III. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ И КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Развитие системного подхода

Дорренбахер К.. Дж. (С. J. Dorrenbacher)

Введение

Методы решения задач на основе системного подхода в той или иной степени применяются уже в течение 150 лет. Однако лишь в течение двух последних десятилетий их применение во всех сферах производства и государственного управления стало действительно повсеместным. В понятие "системного подхода" вкладывается следующее содержание: точная формулировка требований, предъявляемых к решению задачи; наличие математического аппарата для ее исследования и набора критериев для оценки качества возможных решений. В простейшем случае применения системного подхода к задаче не обязательно детальное знание физических элементов, необходимых для реализации найденного решения. Например, английский математик Чарльз Бэббидж сформулировал все принципы работы современных вычислительных машин, пользуясь логическим методом, который по существу представлял собой реализацию системного подхода к решению задачи. Однако идея аналитической машины Бэббиджа получила практическое воплощение лишь в конце 40-х годов XX в., когда началось бурное развитие электронных вычислительных машин, а полностью его идеи были осуществлены еще спустя 15 лет после изобретения транзистора. Этот пример не означает, что системный подход возможен только при решении отвлеченных логических задач. Он показывает лишь, что степень абстрактности полностью зависит от ограничений, наложенных на задачу. Для Бэббиджа такими ограничениями были лишь те, которые он видел как математик.

Чтобы представить себе развитие системного подхода к 2001 г., необходимо вернуться назад, приблизительно к 1930 г., и проследить за его развитием в годы зарождения и становления (с 1930 по 1950 г.), понять роль, которую он сыграл в период интенсивного применения с 1950 г. до настоящего времени, и предсказать области возможного использования в оставшиеся годы XX в. Рассмотрим, какую пользу сможет принести исследование физических и социальных систем. Будет рассмотрено также применение системного подхода на следующих этапах разработок: прикладные исследования, инженерная разработка и практическое применение.

Главной задачей, безусловно, является решение вопроса о способах использования огромных возможностей, выявленных в последние 35 лет в сфере инженерного проектирования и аналитического исследования, в процессе созидания лучшего будущего. Не делается попыток точного предсказания путей и результатов развития, отмечаются лишь те области, в которых применение системного подхода особенно желательно. Выполнен анализ, иллюстрирующий самые последние достижения в области применения этих методов для формулировки требований к прикладным исследованиям на основе изучения особенностей практических приложений. Возможным применениям, реализуемым после выбора направления прикладных исследований, придается второстепенное значение.

Системный подход

Прежде чем приступить к обсуждению эволюции системного подхода во времени и его использования для решения сложных задач будущего, постараемся дать определение самого понятия "системный подход". Это понятие предусматривает всесторонний анализ с учетом всех аспектов конкретной проблемы, включая выявление и ограничение всех определяющих параметров и взаимосвязей, а также выбор критериев для оценки конкретной задачи. При этом совокупность критериев играет решающую роль, что является в настоящее время основным препятствием на пути применения системного подхода. Например, не трудно построить дорогу, отвечающую требованиям современного уличного движения, но гораздо труднее выбрать критерии для предсказания и оценки изменений в уличном движении, которые повлечет за собой строительство новой дороги.

Разработка любой системы обычно включает этапы анализа, инженерной разработки, организационной деятельности и эксплуатации. Системный подход можно в равной мере применять к каждому отдельно взятому этапу или к комбинации этапов разработки системы с учетом и оценкой технологических и социальных факторов и их взаимосвязи.

Фиг.1 Методология

Системный подход в целом требует не только обязательной оценки современных социальных условий или современного состояния техники, но также оценки их изменений в будущем. Фиг.1 в общих чертах иллюстрирует эти общие принципы.

Многие неправильно полагают, что системный подход равнозначен программе для вычислительной машины, блок-схеме, системе уравнений или даже конкретной методике. Как далеки такие представления от истины! На самом деле это исчерпывающее систематическое исследование на основе здравого смысла, субъективного мнения исследователя и мудрости. Цель такого исследования - определение параметров, от которых в первую очередь зависит эффективность системы.

Необходимой предпосылкой для применения системного подхода является четкое определение исходных и конечных требований. Исходные требования определяются предполагаемым состоянием техники и социальным устройством общества, а конечные - необходимыми критериями оценки. Без четкого определения требований анализ теряет смысл, так как в этом случае полученный результат не будет содержать полезных выводов.

