Системное мышление

А нам надо, чтобы девять из десяти могли научиться (вполне можно представить, что будет один неспособный на десяток человек, но не семеро из десяти). Это означает, что мы должны взять для обучения такое контринтуитивное знание, которое само не может быстро прийти в голову ученикам, сделать его минимальное компактное и понятное описание, а затем его каким-то образом передать ученикам, чтобы оно встроилось им в голову. Вопрос: бывает ли такое в тех областях, которые традиционно считались «искусством», и которым считалось, нельзя научить рационально? Да, бывает, сплошь и рядом! Это и есть путь западной цивилизации: превращать «искусство» (в том числе искусство мышления) после его моделирования и рационализации в быстро передаваемое от человека человеку в ходе структурированного обучения мастерство.

Когда вы находите правильные объекты и правильные мыслительные операции, и правильные упражнения – то ученики после обучения даже не будут понимать, что им было трудно делать до обучения. Они будут неспособны вспомнить, по каким рельсам катилось их мышление до обучения, и поэтому они будут изумляться поведению необученных новичков, включая собственное поведение в период до освоения той или иной практики. Спросите ребёнка, почему он очень плохо умножал всего год назад – он не сможет объяснить, почему. Сейчас умножение для него вполне естественно, и не требует напряжения всех его умственных сил, как это было год назад.

Назовём это свойство прохождения какого-то порога понимания метанойей. Слово удивительное, попробуйте его написать в разных падежах, да ещё и во множественном числе, получите очень интересные эффекты. Это слово пришло из религиозных практик и означает «перемену мыслей», полный разрыв прошлого и текущего мышления. Ты занимаешься, занимаешься в какой-нибудь семинарии, и вроде как мышление у тебя не так поставлено, как это ожидают от тебя священники. Потом вдруг в какой-то момент щёлк – и ты демонстрируешь всем, что вот у тебя такое же мышление, как это принято у священнослужителя, с этого момента ты «настоящий», а не притворяешься. Вот слово это – метанойя, такой малый западный вариант просветления. Слово «метанойя» рекомендовал использовать вместо слова «обучение» гуру менеджмента Peter Senge, ибо слово «обучение» с его точки зрения уже совсем затасканное и не означает коренную смену образа мышления в результате обучения.

Когда метанойя произошла, то в новом состоянии его мышления, с «новыми рельсами в мозгу» человеку совершенно непонятно, в чём была проблема раньше, «со старыми рельсами». Представим: я знаю, что Земля плоская, я долго спорю, что Земля никак не может быть круглая, но меня в какой-то момент в этом убеждают. И я каждый раз в своих проектах сначала автоматически действую, как будто Земля плоская, потом усилием воли вспоминаю, что рационально вроде бы она должна быть круглая, потом делаю это уже на уровне рефлекса, и при этом вижу тысячу свидетельств этой круглости Земли. И вот в этот-то момент я уже не могу понять, почему я считал, что Земля плоская. Рационально вспомнить, что я когда-то считал Землю плоской, я могу. Но понять, как я перешёл из состояния знания «интуитивной теории» в состояние владения «контринтуитивной теорией» я уже не могу. И поэтому я не могу осознать те учебные действия, которые нужны для того, чтобы я добивался этой метанойи круглости Земли у своих учеников. Но сам факт обращения внимания на эту прошедшую метанойю даёт шанс разобраться. Работа по составлению правильных упражнений для получения такой метанойи у учеников – это трудная работа, но возможная. Создание адекватного учебного курса по уже имеющейся теории вполне может занять пару-тройку десятков лет, а если кроме самих упражнений нужно создать ещё и новую теорию, то и сотен лет, как это было в случае перехода от птолемеевского к коперниковскому пониманию движения планет. Все эти рассуждения про трудность создания теории и учебного курса в полной мере относятся и к системному мышлению.

Особое внимание нужно обратить на то, что речь идёт об обучении не любым практикам, но «контринтуитивным», которым мозг сопротивляется особо, он же в этом случае «интуитивно знает», как должно быть, и активно сопротивляется новому знанию! Заново чему-то обучить много легче, но если уж вы уже подхватили где-то «народную интуицию», то научить вас чему-то более эффективному новому будет весьма проблемно: вам придётся пройти метанойю, а это требует наличия как-то документированной модели целевого мышления, организованной в учебный курс последовательности упражнений, времени для прохождения этих упражнений, а также недюжинной воли – ибо вся интуиция учеников будет показывать, что учат-то какому-то безумию! Шансов пройти эту метанойю «самоучкой» практически нет, если вы не гений.

Вот, в школе учили прыгать через планку «ножницами» – подбегаешь, и прыгаешь. Но если нужно прыгнуть очень высоко, то после разбега к планочке нужно поворачиваться спиной, и прыгать назад-вверх (Fosbury Flop, изобретение 1968 года49).

