تكامل

هر گذار سيستمي نوعي تكامل را در سيستم بوجود مي‌آورد و توسعه‌هاي تكاملي مهم‌ترين وقايع گذارهاي فراسيستم هستند.

عمده‌ترين گامها در تكامل، هم در بيولوژي و هم در فرهنگ چيزي جز گذارهاي فراسيستمي در مقياس بزرگ نيست. مفهوم گذار فراسيستم اين اجازه را مي‌دهد كه تا نوعي مقياس اندازه‌گيري كمي هدف تكامل و تمايز بين تكامل و مسير مثبت« پيشرفت» و تكامل در مسير منفي « پس رفت» در نظر گرفته شود.

محيط سيستم و نحوه تعامل

محيط سيستم: بخشي از جهان خارج (هر چيز كه بيرون مرزهاي سيستم بماند) كه به نحوي براي سيستم مهم است، محيط آن سيستم ناميده مي شود.][i][

هيچ سيستمي بطور كامل از محيطش مجزا نيست.

درونداد سيستم: مواد، انرژي و/يا اطلاعات كه از مرزهاي سيستم به درون سيستم وارد مي‌شوند، درونداد به سيستم ناميده‌مي‌شوند.

برونداد سيستم: مواد، انرژي و/يا اطلاعات كه از سيستم به محيط مي‌گذرد، برونداد ناميده مي‌شود.

محصول سيستم: آنكه به سيستم در شكلي وارد مي‌شود و معمولاً سيستم را در فرم ديگري ترك مي‌كند ميزان محصول يا راندمان خوانده مي‌شود.

شكل: سيستم در حال تعامل با محيط خود

---

[i] - Ingelstam, lars,2000, " systems and systems research: a " reasoning" overview with regard to research on energy, technology and society"

تحليل سيستمها

نگرش سيستمي به يك سيستم به جاي نگاه از پايين به بالا، به صورت از بالا به پايين نگاه مي‌كند. در نگاه اول به سيستم به عنوان جعبه سياه كه با محيط خود در تعامل است توجه مي‌شود. در نگاه بعدي، توجه به نحوة تركيبي است كه جعبه‌هاي سياه كوچكتر (زير سيستمها) براي دست يافتن به هدف سيستم باهم تركيب شده‌اند. پايين ترين سطح اهميت با اجزاء منفرد است. براساس همين نوع نگرش، در تحليل يك سيستم مي‌توان دو نوع رويكرد داشت.

1) رويكرد تحليل عملكردي يا جعبه سياه

رويكرد اول به اصطلاح جعبه سياه گفته مي‌شود. در اين رويكرد فقط به درونداد و برونداد سيستم توجه مي‌شود. در اين رويكرد به اجزاء درون سيستم و كاركرد تك تك آنها و نيز زير سيستمي كه درونداد به آن مي‌رود و يا زير سيستمي كه بروندادي از ان خارج مي‌شود، توجه نمي‌شود. آنچه مهم است، عملكرد كلي سيستم مورد نظر است. اين رويكرد به نتيجه نهايي توجه دارد. مثلاً در تحليل يك شهر مقدار سوخت ورودي به شهر و مقدار آلودگي ايجاد شده (برونداد) مد نظر است و اين مورد توجه نيست كه هر شخص چقدر آلودگي توليد كرده است.

رويكرد جعبه سياه تنها محدود به موقعيتهايي نيست كه ما در مورد اتفاقات درون سيستم نمي‌دانيم. در خيلي از موارد به سادگي مي‌توان چيزي را ديد كه در سيستم اتفاق مي‌افتد. ولي ترجيح مي‌دهيم كه از جزئيات دروني سيستم صرفنظر كنيم.

2) رويكرد تحليل ساختاري يا جهبه سفيد

رويكرد مقابل « جعبه سياه»، رويكرد جعبه سفيد است. در اين رويكرد فرايندهاي داخلي سيستم، اجزاء سيستم و روابط بين آنها مورد توجه است.

شكل: سيستمي به عنوان جعبه سفيد (شامل مجموعه زيرسيستمهاي در حال تعامل) و سيستمي به صورت جعبه سياه (بدون اجزاء قابل مشاهده)

اين دو نگاه مكمل « سفيد و سياه» به يك سيستم، اين اصل عمومي را تصوير مي‌كنند كه سيستم به صورت سلسله مراتبي سازمان يافته است و شامل سطوح متفاوتي است. در سطح بالاتر تجريد بيشتر مي‌شود. اين سطح شامل ديد كل سيستم بدون توجه به جزئيات اجزاء يا قسمتهاست. در سطح پايين‌تر، كثيري از قسمتهاي تعامل كننده ولي بدون درك نحوه سازمان يافتن و شكل دادن كل را مي تواند ديد. براساس رويكرد تحليلي سطح پايين تمام چيزي است كه ما نياز داريم.