В настоящее время в правительственных кругах с участием лиц, связанных с авиацией и исследованием космического пространства, интенсивно обсуждается вопрос о том, какую роль играет исследование операций в процессе эволюции систем. Исследование операций представляет собой просто одно из средств решения задач. Это по существу прикладная наука, в которой переменные связаны между собой с помощью методов прикладной математики. Таким образом, исследование операций всегда направлено на достижение конкретной цели, а не на увеличение суммы знаний вообще. Цель исследования операций - помощь в процессе принятия решений. В исследовании операций делается попытка применить научный метод и точные дисциплины для организации и направления усилий исследователя, ищущего решение и ответственного за разработку функционально полезных устройств. Поэтому можно сказать, что исследование операций в первую очередь связано с систематическим анализом требований потребителя.

Первые двадцать лет (1930-1950 гг.)

В период с 1930 по 1950 г. системный подход в первую очередь применялся в области технических разработок. В то время были заложены основы наших гигантских систем транспорта, связи, производства и распределения энергии. Исследования проводились от случая к случаю, а главным сдерживающим фактором была скорее нехватка квалифицированных исследователей, чем недостаточно высокий уровень развития экономики. Социальные проблемы, как правило, решались по мере надобности, а не в результате целенаправленной деятельности. Исключением был "новый курс" Рузвельта, который независимо от того, как его оценивают, являлся попыткой использования системного подхода для решения социальных проблем в период депрессии.

ТРИДЦАТЫЕ ГОДЫ

В начале 30-х годов XX в. большое внимание уделялось внутренним социальным вопросам и достижениям техники (табл. 1.) В этот период во многих областях человеческой деятельности (например, в судостроении, машиностроении, строительстве, общественном транспорте) руководствовались принципами, которые можно назвать ограниченным системным подходом. Однако эти приложения были ограничены объединением множества технических наук в некую однородную систему с целью удовлетворения требований потребителей. Небоскребы строились так, чтобы не мешать уличному движению и всякого рода коммунальным сооружениям. На железных дорогах была введена блокировочная сигнализация и электрические указатели местонахождения подвижного состава. И то и другое способствовало повышению безо-шасности и улучшению условий эксплуатации. Совершенно очевидно, что системный подход приме-шялся почти исключительно при разработке больших технических систем. Связанные с этим исследовательские работы проводились в сравнительно небольшом масштабе, определялись людьми, занятыми "проблемами сегодняшнего дня" и руководствовавшимися интуицией.

Таблица 1

Проблемы начала 30-х годов

Международные	Выход Японии из Лиги наций
	Война в Китае
	Нападение Италии на Эфиопию
Национальные	'Новый курс'
	Попытка удержать Америку от вступления в войну
Техники	ДС-1 ставит трансконтинентальный рекорд
	Открытие воздушного пассажирского сообщения через Тихий океан
	Автоматическая справочная на Виктория-стэйшн в Лондоне
	Показ кинофильмов в пассажирских поездах в Англии

Задолго до рассматриваемого времени Аркрайт, изобретатель прядильного станка периодического действия, сделал первые шаги в разработке основ научного управления производством. При этом он использовал элементарную форму системного подхода в приложении к проблеме взаимоотношений человека и машины. В результате была создана фабрика, явившаяся предвестником эры массового производства. Развитие массового производства к середине 30-х годов неизбежно привело к распространению методов системного подхода на область социологии, хотя многие в то время этого не поняли. В числе заметивших появление новой тенденции был научный редактор газеты "Нью-Йорк тайме" У.Кемпфферт. В статье, озаглавленной "Когда диктует наука", он отметил, что при массовом производстве необходима научная организация управления. Кроме того, он утверждал, что потребление продукции массового производства миллионами людей накладывает ограничения на вкусы и потребности широких масс населения, чему способствует и массовый характер развлечений, предоставляемый радио и кинематографом. Кемпфферт, по-видимому, понимал, что влияние систем на социальные, экономические и политические проблемы страны неуклонно растет. В это же время комитет Гувера опубликовал доклад "Тенденции социального развития", в котором утверждается, что "... необходимо стимулировать поиски новых форм социального устройства, чтобы не отставать от достижений в области техники". Оба упомянутых документа свидетельствуют о существовании социальных и технических связей между людьми и системами и указывают на необходимость применения методов системного подхода в соответствующих областях.

Фиг.2. Системный подход в 30-е годы (эра разработок).

Что же касается самого системного подхода, то 30-е годы были эрой разработок, когда анализ систем применялся по существу к независимым техническим задачам (фиг.2). Были предприняты первые попытки установить "обратную связь" путем использования результатов применения системного подхода к техническим разработкам для определения требований к исследовательской деятельности. Однако не было сделано никаких усилий (либо они были весьма незначительными) в области исследования взаимодействия с социальными системами и взаимосвязи развития этих систем. Вследствие этого перед нами до сих пор встает множество неожиданных проблем.

