Производство научного знания из эмпирических описаний открытых систем проходит три стадии (рис. 2).
Рис. 2. Процесс производства системного знания
На первой стадии технология системных реконструкций воплощает методы ОМ. На второй стадии технология системной экспертизы реализует методы КМ. На третьей стадии технология системного дизайна применяет методы МС.
Система проявляется в реальности. Ее системные смыслы содержатся в наблюдаемом и измеряемом эмпирическом факте. Исходно система представляется контекстным описанием. Первым шагом ОМ является преобразование контекста системы в ее эмпирическое описание.
Эмпирическое описание системы связано с актуализацией ее состояний в действительном мире. Операции, определяющие его построение: выбор носителя (оформление системы); описание состояния носителя фиксированным набором показателей (полнота описания); выбор шкал измерения показателей (сопоставимость экземпляров носителя); определение множества экземпляров носителя (представительность описания), приведены на рис. 3. В результате этих действий система определена в актуальных состояниях и задана в признаковом пространстве.
Рис. 3. Этапы построения эмпирического описания
Схемный образ системы возникает на основе ее эмпирического описания. Он служит внешней манифестацией латентных внутрисистемных механизмов и процессов, представляет систему как одно целое, построенное объединением нормативных первичных элементов – атрибутированных бинарных отношений между всеми показателями системы (рис. 4).
Шкалы квантилей обеспечивают группирование значений показателей, вводят контрастное различие групп значений, создают базу для количественного описания уровней значений показателей.
Множество бинарных отношений должно быть полным. В открытых неограниченных системах следует полагать, что каждый показатель связан со всеми другими. Для сложных систем, как правило, характерны слабые немонотонные связи. Для измерения таких связей применяются различные меры (информационные меры, ранговые корреляции, непараметрические статистики).
Рис. 4. Этапы построения схемного образа
Через множество выявленных связей проявляется вовне внутренняя организация системы.
Каждая бинарная связь является проекций множественных внутрисистемных взаимодействий, детерминирующих поведение системы. Доминантной формой проявления вовне этих взаимодействий является знак связи.
Системные модели и модели взаимодействия образуют символизированное знание, на базе которого раскрываются внутрисистемные механизмы. Множества системных моделей и моделей взаимодействия получаются из исходного абстрактного схемного образа системы (рис. 5).
Рис. 5. Этапы генерации символизированного системного знания
Каждая системная модель описывает всю систему в какой-то одной ее качественной определенности (локальности), сформированной характерным механизмом системообразования. Множество моделей взаимодействия определяет все типы структурных и поведенческих инвариантов, объясняющих единство многокачественной системы.
Синглет – элементарная ячейка системы, наделенная симметрией, обеспечивающей разрешение уникальной неоднородности в системе. Синглеты формируют ядра системы. Каждое ядро является структурным и поведенческим инвариантом системного единства, проявляющего одно характерное качество системы.
Локальность системы представляет какую-то одну ее уникальную качественную определенность, имеет в основе ядро и выступает как одно целое, наделенное этим характерным качеством системы. Полное семейство локальностей задает все пространство качествований системы, в котором установлены все типы ее равновесий, предопределенные симметриями ядер.
Дублеты – носители базовых взаимодействий, формирующие единство системного организма в его подвижности и изменчивости во всем пространстве качествований системы. Триплеты – носители неэталонных форм взаимодействий, обеспечивающих завершенность устроения каждой качественной определенности системы выявлением способности системы к потере равновесного состояния. Через дублеты и триплеты проявляются высшие симметрии многофакторных внутрисистемных взаимодействий. Компоненты поведения – оформление смыслового пространства системы в виде полного макета, в котором это пространство представлено всеми равновесиями системы, их притягательными множествами и областями перестроек.
Символизированное системное знание – абстрактное качественное знание о сущности системы (рис. 6).
Рис. 6. Синтез смысла и факта
Символизированное знание является чисто теоретическим знанием, в котором раскрывается смысловой мир системы. Оно получено методами ОМ из эмпирического факта, наблюдаемого в действительности. Символизированное знание подлежит научной и практической проверкам методами КМ. Научная проверка приводит к пониманию объектов символизированного знания и определяет качество всех его элементов. Практическая проверка доказывает возможность применения понятого знания к объектам реальности. Достоверное системное знание – понятое оцененное применимое знание.
Методами КМ осуществляется синтез понятого смысла качеств системы и эмпирического факта, данного в актуальных состояниях системы. Главный его результат – объективированные смыслы системы. Они утверждаются в конкретных объектах реальности и имеют корректное научное определение (рис. 7).
