Возникновение системных свойств — водовороты и радуги

Из нашего простого определения системы следуют поразительные выводы. Во-первых, системы функционируют как целое, а это значит, что у них есть свойства, отличающиеся от свойств составляющих их частей. Они известны как эмерджентные[4], или возникающие, свойства. Они «возникают», когда система работает. Вообразите сто слегка отличающихся друг от друга картинок Микки Мауса. Ничего интересного. А теперь быстро пролистайте их одну за другой, и Микки оживет. Вы получили мультфильм. Если между соседними картинками совсем небольшая разница, Микки будет двигаться очень плавно. Это и есть эмерджентное, или возникающее, свойство.

Поскольку мы постоянно видим проявление этих свойств, то принимаем их как данность. При этом они зачастую непредсказуемы и удивительны. Эмерджентные свойства возникают в системах подобно тому, как внезапно с плоского листа, содержащего беспорядочные цветные картинки, на вас «выпрыгивает» объемный, трехмерный образ. Когда вы их разглядываете, то совершенно невозможно предсказать, какое объемное изображение скрывается за этими картинками. А понаблюдайте за турбулентным потоком воды в реке. Никакое знание о молекулярном строении воды не может подготовить вас к появлению водоворотов. (Так же, как и к тому, что вода мокрая!) Мы можем всю жизнь изучать акустику и звуковые волны, но это не поможет понять красоту и эмоциональную власть музыки. Благодаря тому, что мы имеем пару глаз, мы не просто расширяем поле зрения, но и воспринимаем мир объемно. Благодаря паре ушей наш слух не становится вдвое лучше, но мы слышим стереозвучание. Соединив вместе все краски спектра, мы получаем не бурую грязь, а белый свет. Эти повседневные чудеса принимаются нами как данность, но разве вы могли бы их предсказать, если бы не знали о них заранее? Возникновение эмерджентных свойств можно сравнить с радугой, когда капли дождя, воздух и угол падения солнечных лучей абсолютно правильно сочетаются между собой.

Похоже, что наш мозг наслаждается творением эмерджентных свойств. И не забывайте, что мы сами — часть системы, потому что без наших органов чувств эти свойства не существовали бы.

Сознание — тоже системное, эмерджентное свойство. Кто мог бы предвидеть, что миллиарды соединений между нейронами сделают возможным самосознание? А все ваши чувства — часть вашего «Я». Это вы обладаете способностью видеть, а не ваши глаза. Положите глаз на стол — он ничего не увидит. Ни в одной части тела не найти зрения, слуха, осязания, обоняния или вкуса. Вы живете лишь до тех пор, пока все части вашего тела действуют согласованно. Стоит отделить любую часть тела, и она умрет. Посмертное вскрытие обнаруживает тайну смерти, а не жизни.

Вот другой пример. Движение автомобиля — это также возникающее свойство. Чтобы двигаться, автомобиль нуждается в карбюраторе и бензобаке, но положите карбюратор или бензобак посреди дороги — далеко ли они уедут?

Гармония, равновесие в природе — это также возникающее свойство. Растения, животные, погодные условия совместно создают цветущую природную среду, хотя при этом одни животные пожирают других. В результате вмешательства в природу равновесие может нарушиться, какие-то виды вымрут, а другие будут доминировать, но в конечном итоге возникнет новое равновесие.

Короче говоря:

Системы обладают эмерджентными, или возникающими, свойствами, которых нет ни у одной из их частей. Разобрав систему на части и проанализировав каждую из них, вы не сможете предвидеть свойства целостной системы.

Разделив систему на компоненты, вы никогда не обнаружите ее существенных свойств. Они проявляются только в результате действия целостной системы. Единственная возможность узнать, что они собой представляют, состоит в том, чтобы заставить систему работать.

Эмерджентные, или возникающие, свойства

Ниже перечислены некоторые эмерджентные свойства. Можете ли вы что-нибудь добавить?

· жизнь

· водовороты

· торнадо

· температура

· давление

· компьютерные вирусы

· компьютерная графика

· эмоции

· музыка

· стереоскопические картинки

· радуга

· культура

· огонь

· сознание

· нравственные нормы

· облака

· здоровье и благополучие

· голод

· смех

· память

· сны

· боль

Замечательная особенность эмерджентных свойств состоит в том, что для их использования нет нужды понимать, как именно система обеспечивает их появление: не нужно быть дипломированным инженером, чтобы включить свет в комнате, а тому, кто ведет автомобиль, не обязательно понимать, как он функционирует. Вы можете играть в компьютерные игры, совершенно не подозревая о миллионах символов, образующих компьютерные программы. Вы знаете, каким образом на экране возникают изображения? Один из авторов этой книги, Джозеф, никогда не задумывался об этом. Но однажды вечером, когда он выключил компьютер, восьмилетняя дочь задала ему вопрос: «Пап, а куда деваются картинки, когда ты его выключаешь?»