СОРОКОВЫЕ ГОДЫ

Прежде чем приступить к обсуждению современного состояния дел, рассмотрим еще один период - 40-е годы XX в. Это было время продолжения эры разработок. В годы второй мировой войны широкое признание получило применение методов исследования операций, в первую очередь для решения важнейших военных задач. Были тщательно изучены проблемы поиска подводных лодок, эффективности бомбардировок и тактики военно-воздушного флота. Хотя немцы тоже располагали методикой анализа сложных конфликтных ситуаций, они не оценили ее по достоинству. Поэтому мы могли повысить эффективность своих действий и сократить время реакции в ряде критических моментов. Оборудование кораблей радарными установками и правильное использование полученных данных в решениях командования позволило нашим военно-морским силам получить превосходство над японскими. После второй мировой войны методы исследования операций успешно применялись для решения многих производственных задач.

В эти годы нехватка ощущалась во всех областях. Вследствие этого поднялись цены на все товары и услуги, кроме коммунальных услуг и связи (табл.2). В этих отраслях были введены специальные методы управления, которые позволили успешно предсказывать и систематически решать проблемы проектирования и эксплуатации, чем и объясняется обратная тенденция цен. С другой стороны, возникшие трудности в области образования, вероятно, были обусловлены неправильным применением системного подхода к проблеме ресурсов, а увеличение количества несчастных случаев на дорогах, по-видимому, было связано с ошибками системного подхода при оценке системы человек - машина.

Теперь рассмотрим некоторые технические достижения, осуществленные к 1948 г. (табл.2). В этот конкретный исторический момент применение методов системного подхода при разработке оборудования было ограничено областями инженерного проектирования и анализа в той мере, в какой они влияют на разработку систем. При этом для обеспечения взаимосвязей внутри системы рассматривалось взаимодействие подсистем и компонентов; учитывались также будущие режимы работы. Все это вместе взятое позволяло решать поставленные задачи.

Таблица 2

Проблемы 40-х годов

Международные	Китай продолжает войну
	Угроза мировой войны
	Вторая мировая война
	Воздушный мост в Западную Германию
Национальные	Растущие трудности в области образования
	Рост цен на все товары и услуги, кроме коммунальных услуг и связи
	Увеличение количества несчастных случаев на дорогах
Медицины	Исправление резус-фактора заменой 90% крови ребенка
	Принятие 'Акта о здоровье' в Великобритании
	Увеличение средней продолжительности жизни с 62 лет в 1935 г. до 67 лет в 1948 г.
Техники	Атомная бомба
	Транзисторы начинают вытеснять вакуумные лампы
	Полет беспилотного самолета В-17 по трассе Гавайи - Калифорния
	Запуски ракеты V -2
	Полет пилотируемого сверхзвукового самолета
	Завершение строительства 5-метрового телескопа
	Хлопкоуборочный комбайн, заменяющий от 50 до 80 рабочих
	Телевидение, микроволновые релейные линии, самолетные ретрансляторы

Были начаты работы над двумя наиболее выдающимися изобретениями этого времени - атомной бомбой и транзистором, которые были закончены раньше благодаря применению нового подхода к самому процессу исследований. В упомянутых случаях использование методов системного подхода при анализе возможных областей применения указало на необходимость проведения специальных исследований и разработок. В первом случае эти требования диктовались необходимостью разработки сокрушительного оружия, которое могло бы физически и психологически поставить противника на колени. Во втором - необходимость быстрого развития экономических общественных систем связи потребовала создания малогабаритного элемента схемы, обладающего быстродействием вакуумных ламп и потребляющего энергии меньше, чем реле. После определения требований и осознания выгод, ожидаемых от применения этих технических новинок, были проведены планомерные исследования в соответствующих направлениях, которые привели к созданию атомной бомбы и широкому использованию транзисторов в системах связи.

Таблица 3

Проблемы середины 60-х годов

Международные	Мир разделен холодной войной
	Война во Вьетнаме
	Конференция по разоружению
Национальные	Программа помощи школам
	Закон о гражданских правах
	Закон о медицинском обслуживании
Медицины	Хирургическая замена органов
	Лечение резус-фактора
	Увеличение средней продолжительности жизни до 70 лет
Техники	Большие ЦВМ
	Ядерное деление
	Разгадка генетического кода
	Полет человека в космосе
	Автоматические межпланетные зонды
	Корабли с атомными двигателями

Хлопкоуборочный комбайн и телевизионные установки также являются примерами разработок систем, которые могут повлиять на социальные и (или) экономические условия в стране. Использование системного подхода в полном объеме применительно к разработке механизированной уборки хлопка потребовало бы не только учета затрат, но и проведения технико-экономического анализа, анализа по критерию "затраты - эффективность", чтобы определить совместное влияние всех факторов на общество в целом. С другой стороны, развитие передающих телевизионных систем является примером такого расширения сферы влияния средств массовой коммуникации, которое охватывает не только какую-то часть общества или область страны, а всю страну в целом. Разработка любой системы, имеющей столь широкую сферу влияния, подтверждает вывод Кемпфферта о том, что наука держит общество в кулаке.