Это абсолютно неинтуитивно, но даёт возможность перелетать и через двухметровую планку. Нужно огромное доверие к тренеру, чтобы вы начали тренировать такой прыжок – ибо в этот момент кажется, что много-много тренировок дадут возможность преодолевать дополнительные десятки сантиметров «ножницами» или «перекатом», что совсем не так. А потом будет метанойя: вы будете не понимать, почему вообще через планку люди ещё где-то прыгают не техникой Дика Фосбери – даже если вы уже не помните, что начало таким прыжкам положил именно Дик Фосбери, и прыгать так люди начали всего на год раньше, чем высадились на Луну в 1969 году. И речь идёт о том, что люди делали тысячелетиями: прыжках в высоту! То же самое относится к бегу: позный (основанный на принятии специфической позы бегуна, что позволяет эффективно задействовать физические свойства тела) метод бега50 появился после исследований Николая Романова, которые он начал в 1977 году. До этого позным бегом занимались люди, чисто случайно натолкнувшиеся на эту технику – и, конечно, они не в состоянии были передать свой опыт другим людям, они просто неосознанно «хорошо бегали».

Позный метод бега менее энергозатратный (до 30%), менее травмоопасный, чем многие и многие другие техники бега – опять же, несмотря на то, что люди бегают тысячи лет, метод позного бега появился только в начале восьмидесятых, и только с этого момента позному бегу стало возможно быстро учить.

В мышлении есть такие же контринтуитивные способы, которые позволяют мыслить по спортивному девизу: «быстрее, выше, сильнее». Системное мышление – это такой же набор придуманных разными людьми специфических приёмов, которые позволяют мышлению быть эффективней, чем его предыдущие, «народные» варианты.

Главная метанойя системного мышления в том, что вы начинаете думать о мире, как состоящем из вложенных друг в друга и взаимодействующих друг с другом систем. Если понимать систему не как «любой объект, который мы рассматриваем», а как «система из системного подхода», то это оказывается крайне контринтуитивным, поэтому требует специального обучения и последующей длительной тренировки такого системного мышления.

В математике термин «интуитивное» часто подменяется термином «тривиальное» – возможность повторения «любым» в данном сообществе, а нетривиальность – невозможность повторения (спасибо за обсуждение этого вопроса математику Роману Михайлову). Демонстрация интересного нетривиального делает его тривиальным через пару тактов тренировки заинтересовавшихся, ибо в определение «интуитивности/тривиальности» и «контринтуитивности/нетривиальности» неявно входит момент времени «прямо сейчас». Любое «контринтуитивное/нетривиальное» одного поколения становится «интуитивным/тривиальным» для другого поколения думателей. Эту «тривиальность» вполне можно добавить в список синонимов к «интуитивности».

Кто знает, может быть сегодняшнее системное мышление для будущих поколений людей и мыслящих машин будет «народным», «интуитивным», «тривиальным». Но пока системное мышление глубоко контринтуитивно и осваивать его трудно.

Под «интуитивностью» в быту часто имеют в виду не результат рационального логического рассуждения, а использование «чуйки» – получение результата рассуждения инсайтом, вдохновением, озарением, причём этот результат может быть весьма нетривиален. Мы о таких результатах мышления говорим, что они ровно наоборот – «контринтуитивны», то есть нетривиальны, невоспроизводимы легко разными людьми, эти результаты не относятся к «народной онтологии».

Так что в случае использования этих терминов нужно быть внимательным к контексту: когда говорится о 1. возможности легко повторить какое-то всем очевидное рассуждение (интуиция=тривиальность как лёгкость повторения другими, задействование «народной онтологии»), или когда говорится о том, что 2. рассуждения могут проходить в коннекционистской парадигме (интуиция=«чуйка», результат образного внелогического мыслительного акта с использованием нейронных сетей мозга, бессознательное рассуждение).

Стадии обучения мышлению

Обучение системному мышлению проходит через следующие стадии:

0. Заинтересованность: понимание, что системный подход вам зачем-то нужен. Это переход от неосознанной некомпетентности («я и не догадываюсь, что я не умею системно мыслить») к осознанной некомпетентности («я знаю, что я не умею системно мыслить»). Это самая трудная ступенька на пути к беглости мышления. Нет мотивации – не будет и вложений труда, не будет hard fun, никакой метанойи не случится. На коммерческие курсы люди приходят уже заинтересованные, и у них дальше всё получается. Студенты приходят обычно никак не заинтересованные – и не все из них становятся заинтересованными даже к концу курса. Но часто возвращаются поучиться второй раз (заинтересованность появляется уже после прохождения курса). Эту заинтересованность необходимо поддерживать всё время обучения (тут можно указать на то, что в педагогике ведущая дисциплина – лидерство, умение удержать человека в роли ученика51).

