган некоей структуры обратной связи, произвольно вырванный из неё. Он, как икона в углу, напоминает: данная система находится под контролем человека, являющегося центральным звеном структуры обратной связи. Но и только. Обычно этот искусственный аналог сигнальной структуры лишь подразумевается.

Получается, что наличие органа управления в составе ТС играет чисто символическую роль и его вполне можно убрать. Конечно, существует ещё закономерность вытеснения человека из состава ТС, но вытеснен он будет только после создания искусственного интеллекта, ничем не уступающего человеческому интеллекту (хотя бы в простейших задачах). Задача интересная, перспективная, но очень уж “долгоиграющая”. У живых объектов сигнальная часть также является развивающимся объектом.

5. Система, будучи абстрактной структурой, не может развиваться: она либо есть, либо её нет. А вот объект, на котором может быть реализовано или определено неопределённое множество систем, может. Развитие это может выражаться в изменении числа реализуемых функций. А может – в изменении числа частей объекта, используемых разными функциями[5]. Сама же система во всех случаях представляет собой одну и ту же абстрактную структуру (хотя обычно понятия “система” и “объект” путают).

Вполне очевидно, что набор систем на объекте не может быть хаотичен и случаен. Если исходить из дарвиновской теории эволюции в её современном варианте (а больше и не из чего), то набор этот отвечает набору условий, характеризующих внешнюю среду, в которой обитает данный объект.

Отсюда следует, что части объекта, входящие в разные системы, должны быть как-то организованы, чтобы объект оставался неким целым. Исходя из принципа “бритвы Оккама” можно предположить, что одни и те же части в разное время входят в разные системы (это то, что в ТРИЗ описывается как “свёртывание”). А также, что эта структура предполагает какую-то иерархию, образованную системами. Причём эти системы на каждом уровне образуют надструктуру, которая является точно такой же системой[6].

И если иерархия “вверх” заканчивается какой-то одной системой, то иерархия “вниз” по разным направлениям предполагает различную “глубину” развития. То есть иерархическая пирамида не имеет ровного, плоского основания. Она, скорее, напоминает корень, отдельные “корневища” которого имеют различную длину и степень “кустистости”. Данное явление описывается в ТРИЗ законом неравномерности развития и законом перехода на микроуровень. С той, разумеется, поправкой, что это всё же не законы, а закономерности.

6. Приставки “техническая”, “биологическая” и все прочие, применяемые к термину “система” говорят не о системе как таковой, а об объекте, на котором она определена. Структура же системы для всех живых и искусственных объектов остаётся одинаковой.

Теперь, слегка проанализировав и покритиковав существующие представления, можно перейти к синтетической (или конструктивной) части. Адекватным предмету ТРИЗ (то есть – развивающимся объектам) представляется следующее определение термина “система”:

Целая теория в восьми предложениях. Не исключено, что и новое определение страдает недостатками. Но оно хорошо уже тем, что лишено недостатков стандартного определения. Важно также, что они устранялись не путём дополнений и разъяснений, обычно лишь запутывающих дело. Устранялись причины возникновения недостатков. Кроме того, из нового определения могут быть получены интересные следствия, которые частично показаны ранее, в “критической” части (1-6) [7].

Надо сказать, что некоторые виды объектов относятся, несомненно, к предмету ТРИЗ, но столь же несомненно, что на них нельзя построить систему, которая бы подпадала под предлагаемое определение. Так, нельзя построить работоспособную систему на, скажем, кнопке, хотя даже она является развивающимся объектом (кнопка Мотца ® кнопка Альтвейна ® кнопка Сакса). Но развивается-то кнопка потому лишь, что является составной частью другого объекта, развивающегося, работоспособного и жизнеспособного. Тем не менее, внутри кнопки есть структура (шляпка и переменное число острий), которую можно описать как часть машины процесса или потенциальной системы. Можно, конечно, и другие структуры, но важно лишь то, что все они входят в бинарные звенья машины процесса или потенциальной системы.