Фиг.3. Системный подход в середине 40-х годов (эра исследований).

Очевидно, системный подход, который требует рассмотрения всех этих факторов по отдельности или вместе взятых, будет играть в процессе исторического развития все большую роль. В середине 40-х годов закончилась так называемая эра разработок и началась эра исследований (фиг.3).

Период с 1950 по 1966 г.

В настоящее время мы являемся свидетелями больших достижений эры исследований, которая началась в 50-х годах. В наши дни использование методов системного подхода для увязки планируемых прикладных исследований с параметрами будущих систем стало обычным делом. Если обратиться к табл. 3, то наряду с большими достижениями в области техники следует отметить, что по состоянию внутренних и международных дел мы не выполнили пожеланий комиссии Гувера относительно соответствия темпов социальных нововведений и достижений естественных наук. Очевидно также, что методы исправления недостатков и повреждений человеческого тела способствуют росту населения. Хотя это и не следует непосредственно из приведенных примеров, область применения системного подхода с середины 40-х годов расширилась во много раз. Его методы стали использоваться не только чаще, но с большим размахом и глубиной, о чем свидетельствуют технические достижения, перечисленные в табл. 3. Этому содействовало развитие аналоговых и цифровых вычислительных машин, а также использование системного подхода для определения тематики и проведения соответствующих исследований.

Бурное развитие науки и техники и наша изобретательность породили больше идей, касающихся полезных и нужных усовершенствований, чем мы можем разработать и внедрить одновременно. Использование системного подхода для согласования потребностей с возможностями позволит направить наши усилия в те области, где можно ожидать наибольшего эффекта. Блестящим примером такого комплексного применения методов системного подхода служат исследования НАСА по использованию орбитальных исследовательских лабораторий. Эти исследования были осуществлены с целью анализа и сопоставления потенциальных выгод, которые можно было бы извлечь из проведения некоторых исследований на борту орбитальной исследовательской лаборатории. Результаты анализа представлены на фиг.4. Чтобы лучше понять технику применения методов системного подхода в данном случае, обсудим более подробно социально-экономические выгоды и сравним их с требованиями к исследованиям, критерием эффективности которых служит возможность улучшения условий жизни на Земле. Остановимся подробнее на метеорологии и океанографии, поскольку социологический анализ показал, что именно в этих областях могут быть получены наиболее полезные результаты. В каждой из этих областей выделено по шесть частных проблем (подцелей), которые перечислены в табл. 4. Хотя можно назвать целый ряд других подобных подцелей, очевидно, что перечисленные проблемы в достаточной мере характеризуют специфические применения метеорологии и океанографии.

Фиг.4. Использование орбитальной исследовательской лаборатории.

Таблица 4

Применения достижений в областях океанографии и метеорологии>

Океанография	Система предупреждения цунами
	Изучение развития береговой линии и бухт
	Захоронение отходов и контроль загрязнений
	Судоходство и навигация
	Прогноз погоды
	Производство рыбопродуктов
Метеорология	Предупреждение наводнений и засух
	Сельское хозяйство
	Контроль загрязнения воздуха
	Транспорт
	Связь
	Предупреждение о катастрофических атмосферных явлениях

Фиг.5. Предполагаемый экономический эффект в областях геофизики и океанографии.
1 - разнообразные приложения; 2-аэрофотосъемка; 3 - разведка минералов; 4 - определение микроклиматических районов; 5 -обнаружение изменений в составе почвы; 6 - исследование океанов; 7 -прокладывание курсов кораблей; 8 - составление карт распределения рыбных ресурсов.

Чтобы показать тот общий экономический эффект, который может дать развитие метеорологии, был проведен анализ повышения урожайности при улучшении предсказаний погоды в конкретной местности с так называемым муссонным климатом. Оказалось, что возможный выигрыш при увеличении урожайности очень велик и превышает 400 млн. долл. в год. Неопределенности, встретившиеся при проведении этих исследований, подтверждают роль критериев при использовании системного подхода.

Из фиг.5 следует, что ожидаемый экономический эффект применения результатов исследований в областях географии и океанографии относительно велик. Отметим, что все величины, характеризующие на фиг.5 экономический эффект в этих областях, дают скорее качественную, а не количественную оценку порядка величины потенциального экономического эффекта, который мог бы быть получен при использовании орбитальной исследовательской лаборатории для решения земных проблем. Так как океанография обещает наибольшие выгоды, эта область была выбрана для более детального анализа.