فراسيستم

فرض كنيد كه سيستمي همچون S (از هر نوعي) وجود دارد و همچنين روشي وجود دارد كه بتوان تعدادي كپي از آن و شايد با تغييراتي تهيه نمود. حال فرض كنيد كه اين سيستمها براي ايجاد سيستم جديدي به نام ًS بكار گرفته شود كه در آن سيستمهايي از نوع S زير سيستمهاي سيستم بزرگترS' هستند. سيستم جديد S' همچنين مكانيزم اضافي دارد كه رفتار و توليد زيرسيستمهاي S را كنترل مي‌كند. در اين صورت S' نسبت به S فراسيستم خوانده مي‌شود. مفهوم گذار فراسيستم توسط آقاي تركچين[1] در كتاب « پديده علم»  معرفي شد.

شكل: ايجاد فراسيستم S' از تعدادي سيستم S

 1) گذار فراسيستم

ايجاد S' از چند سيستم S و يك مكانيزم كنترل را يك گذار فراسيستم گويند. ساختار كنترلي چندسطحي، در نتيجة‌ گذارهاي متوالي فراسيستم بوجود مي‌آيد. اين فرا سيستمها اشكال پيچيده رفتاري را اجازه مي‌دهد.

سيستم اصلي S را حيطه[2] گذار فراسيستم، و تعداد سيستمهاي تجميع شده را مقياس[3] آن گويند. حداقل مقياس گذار فراسيستم يك است. در اين حالت هيچ بازآفريني از حيطه روي نمي‌دهد ليكن سطح كنترل جديدي ظهور مي‌كند، از اين روي يك گذار فرا سيستم روي مي‌دهد.

در يك سيستم كنترل چندسطحي، هر سطح با فعاليتهاي معيني ارتباط مي‌يابد كه اختصاصي آن سطح است. هر گذار فراسيستم، نوع جديدي از فعاليت را ايجاد مي‌كند. اگر A فعاليتي در بالاترين سطح كنترل سيستمي باشد، در اين صورت در يك گذار فراسيستمي، فعاليت جديدي ظهور مي‌كند كه سطح كنترل جديد است. چنانچه اين فعاليت، A' ناميده شود، در اين صورت، A' كنترل كننده فعاليتهاي A هست كه اكنون سطح ماقبل آخر است. اين رابطه را به صورت زير مي‌توان نوشت:

كنترل A= A'

مثال بارز يك گذار فراسيستم، پيدايش ارگانيسم‌هاي پرياخته است. در اين مثال، سيستم S يك سلول زنده است و خودش به تنهايي مي‌تواند زنده بماند. تكثير سلول‌ها و تلفيق آنها در يك فراسيستم S'، يك ارگانيسم از نوع جديدي را بوجود مي‌آورد كه ممكن است از هزاران و ميليونها سلول تشكيل شود. در ابتداي اين فرايند، مكانيسم كنترل كاملاً ابتدائي است و فقط سلولها را كنارهم نگه مي‌دارد. اين كار به خاطر قوانين طبيعت و بدون هيچ زيرساختار فضائي مجزائي انجام مي‌شود. اما در حين انجام گذارهاي بيشتر فراسيستم، تخصص‌گرايي سلول‌ها رخ مي‌دهد و در نتيجه يك سلسله‌مراتب چندسطحي از ساختارها و كاركردها ايجاد مي‌شود كه طي آن سلولها در قالب بافتها، بافتها در قالب عضوها و عضوها در قالب ارگانيسم يكپارچه مي‌شوند و همه اينها توسط سيستمهاي مزاجي و عصبي كنترل مي‌شوند.

شكل گيري جوامع انساني از  افراد نيز يك گذار فراسيستم است. همانند مورد ارگانيسم هاي پرياخته، حيطه گذار S، كل سيستم تحت بررسي است. براي يك گذار فراسيستم، هيچ لزومي ندارد حيطه گذار كل سيستم تحت بررسي باشد، مثلاً در تشكيل ارتش از مشمولين نيز نوعي گذار فراسيستم رخ داده است، ولي حيطه اين گذار تمام سيستم جامعه نيست.

2) تكامل

هر گذار سيستمي نوعي تكامل را در سيستم بوجود مي‌آورد و توسعه‌هاي تكاملي مهم‌ترين وقايع گذارهاي فراسيستم هستند. در كتاب « پديده علم» نشان داده شده است كه عمده‌ترين گامها در تكامل، هم در بيولوژي و هم در فرهنگ چيزي جز گذارهاي فراسيستمي در مقياس بزرگ نيست. مفهوم گذار فراسيستم اين اجازه را مي‌دهد كه تا نوعي مقياس اندازه‌گيري كمي هدف تكامل و تمايز بين تكامل و مسير مثبت« پيشرفت» و تكامل در مسير منفي « پس رفت» در نظر گرفته شود.

3) نظريه گذار فراسيستم

نظريه گذار فراسيستم نامي است كه براي فلسفه سايبرنتيكي خاصي داده شده است. برجسته‌ترين مفهوم آن، گذار فراسيستم، فرايند تكاملي كه طي آن سطوح بالاتر پيچيدگي و كنترل ايجاد مي‌شود. اين ئئوري شامل نگرشهاي مبدأ آن به مسائل فلسفي و پيش‌گويي‌هايي درباره آيندة‌ ممكن نژاد انسان و زندگي است.