1. Начитанность: знакомство с каким-то фрагментом системной онтологии. Материал учебника (или даже нескольких) освоен на этой стадии в части знания значений слов, умения пересказать какой-то фрагмент учебника, воспроизвести какую-то диаграммку, поддержать разговор.

Правильно думать о стадии «начитанность» как о начитанности учебником по езде на велосипеде. Начитанный, но ни разу не ездивший человек может долго вам рассказывать о равновесии, о необходимости крутить педали. Но продемонстрировать езду он не сможет.

Начитанность для мышления нужна, но для беглости в мышлении её совершенно недостаточно. Чтобы обеспечить «правильную для последующей тренировки беглости начитанность» как раз и написана наша книга-учебник, в которой структурировано системное мышление. Однако начитанность – это даже ещё не переход к осознанной компетентности, когда можно самостоятельно и осознанно провести какое-то рассуждение в рамках предлагаемого культурой и документированного в учебнике лучшего способа это делать.

2. Понимание: понимание того, что означают термины системного подхода в их многочисленных вариантах разных школ, понимание как использовать понятия системного мышления при обсуждении ситуаций. Кроме памяти тут уже появляются некоторые мыслительные интуиции. И это делается «сержантским методом»52, то есть путём решения простых и похожих друг на друга, многочисленных тренажёрных задач, которые формулируют авторы курса для тренировки, а не для контроля знаний.

Пример такой задачи: «Пётр утверждает, что нужно уже начинать закупать компоненты системы, а Елена утверждает, что не компоненты, а модули. Кто из них прав? А) Пётр Б) Елена». Ответить на такую задачу можно, только если знать про различия модулей и компонент – для ответа недостаточно процитировать какое-то место из учебника. При решении тренажёрных задач как раз и формируются «рельсы в голове», по которым поедет мышление.

Важно, что в задачах специально тренируется контринтуитивность, отличие предлагаемого способа мышления от использования народных/бытовых интуиций/онтологий, это делается через использование практики понятийной описи53 (conceptual inventory).

3. Приложимость: умение системно мыслить по потребности in the wild, в реальных проектах. Это совсем отдельное качество: уметь решать уже поставленные задачи (даже олимпиадного уровня сложности) и уметь ставить задачи, выделять эти задачи из запутанного, шумящего, быстро меняющегося окружающего мира. Приложимость системного мышления именно в этом, не в решении уже поставленных задач из задачника, а в постановке и последующем решении задач из жизни. Реальные проекты появляются только тут, и только тут тренируется главный навык системного мышления: выделение главного и игнорирование не главного для борьбы со сложностью реального мира.

В составленных какими-то авторами тренажёрных задачах тепличные условия, в отличие от реальных проектов ничто не отвлекает от применения материала из учебника. У тренажёрных задач заведомо есть решение, а ещё в них нет отвлекающего эмоционального вовлечения в ситуацию.

В реальных проектах приложимость заключается в том, чтобы провести системное рассуждение в нетепличных условиях реальной жизни. «Проектное обучение» происходит именно тут, результат прохождения тренинга приложимости на реальных проектах и даёт искомую метанойю: нейронная сеть мозга обучающегося научается думать системно, системное мышление после этого уже не требует осознанных усилий при рассуждениях, в том числе не требует усилий и для привязки его понятий к объектам окружающего мира. Это переход к неосознанной компетентности, мы можем также назвать это системной метанойей.

Особенности решения учебных задач по системному мышлению

В онтологических рассуждениях, как и в жизни, обычно делается предположение об открытости мира54 (open world assumption): «что не сказано, то просто не сказано». Это существенно отличается от предположения о закрытости мира: «что не сказано, того просто нет». Тренажёрные задачи чаще всего составляются из предположения о закрытости мира.

Опытные инженеры и менеджеры в предположении об открытости мира при решении задач начинают придумывать всё более и более необычные и маловероятные обстоятельства, логично ведущие к неправильным ответам – и даже часто добиваются успеха («вот если речь идёт о Юпитере, и пилот ракеты не боится огромной силы тяжести и играет на саксофоне в метановой атмосфере, то ваш правильный ответ будет неправильным, а мой неправильный правильным»). Действительно, маленькая вероятность обстоятельств к чисто формальной правильности ответа отношения не имеет (даже исчезающе маловероятное событие может быть формально верным, «логичным» в аристотелевой логике) и формально ученик может быть прав. Но по сути генерирование таких дополнительных условий исходя из посылки открытого мира не помогает решать тренажёрные задачи, а только мешает это делать.