Фиг.6. Структура плана реализации.

Выделив наиболее перспективные области применения, необходимо определить количество и тематику требуемых экспериментов и конструкторских разработок. Эта задача была успешно решена с помощью плана реализации, который в законченном виде представляет собой граф событий, наложенный на логический граф. Логическая суть плана реализации (фиг.6) состоит в том, что более общие цели последовательно подразделяются на отдельные подцели, на явления, которые надо изучать, на конкретные измерения и наблюдения, которые нужно выполнять, и наконец - приборы, которые необходимы для выполнения таких измерений. Каждый логический шаг связан с решением некоторой частной задачи. Например, разработка приборов включает оценку конструкции, ее доводку, сборку и проверочные испытания, а также разработку компонентов и прикладные исследования.

Согласно результатам анализа экономического эффекта, наибольшую выгоду может дать океанография, особенно это касается рыболовства. За определением частной задачи производства рыбопродуктов следует изучение (с помощью экспертов-океанографов) видов информации, необходимых для ее осуществления. Одним из факторов, от которых зависит производство рыбопродуктов, является концентрация планктона на поверхности океана. Концентрация планктона в свою очередь зависит от параметров окружающей среды - солености и температуры поверхностного слоя воды (фиг.7). Для измерения солености воды в поверхностном слое был выбран поляриметр 10-сантиметрового диапазона, антенную систему которого предполагается испытать на борту орбитальной исследовательской лаборатории.

Фиг.7. Граф реализации.

После того как составлен логический граф, представляющий собой часть плана реализации, можно разработать наложенный на него граф событий. К событиям относятся эксперименты, частные задачи и другие работы, которые должен выполнить экипаж орбитальной исследовательской лаборатории, чтобы удовлетворить требования логического графа. В приведенном примере была рассмотрена лишь часть полного логического графа событий. В целом граф чрезвычайно громоздок и сложен даже в той ограниченной области, которая рассматривается в данном случае. Подводя итог, видим, что в план реализации включены эксперименты и задачи, позволяющие достичь следующих целей:

1. Вопросы об отдельных элементах, приборах и методах, необходимых для решения поставленной цели, рассматриваются систематически путем последовательного (сверху вниз) анализа.

2. Эксперименты, задачи и все работы, необходимые для разработки этих приборов, элементов, методов и синоптических моделей, также определяются и планируются систематически.

3. Четко определяется связь отдельных экспериментов и задач с конечной целью, достижению которой они служат, а также их относительная роль в классическом цикле разработки, ведущем к достижению поставленной цели. Роль каждого эксперимента или задачи может быть четко определена в рамках всей совокупности экспериментальных работ.

4. С помощью разработанного плана внутри данной области (цель или подцель) устанавливается четкая последовательность проведения экспериментов и решения отдельных задач.

5. С помощью графа определяется возможность использования одинаковых методик, экспериментов, оборудования и т. д., применяемых в различных областях исследований.

К одной из важнейших задач, решаемых с помощью плана реализации, относится разработка систематического подхода к определению суммарного времени, необходимого для проведения экспериментов. Как было показано, понимание потенциального значения этих требований очень важно как для разработки далеко идущих планов работ на околоземных орбитах, оптимальных с точки зрения суммарных затрат и эффективности, так и для определения космических систем, способных осуществить указанную программу.

В настоящее время методы системного подхода находят все более широкое применение в исследованиях и разработках как в области техники, так и в области социологии (фиг.8). В последнее время эти методы стали применяться в биологии, медицине, социологии, для решения транспортных проблем и в городском планировании. Близится конец эры исследований в истории системного подхода и наступает социологическая эра. В очень многих случаях методы системного подхода уже применялись в области социологии, где в равной мере приходится учитывать достижения психологии и экономики, общественных и точных наук, достижения науки управления и разнообразные технические достижения. Поэтому настоящий период мы можем рассматривать как переходный от эры исследований к социологической эре. Как указывалось в кратком историческом обзоре, это объясняется постоянным расширением сфер влияния разрабатываемых систем. Хотя социология играет все большую роль при разработке технических систем во многих областях, ее выводы используются не полностью, так как обычно исследование ведется недостаточно широко, без учета как побудительных факторов, так и их последствий, присущих социологическим и техническим аспектам проблемы. В прошлом такой подход давал удовлетворительные результаты. Научный и технический прогресс осуществлялся не столь быстрыми темпами, оставляя время для интуитивного решения нетехнических проблем. Однако с появлением новых методов обработки информации и с открытием атомной энергии такой подход явно устарел, и взаимосвязь техники и социологии приобрела важнейшее значение.