اصول پايه نظريه گذار فراسيستمي توسط تركچين و جاسلين[4]  در مانيوفست سايبرنتيك فرموله شد.

---

[1] -Turchin

[2] - Scope

[3] - Scale

[4] - Joslyn

نظريه عمومي سيستم‌ها

انتهاي دهة 1940 مفهومي مبتني بر اين ايده شكل گرفت كه اصول پايه متداولي مي‌تواند براي همه سيستمها يافت شود. لودويگ وان برتالانفي عبارت نظريه عمومي سيستم‌ها را حدود 1950 براي بيان اين كوشش بكار برد.

نظريه عمومي سيستم‌ها با توسعه چهارچوبي سيستمي براي تشريح روابط عام در جهان طبيعي و مصنوعي مرتبط است. نياز براي نظريه عمومي سيستمها ناشي از مساله ارتباطات ميان رشته‌هاي مختلف بود. مشكلات ميان رشته‌هاي گوناگون مانند فيزيك و علوم زيستي، علوم اجتماعي و رفتاري، و مردم شناسي بزرگترين بودند. يك رويكرد به چهارچوبي مرتب، ساختن سلسله‌مراتبي از سطوح پيچيدگي براي واحدهاي پايه رفتاري در حوزه‌هاي مختلف كاوشگري[1] است. يك سلسله‌مراتب از سطوح مي‌تواند به رويكردي سيستمي نسبت به سيستمها منتهي شود كه كاربردي وسيع دارد. بولدينگ[2] چنين سلسله‌مراتبي را تقريباً به صورت زير تدوين كرد:

1-      سطح ساختار يا چهارچوب‌هاي ايستا، شامل جغرافيا و كالبدشناسي جهان، اتم در كريستال، يا ساختار ستاره‌ها.

سطح اول بولدهدگ فراگيرترين است. سيستمهاي ايستا همه‌جا هستند و اين دسته پايه‌اي را براي تحليل و تركيب سيستمها در سطوح بالاتر فراهم مي‌كند.

2-      سطح سيستم پوياي ساده زماني^[3] (خودكار)، ساده ترين سيستم پويا با حركت از پيش تعريف شده، شامل قسمت معني‌داري از شيمي، فيزيك و علم مهندسي. منظومه شمسي،

سيستمهاي پويا با نتايج از قبل تعيين شده در علوم طبيعي غالب هستند. ويژگي اينگونه سيستمها سعي در باقي ماندن در يك تعادل ديناميكي است

3-      سطح ترموستات يا سيستم سيبرنتيكي، شامل ارسال و تفسير اطلاعات.

اولين لايه ايست كه بحث اطلاعات در آن مطرح مي‌شود. اين سيستمها اولين لايه داراي حافظه مي‌باشند

4-      سطح سلول، ساختار خود نگهدار يا سيستم باز^[4]،  جائيكه شروع زندگي مشهود است.

از ساده ترين سيستمهاي خود نگهدار است، سيستمهايي كه مي توانند محيط پيرامون را بشناسند و ساختار خودشان را خودشان نگهداري كنند. زندگي از سيستمهاي باز (ياخته‌ها) شروع مي‌شود.

5-      سطح گياه، با ساختار جامعه ژنتيكي[5] دنياي زندگي گياهي را ايجاد مي‌كند.

اين سيستمها ساختار ژنتيكي و قابليت تكثير دارند. ارگانهاي حسي كمتري دارند. مهمترين مشخصه گياه تقسيم وظايف بين زير سيستمها است.

6-      سطح حيوان، شامل تحرك، رفتار غايت‌شناختي و خودآگاهي.

عمدة ترين مشخصه حيوان هوشياري است. زير سيستمهاي حسي و تخصصي پيچيده در اين سطح ديده مي‌شود. اين سيستمهاي تخصصي در هر لحظه حجم عظيمي از اطلاعات را مي گيرند و پردازش مي كنند و دوباره سيستم را تنظيم مي‌كنند. سيستمهاي هوشيار بخاطر سيستمهاي عصبي پيچيده نسبت به تغييرات محيطي دائما" هوشيار است .

7-      سطح انساني، شامل خودآگاهي و قابليت توليد كردن، جذب كردن و تفسير نشانه‌ها.

8-       سطح سازمان اجتماعي، محتوي حجم و معني پيغام‌ها، سيستمهاي ارزشي، نسخه‌برداري تصاوير به سوابق تاريخي، هنر، موسيقي و شعر و هيجان پيچيده انساني را نيز شامل مي‌شود.

اين سيستم از زير سيستم هاي كوچكتر تشكيل شده است. مثلاً  هر شركت داراي بخشهاي مختلف است و خود در سيستم بزرگتري و نهايت در كل سيستم كشور و بعد هم در سيستم كل جهان قرار دارد.