Особое внимание нужно уделять тренажёрным задачам на начальных стадиях обучения – когда правильный ответ интуитивно не ясен, не является шаблонным. Когда студент материал знает плохо, он включает «смекалистый мозг». Он смотрит на 2*2 и начинает: «Это может быть любое число больше 1.0 и меньше 9.0, ибо мы же не знаем, насколько и как округлили исходные числа. И это может быть в ответе вообще что угодно, начинающееся и заканчивающееся на 2, ибо звёздочка не всегда означает знак умножения. Часто звёздочка означает любое количество символов. А ещё речь может идти о символьном умножении, поэтому ответом будет 22. И давай не будем разбирать ситуации, когда система счисления недесятичная, так и быть». Конечно, он достаточно смышлён, чтобы заподозрить в ответе 4, но и недостаточно уверен в этом ответе, чтобы не предположить дополнительных подвохов.

Двое из десятка изучающих системное мышление человек именно таковы – они материал не читали, но они хорошие инженеры или менеджеры, у них подвешен язык, они скептичны по отношению к материалу учебника (это ничего плохого, просто skeptic thinkers), и именно они обычно самые активные в группе. Их цель не столько поупражняться в системном мышлении и использовании его концептов, сколько попробовать «прогнуть» предлагаемые задачи вместе с системным мышлением, испытать их на прочность «здравого смысла». Этим людям хорошо работать Беспристрастными Свидетелями (Fair Witness) из Хайнлайна: «Энн стояла на трамплине. Джабл крикнул ей: – Тебе виден тот дом на горе? Какого он цвета? Энн посмотрела и сказала: – С нашей стороны белый. Джабл обернулся к Джилл: – Вот видишь, Энн не стала говорить, что дом белый целиком. И вся королевская рать не заставит ее сказать это до тех пор, пока она не пойдет и не посмотрит. Но даже и тогда она не сможет утверждать, что дом остался белым после того, как она ушла»55.

Как мы могли бы с этим бороться? Очевидный ответ – строго формализовать задачи, добиваясь однозначности правильного ответа. Но чем формальней будут поставлены задачи «из учебника», тем дальше они будут от реальной жизни.

Ещё важно понимать, что все эти задачи тренажёрные, а не экзаменационные. Они дают лишь повод осознать и обсудить материал учебника, формализм «единственно правильного ответа» для них непринципиален.

Ещё один источник возможной «формальной нелогичности» системного мышления в том, что он представлен в стандартах и публичных документах, откуда мы берём его положения (а вследствие этого и в нашем учебнике) не как логически непротиворечивая формальная онтология. Каждый стандарт имеет свою онтику (набор фактов о мире, не претендующий на полноту и непротиворечивость с другими наборами фактов). Изложение этих фактов на естественном языке только добавляет неопределённости. В реальных проектах «из жизни» очень трудно составить непротиворечивое системное описание ситуации, так что использовать системное мышление будет много тяжелей, чем в специально составленных учебных задачах.

Переход к использованию мышления

Одного решения задач недостаточно. Нужно будет потом долго тренироваться в постановке задач, в применении системного мышления в ваших рабочих проектах – и только тогда цветущая сложность начинает отступать и поддаваться тренированному в системном мышлении мозгу.

Основных идей системного подхода немного, каждая из этих идей довольно быстро понимается. Проблема в том, что все эти положения глубоко связаны друг с другом и крайне редко используются поодиночке. Так что требуется добиться некоторой беглости (fluency) в их одновременном и совместном применении – примерно в том же смысле, что и беглости пальцев в игре на рояле или наборе текста на клавиатуре, беглости в говорении на иностранном языке. Каждая клавиша на рояле или клавиатуре понятно нажимается, их всего не так много, проблема только в том, чтобы разные клавиши нажимать вовремя, быстро и такие, какие нужно для получения музыки. На освоение клавиатуры уходит несколько дней тренировки, на освоение рояльных клавиш уходит несколько лет. В освоении системного мышления, как и в освоении игры на рояле нет царских путей, кроме как бесчисленного числа повторений, выполнения многочисленных упражнений на использование этих положений, получение опыта применения в жизни. Это, увы, занимает время. Поэтому мышлению желательно учиться с детства. Вот из материалов Viewpoint Research Institute56:

Мы хотим помочь детям развить реальную беглость (fluency) во многих областях образования, включая мышление, математику и науки. Каждый из этих предметов не поддается «естественному обучению» (как учатся ходить и говорить). Довольно много времени и энергии нужно потратить, чтобы получить беглость выше пороговой. Тут интересное сходство с искусством, музыкой и спортом, для каждого из них также требуется довольно много времени и энергии, чтобы получить беглость. Эти искусства могли бы называться «тяжелое развлечение» (hard fun). Математики и ученые знают, что они занимаются искусством, равно как тяжелым развлечением. «Мышление» это более высокая категория, чем «просто» математика, наука и искусства. Оно представляет синтез интуитивного и аналитического подходов к пониманию мира и поведения в нем.