Фиг.8. Системный подход по состоянию на 1966 г. (переход к социологическому периоду).

Наука будет и дальше двигаться вперед, новые достижения и изобретения обеспечат дальнейший прогресс, и нет оснований думать, что в будущем технический прогресс затормозится. Наоборот, есть все основания полагать, что нас ожидают новые большие научные и технические достижения. Такой прогресс вызовет к жизни новые дисциплины, среди которых одной из наиболее важных должен стать системный анализ, применяемый для изучения как технических, так и функциональных систем. Многие из проблем системного анализа ясны уже сейчас: это рост населения, обеспечение питанием, общественный транспорт, жилищная проблема, общественные и политические отношения, систематизация и распространение результатов исследований, загрязнение атмосферы, водоснабжение и многие другие.

Будущее

Прежде чем шагнуть в 2001 г., перенесемся в более близкое будущее, в 1984 г. Нам придется так использовать свои возможности в области исследований и разработок, чтобы систематически решать именно те проблемы, которые смогут принести обществу наибольшую пользу. К указанному времени мы достигнем социологической эры в истории системного подхода. На фиг.9 схематически показаны взаимоотношения науки и техники в то время. На этой схеме представлены результаты обобщенного анализа всех действующих и зависимых факторов, связанных с техникой и общественными науками и определяющих будущие исследования, а также реализацию систем.

Фиг.9. Системный подход в 1966-2001 гг. (социологический период).

Весьма прочной основой попытки заглянуть в будущее будет анализ ожидаемого развития коммунальных услуг. В связи с тем что коммунальные услуги обладают всесторонним влиянием на массы населения, тенденции в этой области можно рассматривать как ключ к пониманию будущего. Например, электроэнергия затрагивает интересы всего общества в целом, поскольку она стала неотъемлемой частью национальной экономики. Практически в каждой стране настоящие и будущие потребности в энергии являются предметом повседневного пристального внимания.

Фиг.10. Предполагаемый рост мощностей по производству объема электроэнергии.

После второй мировой войны появился новый источник энергии - атомная энергия. Открытие цепной реакции деления ядер привело к тому, что менее чем за 25 лет был пройден путь от лабораторных исследований до атомной бомбы и больших надежд, связанных с мирным использованием атомной энергии. С точки зрения производства электроэнергии ядерная энергия уже стала экономически конкурентоспособной в ряде обширных районов земного шара, а вскоре она может стать и незаменимой с точки зрения сохранения природных ресурсов и уменьшения степени загрязнения воздуха. Поэтому логично включить ядерную энергию в число предполагаемых источников электроэнергии будущего (фиг.10). К 1984 г. станет реальностью частная собственность на ядерное горючее, используемое для таких специфических целей, как производство энергии. А это приведет к снижению цен на электроэнергию.

Фиг.11. Предполагаемый рост телефонной межконтинентальной связи.

Другой областью, вызывающей всеобщий интерес, являются средства связи: телефон, радио и телевидение. Значение этой проблемы можно оценить, если рассмотреть вопросы, связанные с межконтинентальной телефонной связью. Со времен депрессии 30-х годов межконтинентальная телефонная связь быстро и непрерывно развивалась. Из фиг.11 видно, что в период с 1930 по 1959 г. количество телефонных переговоров увеличилось в 100 раз, а за последние 10 лет - примерно втрое. Если сохранится тенденция, существующая после 1946 г., то к 1970 г. количество межконтинентальных переговоров достигнет 10 - 12 млн., а к 1980 г. - 40 млн. Здесь учитывается лишь количество переговоров; по имеющимся оценкам их продолжительность увеличится еще больше. Трудно оценить степень использования той или иной системы, так как это зависит от стоимости предоставляемой услуги. Спутники связи снизят стоимость телефонных переговоров. По сути дела система спутников связи представляет собой гигантское предприятие и как таковое обещает все выгоды, присущие крупным предприятиям при условии достаточно большого спроса. Предполагаемое развитие в будущем показывает, что ожидаемый спрос на услуги связи может быть удовлетворен лишь при использовании систем спутников связи.

Далее я ограничусь рассмотрением проблем, на примере которых особенно ярко видна современная тенденция к слиянию в будущем техники и социологии, которому будет способствовать применение системного подхода. В табл. 5 перечислен ряд типичных проблем, которые будут оказывать непосредственное влияние на социальные и экономические условия в мире в 1985 г. Опреснение воды, прогнозы погоды, контроль личности и контроль рождаемости помогут в решении все усложняющихся проблем, связанных с постоянным ростом населения и обеспечением его питанием, однако достижения медицины и автоматизация будут препятствовать этому. К 1985 г. население увеличится на 40% по сравнению с нынешним уровнем и достигнет 4,3 млрд. человек при соответствующем росте работоспособной части населения. Сокращение рабочей недели частично разрешит возникающие при этом проблемы. С увеличением свободного времени потребуется применение системного подхода для решения проблем распределения ресурсов и организации общественного отдыха.