— Они никуда не деваются. Компьютер просто перестает их создавать.

— А как компьютер делает такие же картинки, когда ты его опять включаешь?

— Они хранятся в компьютерной памяти.

— Ух ты! Все эти картинки?

— Нет, он, скорее, помнит, как сделать эти картинки, если мы велим ему это.

— А где его память?

Джозеф почувствовал, что тонет.

— Компьютер хранит изображения в виде двоичных кодов, которые обозначают точное положение каждой детали, поэтому он может воспроизвести картинку, когда нам это нужно.

— А где хранятся эти компьютерные коды?

— В кусочках пластика и металла внутри компьютера, они называются чипами.

— Если мы заглянем в чип, то увидим картинки?

Тут мы добрались до завесы на границе между кремниевым миром и миром зрительных образов.

— Нет, они слишком мелкие.

— А если взять увеличительное стекло?

— Нет, они больше похожи на кусочки мозаики, которые компьютер умеет собирать. Когда у тебя из коробки высыпаются кусочки мозаики, тебе приходится складывать их снова, так, чтобы каждый встал на свое место.

На девочку это объяснение не произвело сильного впечатления, но попытка объяснить компьютерную графику как эмерджентное свойство системы электрических потоков была бы еще безнадежнее. Внутри компьютера не найти картинок, так же как внутри рояля не отыскать звуков.

Мы также можем использовать понятие «эмерджентное свойство» для более благозвучного названия компьютерных вирусов. Бывает так, что вдруг, без всяких разумных причин, компьютер начинает вести себя как-то странно, хотя мы пытаемся сделать что-то такое, что до этого сотни раз получалось легко и просто. Иногда компьютер как будто начинает вредничать или, более того, даже вредить. (Вот, стоило нам написать это, как компьютер решил проявить свой норов и «завис». Он отказался печатать, запоминать и стирать что бы то ни было. Честя на чем свет стоит бесполезную груду электроники и одновременно благодаря бога за то, что за секунду до этого текст был сохранен, мы перезагрузили компьютер.)

Вторая важная особенность систем — зеркальное отражение первой. Поскольку свойства системы присущи только ей самой, но не ее частям, то стоит разделить ее на части, как эти свойства исчезнут. Разобрав рояль, мы не только не найдем там звуков, но и не сможем играть до тех пор, пока его вновь не соберут. Внутри телевизора не найти картинки, а в дождевом облаке нет радуги. Разделив систему надвое, мы получим не две поменьше, а одну недействующую.

Когда мы что-то разбираем на части, чтобы узнать, как оно работало, это называется анализом. Он может быть очень полезен при решении определенного типа проблем, а также для понимания того, каким образом малые системы образуют одну большую. С помощью анализа мы получаем знание, однако теряем возможность понять свойства системы, разбив ее на отдельные составляющие.

Дополнением анализа является синтез — создание целого из частей. С помощью синтеза мы обретаем понимание. Чтобы выяснить, как система функционирует и каковы ее эмерджентные свойства, есть только один путь — наблюдать ее в действии.

Самая сложная из известных нам систем

Мир — это очень сложная система. И мы нуждаемся в собственной весьма сложной системе, для того чтобы в нем разобраться.

Человеческий мозг — самая сложная из известных нам структур. При весе около 1,5 кг он состоит из более ста миллиардов нейронов, или нервных клеток — примерно столько же звезд образуют Млечный Путь. В передней части головного мозга содержится более десяти миллиардов нейронов. Связи между ними, в полном соответствии с логикой системного мышления, даже важнее, чем сами нервные клетки. У одного нейрона может быть до ста тысяч связей, в том числе около тысячи постоянных. Мозг не похож на компьютер, а вот каждая нервная клетка подобна маленькому компьютеру. В коре головного мозга более миллиона миллиардов связей. Если отсчитывать по одной в секунду, потребуется 32 миллиона лет.

Мозг любого человека уникален. Мы рождаемся с полным запасом нервных клеток, но до 70% их отмирает в первый год жизни. Выжившие нейроны образуют все более сложную сеть связей. Некоторые из них укрепляются в результате использования, а другие исчезают по мере того как мы осваиваем мир. Мозг не может быть независимым от мира, который формирует в нем систему внутренних связей.