Peter Senge в книге «Пятая дисциплина»57 (1990) писал:

Недавно в ходе пятидневного вводного курса, проводимого Обучающим центром МТИ, одна женщина-менеджер из конструкторского отдела компании Ford лаконично сформулировала ситуацию: «Спустя пару дней, – сказала она, – я начинаю понимать, о чем вся эта история с системным мышлением и интеллектуальными моделями. Мне это напоминает время, когда я только начала знакомиться с высшей математикой. Сначала я чувствовала себя совершенно потерянной. Все это было мне совершенно чуждо. Но потом я начала „схватывать“ суть. Через год я уже вполне владела основами этого дела. Через пять лет это стало основой моей профессии». Потом она добавила: «Если бы высшую математику изобрели сегодня, ни одна из наших корпораций не смогла бы ею овладеть. Мы бы посылали каждого на трехдневные курсы. Затем каждый получал бы три месяца на то, чтобы посмотреть, работают ли „все эти штуки“. А когда выяснялось бы, что они не работают, мы бы начинали пробовать что-нибудь другое».

Если заниматься языками, то любой из них можно довести до уровня С1 (достаточный для поступления в европейский ВУЗ) за год, если интенсивно заниматься – для языка без флексий (английский, испанский) нужно на это потратить 600 часов, с флексиями (русский, немецкий) 1100 часов, для языков совсем другой структуры 2200 часов. Если заниматься год, то в день нужно тратить примерно 1.6, 3 и 6 часов соответственно, и в Сети можно найти достаточно примеров, как мотивированные люди выделяли примерно такое время в своём расписании и достигали успеха. Чтобы достичь в языке мастерства, нужно потратить порядка 10000 часов (хотя это и спорное утверждение, но порядок верный) – то есть заниматься языком несколько лет. И в случае иностранного языка это даже не «мыслить» и не узнать о каких-то новых вещах и их связях, это просто «переназвать известные уже вещи другими словами»! Системное мышление относится к того же сорта практике: его нужно практиковать, чтобы добиться беглости, а не «мыслить со словарём».

И это не разовое учебное усилие, не прохождение «интенсивного курса». Если в день несколько лет подряд нужно тратить по нескольку часов на какое-то занятие, то речь идёт по факту об изменении образа жизни – откуда-то эти несколько часов нужно взять, как-то переустроить своё типичное дневное расписание. Это как поступить в очную или заочную физматшколу: тяжело работать несколько лет, чтобы получить другие жизненные возможности. Обучение вообще-то неблагодарное занятие: если вы учились целые выходные с утра до вечера, то вас похвалить будет некому – это не работа, которую можно существенно продвинуть за пару дней и это всем будет заметно. Нет, придётся потратить много дней без немедленных наград. Зато это позволит потом претендовать на другие работы и другой уровень наград.

Последнее препятствие в использовании системного мышления – это просто его неиспользование по назначению, отсутствие приложения. Автору встречались случаи, когда люди тратили много времени на освоение системного мышления и даже достигали некоторой беглости в его использовании в тот момент, когда им явно указывалось на необходимость каких-то системных рассуждений в сложной ситуации. Но в критических ситуациях собственных рабочих проектов они просто забывали его использовать! Это неудивительно и даже неспецифично для системного мышления: обычно люди знают, как хорошо выполнить то или иное дело, но только мастера реально используют это знание, часто абсолютно автоматически – на то они и мастера. А не-мастера о правильных приёмах работы и мышления обычно знают, но просто забывают их применить, или им это лень делать, потому как неавтоматическое рассуждение очень трудоёмко.

Вот это чувство потерянности при обучении, невозможность реорганизовать свою жизнь для обучения, неиспользование результатов обучения обычно связаны с одной причиной: непониманием, зачем эти новые обширные знания нужны, зачем использовать системное мышление. Живут же люди без этого системного мышления, и неплохо живут!

Резюме тут простое: если хотите меньше допускать ошибок в сложных проектах, то заранее тренируйте системное мышление, а потом используйте его в жизни. Тогда в какой-то реальной ситуации привычка системно мыслить вас спасёт: вы не сделаете глупых ошибок даже в тех ситуациях, которые окружающим вас людям будут казаться очень сложными.

2. Воплощение системы, стейкхолдеры и интересы

Воплощение, определение и описание системы

В системном подходе очень важно понимать, говорим ли мы о физической реальности, привязаны ли мы к ней, или просто фантазируем о мире. Если мы хотим надёжно менять физический мир в соответствии с нашими замыслами, если мы говорим о человеческой деятельности, то нам нужно как-то обеспечить, что все наши рассуждения привязаны к физическому миру, что мы в конечном итоге имеем дело с физической реальностью58.