Многие из перечисленных в табл. 5 проблем являются прямым следствием применения системного подхода к совокупности научных и технических достижений, реализованных в результате осуществления программы исследования космического пространства или стимулированных этой программой. Поэтому вторая категория проблем, перечисленных в табл. 5, объединена заголовком "Операции в космосе". Польза, которую принесет решение всех этих проблем, будет ощущаться как социальные, политические и косвенные экономические изменения - об этом говорилось при анализе работы орбитальной исследовательской лаборатории.

В военном отношении отличительными особенностями 1985 г. будут высокая мобильность и высокий уровень применения автоматики в тактических операциях, а также большое разнообразие оружия - от нелетального биологического и личного ракетного оружия до небольших тактических ядерных бомб и различных видов лучевого оружия. Несмотря на то что антибаллистические ракеты класса "земля - воздух" станут весьма эффективными, возникнет новая проблема, связанная с появлением глубоководных трудно обнаруживаемых подводных лодок.

Таблица 5

Предполагаемые типичные проблемы 1985 г.

Социально-экономические	Видеосвязь
	Опреснение морской воды
	Надежные прогнозы погоды
	Пластмассовые искусственные органы тела с электроприводом
	Автоматизация сельского хозяйства
	Автоматизация управленческой работы
	Автоматизация библиотек
	Управление природными ресурсами
	Эффективный контроль рождаемости
	Автоматизированный скоростной транспорт
	Высокоавтоматизированное массовое производство
	Сложные обучающие машины
	Эффективные системы обработки информации
Операции в космосе	Обитаемые орбитальные станции
	Маневрирующие орбитальные корабли многоразового использования
	Высадка человека на Марс и полет с пролетом мимо Венеры
	Стационарная база на Луне
	Орбитальная исследовательская лаборатория в глубоком космосе
	Полеты зондов за пределы солнечной системы
	Система инспекции спутников и их уничтожения
Самолеты	С вертикальным взлетом и посадкой
	Сверхзвуковые транспортные самолеты
	Большие грузовые самолеты
	Гиперзвуковые самолеты

Теперь заглянем в более отдаленное будущее, в отделенный от нас 35 годами 2001 г. Ясно, что по мере того, как рассматриваемый период отодвигается в будущее, неопределенности множатся, надежность предсказаний падает, а обычные методы прогнозирования в конце концов сменяются интуитивными суждениями. Кроме того, известно, что по мере расширения сферы влияния действующих систем, увеличения масштаба и глубины научных исследований и технических разработок период, который можно охватить с помощью обычных методов предсказания, с течением времени быстро сокращается. Например, благодаря достижениям в области генетики, биохимии и электроники, возможно, удастся разработать способы управления процессами старения человека, степенью его умственного и физического развития. Последствия достижений такого рода сейчас невозможно оценить, особенно если учесть участие человека в определении сферы их приложения. Как бы то ни было, будем исходить из предположения, что человечество не будет отступать от долговременных тенденций в развитии систем, уделяя особое внимание тем из них, которые требуют комплексного применения системного подхода.

Возможные социально-экономические проблемы 2001 г. перечислены в табл.6. К 2001 г. население мира превысит 5 млрд. человек. Это вновь поднимет вопрос об обеспечении питанием и работой. Хотя человечество, по-видимому, будет располагать изобилием всевозможных ресурсов, энергии, пищи и сырья, неясно, будет ли это изобилие успевать за ростом населения мира. Неясно также, будут ли найдены справедливые способы распределения ресурсов в масштабах земного шара. Этот фактор безусловно принадлежит к числу тех, которые должны учитываться при использовании системного подхода для решения международных проблем. Возможно, что продолжающаяся автоматизация приведет к серьезным социальным потрясениям и перепроизводству. Однако этого, возможно, удастся избежать, если своевременно воспользоваться методами системного подхода.

Опыт прошлого и изучение концепций будущего позволяют сделать вывод, что существующая социально-экономическая ситуация в целом требует немедленного применения методов системного подхода.