Как быть с очень удобными понятиями “подсистема” и “надсистема”? Отказываться от них было бы неправильно. Тем более, что их вполне можно использовать для анализа и описания структуры из систем разного иерархического уровня.

А вот что касается иерархического строения объектов, то здесь несколько сложнее. Вообще-то, в инженерном деле существуют соответствующие определения. Например: линия, агрегат, узел, подузел, деталь, элемент. Но они слишком специфичные, “железные”, хотя некоторые из них встречаются в экономике, в физике. Интересно, что в том же значении.

Как и в случае с машиной, будет разумно ввести двойные наименования для описания иерархического строения объекта:

• основные наименования: надсистемный объект, объект, подсистемный объект;
• синонимичные им, дополнительные наименования: агрегат, объект, элемент.

Основное название позволяет оперировать большим количеством уровней иерархии, а дополнительное – соседними уровнями. Основное название универсально и может быть использовано для описания объектов любого происхождения. Оно может быть легко модифицировано нумерацией уровней. Дополнительное – менее универсально и может быть для пущей доходчивости заменено иным, более специфичным и привычным для объектов некоторых типов. Оно, в общем-то, также легко модифицируется.

Может возникнуть вопрос о том, что было бы хорошо немного раскрыть понятия “структура” и “процесс”. Причём раскрыть без использования термина “система”. Но это было бы нецелесообразно. Они имеют вполне фундаментальный, физический характер, то есть не имеющий специфического для ТРИЗ смыслового оттенка. Поэтому их можно и нужно применять в исходном смысле.

Примечания:

1. См. Матвиенко Н.Н.“Термины ТРИЗ (проблемный сборник)”, (Владивосток, 1991г.). К сожалению, очень содержательная критика многих понятий ТРИЗ носила почти исключительно деструктивный характер. Иначе говоря, она выдавала недостаточный уровень понимания сущности ТРИЗ.

2. См. Королёв В.А. “Улыбка чеширского кота” (ЧОУНБ 1992-62-1). Самоцитирование – не лучшее дело, но если уж приходится повторяться, то иного выхода не остаётся.

3. Интересно получается, если немного поразмыслить далее: не человек снабжает себя крыльями, а оборудует ими воздух. Это столь же очевидно, как вращение Земли вокруг Солнца. И это вполне логично, поскольку все эти искусственные объекты сами по себе нам совершенно ни к чему. Например, ну кому нужен самолёт? Вот перенестись с места на место – это да.

4. Здесь важно не перепутать орган управления машиной с механизмами регулирования параметров её отдельных элементов, обеспечивающими необходимую их управляемость. Это разноуровневые структуры.

5. Отсюда следует необходимость изменения известного определения понятия “уровня идеальности”, определяемого через количество функций, выполняемых ТС. То есть, множеством разных функций напичкан технический объект, а не техническая система.

6. Очень наглядно эта иерархическая структура описана в статье Склярова Н.Ф. “Механизм торможения. Как он устроен? (журнал “Химия и Жизнь”, 1990-4-24). Иллюстрация продублирована в статье Королёв В.А. “Литература в свете ТРИЗ”. Поэтому нет резона ещё раз всё это повторять.

7. Например, такое следствие: всякое свойство объекта присуще определённому уровню осуществления процессов, протекающих как внутри него, так и вовне. Стало быть, всякое свойство, сколь бы фундаментальным оно нам не казалось, имеет определённый иерархический диапазон своего существования. Выше и ниже протекают иные процессы, представляясь нам (если вообще доступны пониманию) иными свойствами материи. И, следовательно, сам мир приобретает там совсем иной вид. Например, получается, что материю нельзя бесконечно дробить потому лишь, что на каком-то уровне исчезает параметр дробление. Исчезают такие понятия как протяжённость, масса… возможно даже и количество. На более высоких уровнях организации (например, процессы мышления) эти понятия тоже исчезают. Вместо них появляется нечто… Завораживающая жуть.