Это обеспечивается тем, что когда мы говорим о системе, то мы прежде всего имеем в виду воплощение системы (system realization – тот же корень, что real, реальный, буквально речь идёт о существовании в реальности, reality). Система понимается всегда как воплощение системы, как философский индивид – индивидуальный, уникальный физический объект, существующий в физическом мире. Например, это фирма Apple, топливный насос с серийным номером #12345, установленный на авиадвигателе #5678, исполнение танца «Барыня» на сцене Усть-Урюпинского театра вечером 24 октября 2015 года.

Как узнать, что система существует в физическом мире? Для этого есть множество философских критериев, и мы выберем самый «научный» из них. Мы будем считать, что в физическом мире присутствуют только те объекты, которые занимают место в пространстве-времени. Тем самым мы выбираем 4D-онтологию, подразумевающую существование мира в четырёхмерном пространстве-времени «по Эйнштейну».

Индивид в 4D имеет некую протяжённость в пространстве (то есть размер, длину, ширину, высоту, радиус) и во времени (то есть имеется момент, когда он начал существование, и момент, в который он закончил существовать). Место индивида в 4D называется экстент (extent, протяжённость в пространстве-времени). Поля или энергии мы тоже будем считать 4D объектами, физические тонкости такого подхода для нас пока не важны.

Тем самым мы чётко различаем воплощение системы (system realization) как индивид, который занимает экстент в пространстве-времени, и определения системы (system definition) – информацию о воплощении системы, об объекте-индивиде.

Информация не имеет места в реальном мире, нельзя сказать, что определяющее высоту в метрах индивида «Эйфелева башня» число «300» находится где-то в реальном мире и имеет собственную длину-ширину-высоту. Если вы укажете на вот это вот число «300» и скажете, что оно существует и имеет свой экстент – то вы укажете не на само число, а на носитель информации, который своей формой (частицами краски или прозрачностью материала или ещё как-то) кодирует это число. Тем самым место занимает не «300» как число, не часть определения Эфейлевой башни, а материальный объект кусочка описания (system description) Эйфелевой башни – информация определения, записанная на каком-то носителе информации.

Объекты, относящиеся к определению системы легко отличить – они не имеют экстента, они абстрактны, «идеальны» как противоположность материальному.

Всё это нужно для того, чтобы различить воплощение системы и её описания, даже если это неполные воплощения, а только их части и неполные (частные) описания.

Людей интересуют воплощения системы в конечном итоге, а описания системы их интересуют ровно постольку, поскольку без них воплощение системы трудно сделать.

Результат работы проектировщика атомной электростанции – в конечном итоге воплощение атомной электростанции, а не бумажная документация на её строительство или даже информационная модель. Результат работы хореографа – это в конечном итоге сам танец, а не листочек бумаги с описанием танца. И это несмотря на то, что проектировщик сам не строит атомные электростанции, а только их описывает, а «хореограф» в его изначальном значении тоже «описатель» танца (от др.-греч. χορεία – хороводная пляска, хоровод + γράφω – записывать, писать. Первоначальное значение хореографии – это отнюдь не сочинение и постановка танцев, а именно искусство записи танца).

Люди ходят не по карте, а по территории. Карта – это только описание территории, и это верно для всех описаний, не только для географических карт.

Карта коктейлей – это не коктейли, её не пьют. Карта находится в мире информации, даже если на ней изображены картинки настоящих коктейлей. Информация не занимает пространства-времени, она абстрактный объект, а не конкретный.

Если же говорят, что карта занимает пространство-время (имеет экстент), то речь идёт не о самой карте как информационном, абстрактном объекте, а о материальном носителе карты – бумаге и краске. Но нарисованные на карте объекты не существуют. Существуют индивиды, которые описывает эта карта. Карта в данном случае – не система, а только описание системы (system description), а информация на ней – определение системы (system definition).

А вот сами коктейли, описываемые картой (определяемые информацией на карте) – это системы (воплощения системы), они занимают место в пространстве-времени, по ним можно постучать, на них можно показать пальцем, их даже можно выпить.

В случае карты можно постучать не по коктейлям, а по картинкам коктейлей, что совсем не то же самое. И картинки коктейля не выпьешь.

Абстрактные объекты

Объекты-индивиды как воплощения системы противопоставляются определениям, как абстрактным объектам. По абстрактным объектам нельзя постучать, на них нельзя указать пальцем – они не занимают места в пространстве. Они используются в мышлении, чтобы переносить знания между ситуациями. Абстрактные объекты можно выражать символами на каких-то носителях. Но символ и означаемое символом (например, символ доллара и доллар) – это совсем не одно и то же, равно как символ совсем не часть носителя информации, изменение структуры которого (краска, форма углублений) кодирует эти символы.