9-     

 

پيچيدگي

1

2

3

4

5

6

7

8

9

چهارچوب ايستا

سيستمهاي پوياي ساده زماني

سايبرنتيك

سيستمهاي باز

جامعه ژني

حيوان

انسان

سازمان

?

 سطح نا شناخته‌ها، جايي كه ساختار و روابط ممكن است مسلم باشد ولي پاسخها هنوز در دسترس نيست.

شكل: سطوح پيچيدگي سيستمها

 

از سطح سوم به بالا مدلهاي سيبرنتيكي اكثراً در شكل حلقه‌هاي بسته، در دسترس است، در حال حاضر سيستمهاي حلقه‌باز مورد توجه علوم مي‌باشند ولي مدلسازي آنها به دليل بالا رفتن خواص خود تنظيمي سخت است. ماوراي اين سطح دانش سيستمي ناچيزي در دسترس است. به هر حال، نظريه عمومي سيستم‌ها ، علم را با چهارچوب مفيدي فراهم مي‌كند كه درون آن هر رشته تخصيصي ممكن است كمك كند. آن چهارچوب به دانشمندان اجازه مي‌دهد كه مفاهيم و يافته هاي مشابه را باهم مقايسه نمايند. از اينرو بزرگ‌ترين سود آن ارتباط ميان رشته‌هاي علوم است.

---

[1] - Inquiry

[2] - Boulding

[3] - Clockworks

[4] - Open System

[5] - Genetic societal

سيستم هاي پيچيده

سيستمهاي پيچيده^۱ سيستمهايي هستند كه داراي خواصي چون موارد زير باشند. پيچيدگي سيستم جلوه‌اي است كه تعداد زير سيستم‌هاي كنوني و در نتيجه تعداد فرايندهاي درگير را تعريف مي‌كند. البته اين اصطلاح اغلب به رويكردي گفته مي‌شود كه حيطه وسيعتري دارد و شامل ايده‌ها و فنوني از نظريه آشوب‏،‏ زندگي مصنوعي‏، محاسبات تكاملي و الگوريتم‌هاي ژنتيك‏ است. تفكر سيستمها رويكرد ديگري است كه، سعي در مطالعه سيستمها به روشي كل گرا به منظور پاسخگويي به انواع پيچيدگي يافت شده در سيستمهاي پيچيده دارد. برخي از خواص سيستمهاي پيچيده كه آنها را از سيستمهاي غير پيچيده مجزا مي‌كند عبارتند از:

1-      پيدايش:

رفتارها و الگوهايي كه در سيستمهاي پيچيده به عنوان روابط بين عناصر پديدار مي‌شود، يك سيستم پيچيده را از يك سيستم صرفاً مشكل متمايز مي‌كند. پيدايش، خاصيت كليدي سيستمهاي پيچيده است و كارهاي زيادي در جهت كمك به فهم  بيشتر در مورد طبيعت و حالات و نحوه رخ دادن آن انجام شده است.

2-      دامنه روابط:

روابط بين عناصر در يك سيستم پيچيده كم‌برد هستند، معمولاً اطلاعات از همسايه‌هاي نزديك مورد قبول است. غناي اتصالات بدين معني است كه ارتباطات در عرض سيستم خواهند بود ولي احتمالاً سر راه اصلاح خواهد شد.

3-      غير خطي بودن روابط:

بين عناصر سيستم، بندرت روابط ساده علت و معلول وجود دارد. يك انگيزة‌ كوچك ممكن است علت اثري بزرگ باشد و يا اصلاً هيچ اثر نداشته باشد.

4-       حلقه‌هاي بازخورد روابط:

هم بازحور منفي (ميرا) و هم مثبت (تقويت شونده) اجزاء كليديٍ سيستمهاي پيچيده‌اند. اثرات اعمال يك عامل، بازخور عامل ديگري مي‌شود و اين نيز به نوبه خود، روي رفتار عامل در آينده اثر مي‌گذارد. اين مجموعه روابط غيرخطي دائماً در حال انطباق در قلب چيزي قرار دارد كه سيستم پيچيده را خاص مي‌سازد.

5-      باز بودن سيستمهاي پيچيده:

سيستمهاي پيچيده سيستم‌هاي باز هستند؛ يعني، انرژي و اطلاعات دائماً از يك سو به سيستم وارد شده و از مرزهاي سيستم صادر مي‌شوند. به اين علت،  سيستمهاي پيچيده با وجود اينكه تغيير ثابت است و يا پايداري ظاهر شده است، معمولاً دور از حالت تعادل هستند.

6-      قسمتها نمي توانند شامل كل باشند.

عناصر در يك سيستم پيچيده نمي‌تواند بداند در سيستم به عنوان كل چه خبر است. اگر بتوانند، همه پيچيدگي مي‌تواند توسط يك عنصر بيان شود. اين موضوع از آنجاييكه پيچيدگي به وسيله روابط بين عناصر بوجود آمده است‏ غير ممكن است. نتيجه فرعي اين موضوع نيز آن است كه هيچ عنصري در سيستم نمي‌تواند اميدوار به كنترل سيستم باشد.