Из космических систем, перечисленных в табл.6, по-видимому, лишь глобальный транспорт будет оказывать непосредственное влияние на характер жизни широких слоев населения. Польза, которую принесут остальные системы, будет сказываться в улучшении социальных и экономических условий. Так, например, разработка ядерного двигателя для космических аппаратов будет стимулировать исследования в области управляемого термоядерного синтеза, который станет новым-источником энергии. Создание новых материалов, систем жизнеобеспечения и конструкций облегчит разработку глубоководных кораблей, эксплуатацию дна океанов, предотвращение загрязнения воды и воздуха и, что особенно важно, сохранение природных ресурсов. Здесь можно отметить, что еще до 2001 г. освоение океанов, по-видимому, приобретет столь важное значение, что многие страны, возможно, станут выступать с территориальными притязаниями на покрытые водой районы Земли.

Таблица 6

Возможные проблемы 2001 г.

Социально-экономические	Использование дна океанов
	Управление погодой (в ограниченных пределах)
	Синтетическая белковая пища
	Управление наследственностью в ограниченных пределах
	Стимуляция роста новых органов
	Разработка способов повышения уровня умственного развития
	Управление процессами старения (в ограниченных пределах)
	Факсимильное издание газет и журналов
	Автоматизированные автомагистрали
	Разработка единого языка
	Обслуживающие роботы
	Ненаркотические средства изменения личности
Операции в космическом пространстве	Стационарная база на Марсе
	Глобальный транспорт на основе ядерных баллистических ракет
	Добыча сырья на Луне

Если к тому времени еще не отпадет потребность в оружии, то наступательное и оборонительное оружие должно будет непрерывно совершенствоваться. В результате исследований в этой области станет возможным управление погодой, будут созданы новые виды лучевого оружия, глубоководные подводные лодки, осуществлена автоматизация тактических операций и разработаны биологические вещества, способные подавлять волю к сопротивлению. Точные науки дают мало надежды на создание новых способов предотвращения войны. Однако к концу рассматриваемого периода времени при условии достаточно глубокой разработки социологических аспектов системного подхода население мира будет располагать в достаточной мере научными и техническими средствами поддержания мирного высококультурного сотрудничества.

Заключение

Прослеживая развитие систем с начала 30-х годов до 2001 г., мы могли наблюдать постепенное развитие системного подхода и сделать вывод о необходимости постоянного совершенствования этой дисциплины и расширения области ее приложения. Справедливость такого вывода подтверждается непрерывным увеличением глубины и размаха использования достижений науки и техники в существующих системах и связанным с ним влиянием, которое оказывают системы на человеческую природу, цивилизацию и мораль. Все это расширило область применения методов системного подхода от начальной стадии - простого инструмента разработки - до определения направлений научных исследований и наконец сделало их средством определения путей социально-экономического развития. Вот ряд наиболее острых проблем, которые придется решать человечеству в 2001 г.

1. Сдерживание роста населения.

2. Распределение ресурсов.

3. Территориальные притязания на ресурсы дна морей и океанов.

4. Управление глобальными системами обработки информации и связи.

Важной задачей будущих руководителей будет являться развитие методов системного подхода до такой степени, чтобы с их помощью можно было успешно решать сложные социально-экономические и технические задачи. Они должны понимать и использовать указанные методы для решения возникающих физических и психологических проблем. Руководители таких отраслей, как транспорт, обработка данных и связь, а также те, от кого зависит использование ресурсов, должны быть достаточно образованными, чтобы суметь сделать оценку своих действий с точки зрения социологии. В свою очередь сенаторы, конгрессмены и губернаторы должны приобрести достаточный запас знаний в области техники. Связующим звеном между этими различными дисциплинами, возможно, будет системный подход.

ЛИТЕРАТУРА

Ackoff R. L., Rivett P., A. Manager's Guide to Operations Research, Wiley, New York, London, Sydney, 1965.

Bernstein J., The Analytical Engine: Computers - Past, Present and Future, Random House, New York, 1964.

Bulletin of International News, 1935-1936.

Gordon T. J., Helmer A., Report on a Long-Range Forecasting Study, Rand Report ? P-2982, Rand Corporation, Santa Monica, California, September 1964.

Кallау N., Report on the Development of the Manned Orbital Research Laboratory (MORL) System Utilization Potential-Task Area II, Integrated Mission Development Plan-Book 1, Dougias Report ? SM-48810, October 1965.

Miltner J. G. et al., Priority Analysis of Manned Orbital Research Applications, Vol I - Summary Report, Stanford Research Institute. Menlo Park. California, September 1965.

Reader's Digest 1966 Almanac, The Reader's Digest Association, Inc., Pleasantville, New York, 1965.

Meckling W. Economic Potential of Communication Satellites, Science, 133, ? 3468, June 1961, pp. 1885-1892.

Schwoerer F. Witzig W. F., Nuclear Power Today and Tomorrow, IEEE Spectrum, July 1964, pp. 120-130.

Мог ton J A, From Research to Technology, International Science and Technology, May 1964, pp. 89-92, 105.

Далее...