Задача мозга в том, чтобы из огромного потока получаемой им сенсорной информации извлекать образы и ощущения. Сам акт восприятия придает ему смысл, и таким образом мозг, в свою очередь, придает форму миру, воспринимаемому нами. Интерпретация — это часть восприятия.

Ученые, изучающие мозг, описывают его как взаимосвязанную, децентрализованную, параллельно работающую, распространенную сеть обработки синхронных волн интерактивных резонансных структур. Иными словами, это очень сложная система.

Мозг сложен как раз до такой степени, чтобы мы тешили наше тщеславие и испытывали благоговейный страх перед нашим интеллектом.

Простые и сложные системы

Система обеспечивает самосохранение благодаря взаимодействию частей, поэтому отношения между ними и их взаимовлияние намного важнее их числа или величины. Эти взаимосвязи, а значит, и сама система могут быть простыми или сложными.

Сложность чего бы то ни было может проявляться двумя различными путями. Называя что-либо сложным, мы, как правило, представляем себе очень много различных частей. Это сложность, вызванная детализацией, количеством рассматриваемых элементов. Когда перед нами мозаика, составленная из тысячи кусочков, мы имеем дело со сложностью детализации. Обычно нам удается найти способ упростить, сгруппировать и организовать такого рода сложную структуру, в которой для каждой детали есть только одно место. С такой задачей хорошо справляются компьютеры, особенно если она допускает пошаговое решение.

Сложность другого типа — динамическая. Она возникает в тех случаях, когда элементы могут вступать между собой в самые разнообразные отношения. Поскольку каждый из них способен пребывать во множестве различных состояний, то даже при небольшом числе элементов они могут быть соединены бессчетным множеством способов. Нельзя судить о сложности, руководствуясь количеством элементов, а не возможными способами их соединения. Далеко не всегда верно, что чем меньше элементов входит в систему, тем проще ее понять и контролировать. Все зависит от степени динамической сложности.

Представьте группу коллег, работающих над неким проектом в бизнесе. Настроение каждого члена команды очень изменчиво. Они могут находиться в разных отношениях между собой. Таким образом, система, даже состоящая из немногих элементов, способна обладать большой динамической сложностью. Ею, при ближайшем рассмотрении, могут отличаться проблемы, кажущиеся на первый взгляд очень простыми.

Новые связи между образующими систему частями увеличивают сложность, а появление еще одного элемента может привести к созданию множества дополнительных связей. При этом их количество увеличивается не на единицу. Число возможных связей может вырасти экспоненциально — иными словами, добавление каждого последующего элемента увеличивает количество связей в большей степени, чем добавление предыдущего. Например, представьте, что мы начинаем всего с двух элементов, А и В. Здесь возможны только две связи и два направления влияния: А на В и В на А. Добавим еще один элемент. Теперь в системе три элемента: А, В и С. Число возможных связей, однако, выросло до 6 и даже до 12, если мы сочтем возможным, что два элемента вступают в союз и совместно влияют на третий (скажем, А и В влияют на С). Как видите, для создания динамически сложной системы нужно не так уж много элементов, даже если каждый может пребывать только в одном состоянии. Мы знаем по собственному опыту: руководить двумя людьми более чем вдвое сложнее, чем одним человеком, поскольку возникают дополнительные возможности для недоразумений, а с появлением второго ребенка у родителей больше чем в два раза прибавляется и хлопот, и радостей.

Простейшие системы состоят из малого числа элементов, между которыми возможны простые связи. Хорошим примером является термостат. У него невысокая сложность детализации и небольшая динамическая сложность.

Очень сложная система может состоять из множества элементов или подсистем, и все они способны пребывать в разных состояниях, которые будут меняться в ответ на то, что происходит с другими частями. Построить схему такого рода сложной системы — все равно что найти путь в лабиринте, который полностью изменяется в зависимости от избранного нами направления. Стратегические игры, например шахматы, обладают динамической сложностью, поскольку каждый ход меняет соотношение между фигурами и, соответственно, ситуацию на доске. (Динамическая сложность шахмат могла бы быть еще выше, если бы после каждого хода фигуры могли преображаться.)

Первый урок системного мышления заключается в том, что мы должны отдавать себе отчет в том, с какого рода сложностью мы имеем дело в данной системе — с детальной или с динамической (с мозаикой или с шахматами).