Множество – это абстрактный объект, не тождественный сумме входящих в него объектов-индивидов. Множество из одного автомобиля – это совсем не то же самое, что этот один автомобиль. Автомобиль имеет экстент, а множество экстента уже не имеет, это просто информация. Другое имя для множества – это тип, или класс. Все красные автомобили-индивиды материальны, а вот множество/тип/класс красных автомобилей – это определение красного автомобиля, оно идеально. Любой красный автомобиль-индивид определяется (defined) как входящий в это множество (классифицируется этим классом, принадлежит этому типу). Мышление ухватывает что-то общее во всех ситуациях, мышление происходит не для отдельных объектов-индивидов, о которых мы знаем разные факты. Мышление происходит для классов/типов/множеств индивидов/экземпляров.

4D экстенсионализм

Если один человек упомянул президента США, а другой – Барака Обаму, то они имели в виду одно и то же лицо? А если другие люди упомянули президента США и Джорджа Вашингтона – они имели в виду тех же лиц? В инженерии тоже нужна жёсткая логика для подобных рассуждений – описанный одним человеком насос P-101 на схеме трубопроводов, и описанный другим человеком насос модели ПДР-15-НШ-12 в монтажной спецификации – это один и тот же насос? А установленный в турбинном зале насос ПДР-15-НШ-12 с серийным номером RKS456/4 – как он соотносится с первыми двумя? Как описать это «в компьютере» так, чтобы и самому не запутаться, и других не запутать?

Ещё Декарт (1596—1650) задавался вопросом: а как вообще понять, что люди говорят об одном и том же объекте, если они видят в нём самые разные свойства (то есть относят его к самым разным классам)? Скажем, один инженер говорит о высокопроизводительной системе, другой – о взрывоопасной, менеджер – о прибыльной, а финансист – о дешёвой? Как тут понять, что речь идёт об одной системе? Ответ на такие онтологические вопросы был дан Декартом и сегодня его подход называют экстенсионализмом (extensionalism)59. В рамках экстенсионализма вслед за Декартом считают, что если экстенты, т.е. место в пространстве, у двух объектов совпадают, то это один и тот же объект. В XX веке к этому добавили ещё и протяжённость во времени, темпоральный/временно́й extent, и соответствующая теория получила название 4D экстенсионализма (4D extensionalism). Для экстенсионального подхода не важно, какие основные или вторичные свойства и сущности увидели разные люди в объекте, или для каких применений этот объект им нужен. Более того, для экстенсионального подхода не важно, одинаковые или разные имена у тех экстентов (мест в пространстве-времени), о которых говорят разные люди, имеющие разные интересы. Если речь идёт об одном и том же месте пространства-времени, значит речь идёт о том же самом индивиде, о том же самом воплощении системы. Если я говорю о пище, вы говорите о яблоке, она говорит о товаре, он говорит о зелёном физическом теле массой 150 грамм, и всем мы показываем на одно и то же место в пространстве-времени, то речь идёт об одном и том же индивиде. Если кто-то показывает в 4D на бабочку с крыльями и говорит «бабочка», а кто-то другой показывает в 4D на яйцо-гусеницу-куколку-бабочку-с-крыльями и говорит «бабочка», то у этих двоих есть шанс понять друг друга. Экстенсионализм позволяет самым разным людям договориться о мире.

Если не требовать, чтобы все рассуждения, все описания систем, которые делают люди, в конечном счёте привязывались бы к воплощениям систем, то мы не имели бы возможность проверить, об одном и том же говорят люди, или о разном. Более того, были бы огромные проблемы с проверкой того, говорят ли люди о реальном мире или высказывают благие пожелания, или просто фантазируют, или даже сознательно не хотят доводить свои мысли до реальности. Именно экстенсионализм позволяет до некоторой степени игнорировать различия в используемой людьми терминологии – ибо в конечном итоге всегда можно проверить, одно и то же понятие люди обозначают разными терминами, или разные: даже если речь идёт об абстрактных понятиях, всегда можно указать примеры из реального мира.

Отношение состава

Главные отношения индивидов – это отношение «часть-целое» (part of), они же отношения состава/сборки (composition).