7-      سيستمهاي پيچيده تاريخچه‌اي دارند

تاريخچه يك سيستم پيچيده مهم است و نمي‌تواند ناديده گرفته‌شده شود. حتي تغييري كوچك در اوضاع مي‌تواند به انحرافاتي وسيع در آينده منتهي شود.

8-      سيستم‌هاي پيچيده تودرتو هستند

جنبة‌ كليدي ديگر سيستمهاي سازشگر پيچيده آن است كه اجزاء سيستم كه معمولاً به عنوان عامل‌ اشاره مي‌شود؛ خودشان سيستمهاي سازشگر پيچيده هستند. براي مثال، يك اقتصاد از سازمانها ساخته شده است، كه آن نيز از مردم تشكيل شده و مردم نيز سيستمهايي از عضوها هستند كه توسط سيستمهاي عصبي و سيستمهاي غدد درون‌ريز كنترل مي‌شوند و  آنها نيز از سلولها ساخته شده‌اند. در هر سطح سلسه مراتب سيستمها، سيستمهاي سازشگر پيچيده وجود دارد.

9-      تعيين حدود و مرزها مشكل است

معمولاً  تعيين مرزهاي يك سيستم پيچيده مشكل است. تصيميم گيري در مورد مرزهاي سيستم به نيازهاي مشاهده‌گر و پيش داوريهاي آن و نه لزوماً به خاصيت ذاتي خود سيستم مبتني است. براي مثال شايد در نگاه اول تعيين مرز يك فرد آسان باشد، ولي با كمي تفكر ابهاماتي پيش خواهد آمد‏ مثلاً آيا لباسهاي فرد داخل سيستم قرار دارد يا خارج آن؟ يا محصولات پسماندي همچون مو و تكه‌هاي ناخن داخل سيستم هستند يا نه؟

---

[1] - complicated

سيستمها و زير سيستمها

تعريف يك سيستم بدون توجه به موقعيت آن در سلسله‌مراتب سيستمها كامل نيست. هر سيستم از اجزاء ساخته‌شده است و هر جزء مي‌تواند به اجزاء كوچكتر بشكند. اگر دو سطح سلسله‌مراتبي در يك سيستم معين درگير باشند، مناسب است كه سطح پايين‌تر زير سيستم خوانده شود. براي مثال، در يك سيستم حمل و نقل هوايي، هواپيما، ترمينال‌ها، تجهيزات پشتيباني زميني و كنترل، زير سيستم هستند.. اقلام تجهيزاتي، مردم و اطلاعات، اجزاء هستند. نقش‌هاي سيستم، زير سيستم و جزء به هم وابسته‌اند. سيستمي در  يك سطح در سلسله‌مراتب، جزئي در سيستم ديگر است. تعريف سيستم تحت بررسي با تعيين حدود و مرزهاي آن مهم است.

بخشي از جهان خارج(هر چيز كه بيرون مرزهاي سيستم بماند) كه به نحوي براي سيستم مهم است، محيط آن سيستم ناميده مي شود. هيچ سيستمي بطور كامل از محيطش مجزا نيست.

مواد، انرژي و/يا اطلاعات كه از مرزهاي سيستم به درون سيستم وارد مي‌شوند، درونداد به سيستم ناميده‌مي‌شوند.

مواد، انرژي و/يا اطلاعات كه از سيستم به محيط مي‌گذرد، برونداد ناميده مي‌شود.

آنكه به سيستم در شكلي وارد مي‌شود و معمولاً سيستم را در فرم ديگري ترك مي‌كند ميزان محصول يا راندمان خوانده مي‌شود.

شكل: سيستم در حال تعامل با محيط خود

هر سطح از سلسله مراتب قوانين خاص خود را دارد و اين قوانين اغلب ساده هستند. در توصيف تمامي سيستم‌ها، ساده‌سازي وجود دارد. ساده‌سازي بدين معني است كه اجزاء و روابط غير مهم، كنار گذاشته مي‌شوند. بنابراين مي‌توان براي سيستمها ساختارها و كاركردهاي مشابهي، مستقل از قلمروي خاص آن يافت. نظريه عمومي سيستمها مبتني بر اين فرض است.

دسته بندي سيستمها

براي درك سيستمهاي مختلف و دامنه و وسعت آنها سيستمها را طبقه‌بندي مي‌كنند. طبقه بندي سيستمهاي به چند طريق مفهومي صورت مي‌گيرد و باعث مي‌شود كه شباهتها و تفاوتهاي بين سيستمهاي مختلف آشكار گردد. در زير چند دسته بندي متداول از سيستمها آمده است:

1-      سيستمهاي طبيعي و مصنوعي(انسان ساخته)

مبداً سيستمها يكي از مهم‌ترين فرصتهاي دسته‌بندي را ارائه مي‌دهد. سيستمهاي طبيعي آنهايي‌ هستند كه توسط فرايندهاي طبيعي به وجود مي‌آيند.