Работа системы определяется отношениями между элементами, поэтому любой, самый малый элемент может изменить поведение целого. Например, гипоталамус, небольшая, размером в горошину, железа, расположенная в мозгу человека, регулирует температуру тела, частоту дыхания, водный баланс и кровяное давление. Аналогично частота сердечных сокращений влияет на все тело. Когда она ускоряется, вы испытываете тревогу или возбуждение, а когда замедляется — успокаиваетесь.

Все части системы взаимозависимы и взаимодействуют между собой. От того, как они это делают, зависит их влияние на систему. Отсюда следует любопытное правило: чем больше у вас связей, тем больше возможное влияние. Расширяя связи, вы его умножаете. Исследования показывают, что удачливые менеджеры отдают поддержанию и расширению связей вчетверо больше времени, чем их менее успешные коллеги. (2)

Разные элементы могут совместно влиять на целое. Различные группы людей объединяются, формируют альянсы для того, чтобы повлиять на деятельность властных структур, организаций, команд.

Система как паутина

Сложные системы пронизаны множеством связей, а потому, как правило, отличаются большой стабильностью. Здесь отлично подходит французская поговорка: Plusçachange, plusc’estlemêmechose — чем больше перемен, тем больше все остается по-прежнему. И легко понять, почему так происходит. Представьте себе систему в виде особого рода паутины, каждый элемент которой связан со многими другими и влияет на них. Чем больше в ней элементов, тем выше сложность детализации. Чем шире круг их возможных состояний, вариантов формирования временных альянсов, тем больше число возможных связей между ними и тем выше динамическая сложность данной системы.

Итак, представим сложную систему, сходную с паутиной, например отдельные элементы политического устройства выдуманной страны Дистопии (см. рис. ниже). В виде подобной гипотетической системы, сходной с паутиной, можно представить и компанию, в которой будут взаимодействовать такие факторы, как установленные процедуры, должностные обязанности, системы вознаграждения и оценки персонала, а также стиль управления. Паутина может характеризовать взаимоотношения людей в организации, соотношение между элементами рекламной кампании или идеями и ценностями в системе убеждений. Она способна отражать связи между членами команды или большой, состоящей из представителей разных поколений семьи, взаимодействие частей человеческого тела.

В этой системе присутствует 11 элементов. Предположим, что она стабильна, все элементы совместимы и система работает. Стабильность поддерживают связи между элементами. Теперь представим, что хотим применить новый метод расчета бюджета. Но это невозможно сделать без учета всех тех элементов, с которыми он связан. Изменение метода расчета бюджета непременно их затронет. Они будут сопротивляться переменам, потому что иначе им тоже придется измениться.

В этом и состоит проблема реформ. Политическая система очень сложна, и многие начинания кончаются крахом, потому что система противится переменам. Новое правительство получает в наследство огромный бюрократический аппарат, известный своей осторожностью. Снятая ВВС телевизионная комедия «Да, господин министр» изображает незадачливого министра Джима Хакера (позднее его выдвинут на непосильную для него должность премьер-министра), который отчаянно борется с изощренно-хитроумными интриганами из своего аппарата. Что бы он ни пытался предпринять, какие бы изменения ни замышлял, каким-то образом все это неизменно вело к укреплению той самой системы, которую он хотел изменить. Чиновничий аппарат был воплощением сопротивления сложной системы быстрым переменам (да и любым другим).

Система действует как мощная эластичная сеть — когда перетягивают какой-нибудь узел на новое место, он остается там лишь до тех пор, пока его удерживают. Стоит его отпустить, и он немедленно займет прежнее положение. Если рассматривать такое упорство как часть системы, а не как локальную злонамеренность, сопротивление видится не только объяснимым, но и неизбежным.

Хороший пример — решения, принимаемые в Новый год. Представьте, что есть привычка, от которой вы хотели бы избавиться. Она вам не нравится и кажется чем-то «посторонним», что можно просто отбросить, и сразу станет лучше. Но она — элемент системы поведения и связана с множеством других элементов вашей жизни. В Новый год вы принимаете решение измениться, но привычка каким-то образом сохраняется, если не проявлять постоянной бдительности. Вы будете в напряжении — в буквальном смысле слова. Как ни старайтесь, толку не будет. Дело не в том, что привычка или стиль поведения так уж сильны сами по себе. Сила сопротивления изменениям обусловлена проявлением других связанных с этой привычкой элементов вашего поведения. Попытка удалить ее тянет за собой изменение остальных привычек и особенностей образа жизни, которые с ней связаны. С позиций системного мышления следует признать, что решения, принимаемые в Новый год, трудно выполнить.