Рис. 7. Этапы генерации достоверного системного знания
Оценки знания характеризуют качество элементов сгенерированного символизированного системного знания. Данные оценки выражены через слова и понятия языка систем. Качество научного системного знания зависит от того, насколько полно и правильно это знание представлено во внешних символизированных формах системных моделей. Посредством слов и понятий языка раскрытые смыслы системы вышли вовне, стали сообщаемыми смыслами, на основе которых сформировалась архитектура пространства научного понимания сущности системы.
Модели эталонных состояний образуют реконструктивное семейство формальных моделей, каждая из которых порождается определенной системной моделью. Любая модель эталонного состояния несет в себе идею характерного качества системы – идеала какого-либо одного ее состояния. Это качество создается особым системообразующим механизмом, символическим образом которого является модель эталонного состояния. Идеалы эталонных состояний представляются в образах приведенных треугольников. Идеи системообразующих механизмов выражаются через когнитивные репрезентации.
Кластер данных – множество актуальных состояний системы, проявленных в единичных объектах наблюдения, каждый из которых выступает носителем идеала одного конкретного эталонного состояния. Совокупность всех кластеров воплощает в эмпирическом факте смыслы многокачественной сущности системы, раскрытые в ее эталонных состояниях. Формальные определения кластеров задают феноменологическую проекцию смыслов системы, выражающую прямую связь между системными смыслами и наблюдаемыми фактами. Структурированное смысловое пространство системы (полный макет системы) отображается в признаковое пространство, структуру которого определяют области образов всех эталонов (макет организации признакового пространства).
Все актуальные состояния системы представлены в ее исходном эмпирическом описании. На базе системного знания для каждого актуального состояния порождается его научная реконструкция – формальная модель, раскрывающая все внутрисистемные механизмы в их взаимодействии, детерминирующие данное состояние системы (рис. 8).
Рис. 8. Объяснение сложности системы
В смысловом мире системы определено полное множество ее смысловых частей – системных моделей, синглетов, дублетов, триплетов, задающих в своей совокупности все качествования системы. Смыслы системы обладают потенциалом выхода вовне и воплощаются в действительном мире во множественности актуальных состояний объектов реальности. В каждом таком состоянии реализуется определенная совокупность эталонов (качеств). Образом каждого эталона в реальности является кластер данных. В нем объединяются объекты наблюдения, отвечающие одному определенному качеству системы.
МС направлено на получение реконструкций всех актуальных состояний системы, представленных в ее эмпирическом описании. Главный результат МС – знание системных закономерностей, характеризующих свойства системы как целого, и механизмов, формирующих эти свойства (рис. 9).
Модели форм воплощения эталонов возникают в связи с прямым отображением эталонов системы на ее признаковое пространство при построении кластеров данных. Каждая такая модель задает поле одного конкретного эталонного состояния системы, где размещаются все объекты кластера данного эталона. На каждый объект это поле действует по-разному. Характер действия на конкретный объект определяется градиентом поля.
Рис. 9. Этапы генерации реконструкций и выявления системных закономерностей
Реконструкции как модели состояний системы определяются для полного множества ее актуальных состояний. Каждая реконструкция представляет собой целое, образованное из смысловых частей. Смысловые части – конкретный набор моделей эталонных состояний, характерный для одного определенного состояния. Состояния системы представляются точками в признаковом пространстве. Модель каждого состояния описывает точку данного пространства как смысловую конструкцию, порожденную полем сил системы, определяющим это состояние. В реконструкции состояния поле сил задает состояние системы как целого, что предполагает синергию множественных системных механизмов, определенных эталонами, формирующими это состояние. Свойства системы являются в каждом ее состоянии свойствами целого. Модели состояний позволяют определять эмерджентные свойства системы как функции ее состояний. Данные свойства обладают изменчивостью. Масштабы и характер изменчивости эмерджентных свойств устанавливают атрибуты определенности и изменчивости состояний.
Каждое состояние уникально. Уникальна и его реконструкция, являющаяся научно установленной формой определения этого состояния. Реконструкции – это мост, связующий мир системы и реальность. Каждая реконструкция является моделью состояния системы как целого в условиях части. Все реконструкции позволяют установить закономерности и ограничения, налагаемые на состояния системы, связывающие такие состояния как части целого в одно системное целое.
Закономерности мира систем служат платформой для оформления системных закономерностей в действительном мире в релевантных этой реальности формах.