سيستمهاي مصنوعي آنهايي هستند كه انسان‌ها بواسطه اجزاء، شناسه‌ها، يا روابط در آنها مداخله كرده‌اند. همه سيستمهاي مصنوعي، در موقع شكل گيري، در جهان طبيعي جاي‌مي‌گيرند. اغلب بين سيستمهاي مصنوعي و سيستمهاي طبيعي واسط‌هاي مهمي وجود دارند. هريك از اين نوع سيستمها، بر ديگري اثر مي‌گذارد. اثرات سيستمهاي مصنوعي روي جهان طبيعي اخيراً موضوع شديدي براي مطالعه خصوصاً در مورد آنهايي شده كه اثرات نامطلوبي روي طبيعت گذاشته‌اند.

سيستمهاي طبيعي درجه بالايي از نظم و تعادل را به نمايش مي‌گذارند. اين مطلب در فصول، زنجيره غذايي، چرخه آب، و غيره ثابت شده است. هر اتفاقي در طبيعت با انطباق مناسبي همراه است. در محيط طبيعي هيچ ضايعات يا مرده‌اي وجود ندارد، همه چيز در حال بازيافت مداوم است.

2-      سيستمهاي فيزيكي و مفهومي

سيستمهاي فيزيكي، سيستمهايي هستند كه در شرايط فيزيكي(طبيعي) آشكار هستند. سيستم‌هاي مفهومي سيستمهايي هستند كه اجزاء يا شناسه‌هايي از آنها علائم و سمبلها باشند. ايده‌ها، برنامه‌ها، مفاهيم و آزمونهاي فرض، مثال‌هايي از سيستم‌هاي مفهومي هستند.

يك سيستم فيزيكي، فضاي فيزيكي اشغال مي‌كند در حالي كه سيستم‌هاي مفهومي، سازمان‌هايي از ايده‌ها هستند. يك سيستم فيزيكي پيشنهادي ممكن است به طور نظري با مدل رياضي يا مفهومي ديگري شبيه سازي شده باشد. در دنياي واقعي، اغلب سيستم‌هاي مفهومي نقشي اساسي در عمليات سيستمهاي فيزيكي بازي مي‌كند.

3-      سيستمهاي ايستا و پويا

تقسيم دوتايي ديگر تمايز بين سيستم‌هاي ايستا و پويا است. يك سيستم ايستا، سيستمي است كه شامل ساختار بدون هيچ نوع فعاليت است. پل مثال مناسبي از سيستم ايستاست. سيستم پويا تركيبي از اجزاء ساختاري داراي فعال است. مثال اين نوع سيستم يك مدرسه است كه تركيبي است از يك ساختمان، دانش آموزان، معلمان، كتابها و برنامه تحصيلي. يك سيستم تنها وقتي ايستا است كه در چارچوب مرجع محدودي قرار گيرد. يك پل در يك دوره زماني ساخته مي‌شود و اين يك فرايند پوياست. سپس نگهداري و شايد براي خدمت رساني كاملاً تغيير مي‌يابد. بازخور باعث پويايي سيستم مي‌شود و معمولاً  بدون بازخور، سيستم حالتي ايستا دارد. . هرچه تعامل ميان اجزاء يك سيستم بيشتر باشد، آن سيستم از پويايي بيشتري برخوردار است. اما حتي يك سيستم كاملاً پويا نيز ممكن است قادر به بقاء نباشد، مگر اينكه در جهت صحيحي تكامل يابد.]2[

تغيير در سيستم مي‌تواند دروني باشد مانند شكل‌گيري اجزاء جديد ( نقش‌آفرينان جديد) در كنار اجزاء موجود، روابط بين اجزاء سيستم عوض شود و يا شناسه‌ها تغيير يابند(مانند تواناييهاي نقش‌آفرينان، ماهيت و شدت پيوند بين نقش‌آفرينان). همچنين تغيير مي‌تواند بيروني باشد و از طرف محيط ديكته شود مانند مانند نوع و كثرت تعاملات بخشهاي مختلف با محيط سيستم.]2[

4-      سيستم‌هاي بسته و باز

سيستم بسته سيستمي است كه بطور معناداري با محيط خود تعامل ننمايد. محيط تنها بافتي براي سيستم فراهم مي‌كند. ويژگي اصلي سيستم‌هاي بسته تعادل منتج از استحكام دروني آنهاست. اين تعادل سيستم را علي رغم تاثيرات محيط حفظ مي‌كند. سيستمهاي بسته‌اي كه هيچ ارتباطي با جهان خارج نداشته باشند، نادرند.

 يك سيستم باز به اطلاعات، انرژي و ماده اجازه عبور از مرزهاي خود مي‌دهد. سيستم‌هاي باز با محيط خود تعامل دارند. گياهان، سيستمهاي اكولوژيكي و سازمانهاي كسب و كار نمونه‌اي از سيستمهاي باز هستند. ويژگي اصلي سيستمهاي باز حالت پايدار با محيط است. در آن حالت پايدار، تعامل پوياي عناصر سيستم، با تغييرات محيطي سازگار مي‌شود. در نتيجه اين حالت پايدار، سيستم‌هاي باز، خود تنظيم^[1] و اغلب خودسازگار^[2] هستند.