Инженеры часто говорят об этом как о разбиении (breakdown) системы. Крыло и фюзеляж – части самолёта, топливный насос – часть двигателя. Экстенты всех этих частей занимают какую-то часть экстента целого: крыло занимает часть всего объёма самолёта, часть занимаемого им пространства-времени, топливный насос занимает часть двигателя. Если принять, что все системы существуют не просто в 3D пространстве, а в 4D пространстве-времени, то можно говорить об их темпоральных (временны́х) частях. Если речь идёт о такой части 4D-индивида, что на протяжении какого-то промежутка времени этот индивид не имеет никаких других частей, то эта темпоральная часть называется полной темпоральной частью. Например, яйцо является полной темпоральной частью бабочки – пока бабочка проходит стадию «яйцо», никакой другой «бабочки» в мире нет. Это очень удобно для описания изменений: разные состояния системы становятся просто её разными темпоральными частями. С этими состояниями системы можно работать как с отдельными объектами, они могут получать отдельные имена. Бабочка на стадии «яйцо» называется «яйцо». Пётр Сидорович в состоянии болезни называется «пациент». Удобно представлять четырёхмерные объекты эдакими «червяками» во времени, в которых 3D объём проходит какую-то траекторию во времени, какую-то «развёртку во времени».

При таком подходе события – это трёхмерные «срезы» индивида на какой-то момент времени, эдакие трёхмерные фотографии. До события было одно состояние индивида, а после события – другое состояние индивида. Кроме того, сам индивид появляется в какой-то момент времени, а в какой-то момент времени он исчезает.

Спортсменка на фотографии проходит разные события (отрыв от земли, приземление), определяемые её позами в эти моменты времени.

Эти позы, как «трёхмерные фотографии» и есть события, разделяющие разные состояния «сальто», «подготовки к сальто», «выравнивание после приземления». Эти позы в выделенные точки во времени – события, до и после которых состояние индивида изменяется.

Например, в позном беге60 событием является «поза бега» – всё тело бегуна в определённый момент времени «Поза бега» является ключевой для правильного бега, весь бег оказывается основан на событии принятия правильной позы.

Описания очень сложных систем (от микропроцессоров с их диаграммами состояний до предприятий с их регламентами работы) часто опираются на связанную с ними событийную структуру. Проще всего выяснить что-то про незнакомую систему – это спросить, какие с ней связаны события. В разработке информационных систем предприятия этот метод называется «событийный штурм»61 (event storming, по аналогии с «мозговым штурмом»).

В онтологии 4D экстенсионализма мышление про объект-событие не отличается чем-то особенным: о событиях говорится просто как о частях системы, разве что событие не просто полная темпоральная часть (состояние) системы, но и имеет нулевую длину во времени. Более того, любые события являются сами по себе границами темпоральных частей индивидов – эти 3D-срезы разрезают индивиды на состояния, которые были до события и состояния, которые наступили после события.

Можно говорить и о сложных событиях, которые занимают некоторое ненулевое время, если их рассматривать «в лупу». Когда говорят о таких сложных событиях, то рассматривают их в контексте таких больших отрезков времени, на которых длительностью самого сложного события можно пренебречь. Так, говоря о созревании помидоров, можно выделить сам помидор как целое, и три его полных темпоральных части – зелёный помидор, событие покраснения (превращения зелёного помидора в красный) и красный помидор. В большинстве случаев при разговоре про помидор можно пренебречь временем события покраснения помидора и всеми промежуточными при этом состояниями, оно тут просто не принимается в расчёт: нас интересует зелёное и красное состояния помидора, объекты «зелёный помидор» и «красный помидор», а вот «промежуточный помидор» нас не интересует, поэтому мы считаем это просто событием.

Вот диаграмма пространства-времени (space-time map) из книги Chris Partridge «Business Objects: Re-Engineering for Re-Use»62, которая это иллюстрирует:

Все три измерения пространства на этой диаграмме показывают на одной оси, а время на другой оси. Помидор (экземпляр помидора #91, речь ведь идёт об индивидах) занимает какое-то пространство-время, а внутри его находятся индивиды-состояния зелёного помидора, красного помидора и сложное событие изменения цвета помидора.

Событие «вторая мировая война» тоже длилось много лет, но при рассмотрении «предвоенного мира» и «послевоенного мира» это событие считается прошедшим «мгновенно» – это просто «фотография мира» в тот момент, когда там шла война.

Отверстия

4D экстенсионализм позволяет легко договариваться и о тех объектах, которые вызывают трудности в их определении. Так, объект «отверстие» в языке определяется как нечто несуществующее, «дырка». В бублике дырка – то место, где нет теста. Но в инженерном мире дырка вполне себе существует как отдельный объект-индивид: её можно сделать (просверлить), её можно облицевать каким-нибудь покрытием. Скважина – это отверстие в земле, нефтяники на сленге её часто называют «дыркой»: она ценна именно тем, что в скважине ничего нет, поэтому по ней можно качать нефть или газ. «Проходка» – это отверстие в сплошной стене, через которое можно пропустить трубу (часто это отверстие чем-то облицовывают).

Если вспомнить, что отверстие занимает определённый объём, определённое место в пространстве-времени, то дальше ему можно дать имя (инженеры так и делают), и обсуждать какие-то технологические операции с ним – изготовление, учёт, проверку, ремонт, «настройку».