طبقه بندي يك سيستم به عنوان سيستم بسته يا باز آسان نيست. سيستمهاي باز نوعاً  از طريق فرايندهاي طبيعي بوجود آمده‌اند. سيستمهاي مصنوعي خصوصيات هر دو نوع سيستمهاي باز و بسته را دارند. هر دو سيستم بسته و باز خاصيتي از آنتروپي را به نمايش مي‌گذارند. آنتروپي به صورت درجه‌اي از بي‌نظمي^[3] در يك سيستم تعريف مي شود و نظير استفاده از اصطلاح در ترموديناميك است.

در سيستمها، افزايش آنتروپي به معني افزايش بي‌نظمي (بي‌سازماني) است. كاهش در آنتروپي به معني وقوع نظم است. زندگي گذاري از بي‌نظمي به نظم را بيان مي‌كند. اتم‌هاي كربن، هيدروژن، اكسيژن و ساير عناصر براي توليد يك ارگانيسم زنده در نظمي پيچيده مرتب شدند. براي ايجاد سيستم مصنوعي بايد كاهش آگاهانه در آنتروپي رخ دهد.

 

---

[1] - Self-regulatory

[2] - Self-adaptive

[3] - Disorganization

مفاهيم اوليه سيستمها

نگرش سيستمي، نگاهي كل نگر و جامع همراه با توجه به جزئيات پديده‌هاست. در اين موضوع مفاهيمي چون تعاريف، ويژگيهاي سيستم، طبقه‌بندي سيستمها ، سطوح سيستمي، ابرسيستمها و سيستمهاي مورد توجه قرار مي‌گيرد. در ادامه مفاهيم كلي سيستم‌ها بيان مي‌شود.

سيستم مجموعه‌اي از اجزاء وابسته به هم است كه براي رسيدن به هدفي مشترك كار مي‌كنند. سيستم، اجتماع يا تركيبي از عناصر يا قسمتهايي است كه يك هويت پيچيده يا يكپارچه را شكل مي‌دهند. هر اجتماع يا مجموعه‌اي از اعضاء مرتبط مانند يك سيستم پول؛ يا اجتماع مرتب و جامع حقايق، اصول، يا دكترين‌ها در حوزه خاصي از دانش يا انديشه، مانند سيستم فلسفه، بدنة‌ هماهنگي از روشها يا طرح‌هاي پيچيده يا برنامه‌ و يك رويه، مانند سيستم سازمان و مديريت؛ هر روش منظم يا مخصوصي از برنامه و رويه، مانند سيستم علامت گذاري، شماره‌گذاري يا اندازه‌گيري[1] نمونه‌هايي از يك سيستم است. هر مجموعه‌اي از اقلام، حقايق، روشها يا رويه‌ها لزوماً يك سيستم نيست. گروهي تصادفي از اقلام، كه روي ميزي قرارگرفته است، مجموعه‌اي از روابط معين بين آن تشكيل مي‌شود، ليكن به دليل فقدان يكپارچگي، روابط كاركردي و مقصود مفيد، به عنوان سيستم در نظر گرفته نمي‌شود. رويكرد سيستمها، روشهاي تجزيه و تركيب را براي دربرگرفتن كليت و كاهش‌گرايي، يكپارچه مي‌كند.

هر سيستمي از اجزاء و روابط بين آنها و شناسه‌هاي اجزاء تشكيل يافته است. براي انتخاب مجموعه مشخصي از اجزاء و روابط، و شناسه‌هاي اجزاء به نحوي كه سيستم واحدي را تشكيل دهند، بايد دلايل مشخصي وجود داشته باشد. در زير اجزاء، شناسه‌ها و روابط موجود در يك سيستم تعريف مي‌شود.

1) اجزاء[2]:

اجزاء قسمت‌هاي عملياتي يا عمل كننده يك سيستم متشكل از درونداد، فرايند و  برونداد هستند. هر جزء سيستم ممكن است براي توصيف وضعيتي از سيستم، انواع مقادير را بگيرد و ممكن است انواع ارزشها را به صورت يك يا بيشتر محدوديت فرض كند. اجزا مي‌توانند تنوع گونه‌اي داشته باشند شامل نقش‌آفرينان، سازمانها و حتي افراد، بنگاههاي كسب و كار، بانكها، دانشگاهها، موسسات تحقيقاتي و آژانسهاي سياستگذار عمومي (يا قسمتها و گروههايي از آنها). همچنين اجزاء مي‌توانند مقرارت در شكل انواع مصنوعات قانوني از قبيل قوانين تنظيمي، رسوم و هنجارهاي اجتماعي باشند

مجموعه اجزاء، خواص زير را داراست:

·         خواص و رفتار هر جزء از مجموعه اثري روي خواص و  رفتار  مجموعه به عنوان كل دارد.

·         خواص و رفتار هر جزء از مجموعه به خواص و رفتار حداقل يك جزء ديگر در مجموعه بستگي دارد.

·         هر زيرمجموعه ممكن از اجزاء، دو خاصيت فوق را دارد؛ اجزاء نمي‌توانند به زيرمجموعه‌هاي مستقل تقسيم شوند.

خواص معلوم بالا، تضمين مي‌كنند كه مجموعه اجزاء دربردارنده يك سيستم، هميشه مشخصه‌ يا الگوي رفتاري دارد كه توسط هيچ يك از زيرمجموعه‌هاي آن نمي‌تواند نمايش داده‌شود. يك سيستم بيش از مجموع اجزاء تشكيل‌دهنده آن است. خود اجزاء يك سيستم نيز ممكن است سيستم باشند و هر سيستم نيز ممكن است بخشي از يك سيستم بزرگتر در يك سلسله‌مراتب باشد.

روابط بين اجزاء يك سيستم ممكن است از مرتبه اول[3] و يا از مرتبه دوم[4] باشد. روابط مرتبه اول از نوع هم‌زيستي است مانند رابطة دو ارگانيسم غير مشابه از قبيل يك حيوان و يك انگل. روابط مرتبه دوم در جهت ايجاد هم‌افزايي[5] است. اين نوع روابط، مكمل هم هستند و عملكرد سيستم را افزايش مي‌دهند.

2) شناسه‌ها[6]:

شناسه‌ها خواص يا ظواهر قابل تشخيص اجزاء، يا روابط بين اجزاء يك سيستم هستند. شناسه‌ها يا خصوصيات اجزاء و روابط، شناسه سيستم را مشخص و توصيف مي‌كنند. به علت اينكه اجزاء يك سيستم فناورانه باهم در تعاملند، مشخصات آنها نيز از سيستم مشتق مي‌شود. خواص پويايي سيستم ( استحكام، انعطاف‌پذيري، توانايي تغيير و پاسخگويي به تغييرات محيط) از مهم‌ترين شناسه هاي يك سيستم هستند. مهمترين كار هر سيستم نوآوري، توليد، انتشار و كاربرد فناوري است. بنابراين ويژگي اصلي اين سيستم، توانايي اجزاء آن در توليد، انتشار و كاربرد فناوريهايي ( مصنوعات فيزيكي و دانش فني) است كه ارزش اقتصادي دارند.

3) روابط[7]:

روابط پيوندهاي بين اجزاء و شناسه‌ها هستند. خواص و رفتار هر جزء از مجموعه، خواص و رفتارهاي مجموعه كل را تحت تاثير قرار مي دهد. به علت اين كه وابستگي متقابل، اجزاء نمي‌توانند به زير مجموعه‌هاي مستقل تقسيم شوند؛ از اينرو كليت سيستم بيش از جمع اجزاء آن است. همچنين اگر جزئي از يك سيستم عوض شود يا اگر خصوصيات آن تغيير كند، ساير اجزاء سيستم نيز به تبع آن، خصوصيات خود را تغيير خواهند داد.، و روابط ميانشان نيز ممكن است عوض شود. سيستمهاي غير قوي به سادگي با برداشتن جزء موثرشان فرو مي‌ريزند. بنابراين كاري كه توسط مجموعه خاصي از اجزاء و در قالبهاي مشخص انجام مي‌شود، ممكن است توسط مجموعه ديگري از اجزاء و تحت چيدمانهاي متفاوت در سيستمي مشابه و در زمان و مكاني متفاوت نيز، انجام گيرد. از اين روي بحث باز تركيب اجزاء در يك سيستم خيلي مهم است.

روابط سيستم مي‌تواند شامل پيوندهاي تجاري و غير تجاري باشد. يكي از نتايج تعامل اجزاء، رشد و تغيير در طي زمان و تغيير تنظيمات سيستم است.

هدف يا مقصود يك سيستم بايد بطور واضح تعريف و درك شده باشد تا اجزاء سيستم برونداد مطلوب را براي هر مجموعه معين از دروندادها فراهم كنند. وجود هدف يا مقصود، تدوين شاخص اندازه‌گيري كارايي و نحوه عملكرد سيستم را ممكن مي‌سازد.

كنش هدف‌داري كه توسط يك سيستم اجرامي‌شود، وظيفه يا كاركرد سيستم است. يك كاركرد متداول سيستم، دگرگون سازي ماده، انرژي يا اطلاعات است. اين دگرگوني، درونداد، فرايند و برونداد را دربر مي‌گيرد.

سيستمهايي كه مواد، انرژي و اطلاعات را دگرگون مي‌كنندسه نوع اجزاء ساختاري، اجزاء عملياتي و اجزاء جرياني دارند. اجزاء ساختاري قسمتهاي ايستا هستند، اجزاء عملياتي قسمتهايي هستند كه در فراورش عمل مي‌كنند، اجزاء جرياني، مواد، انرژي يا اطلاعات درحال دگرگوني هستند. براي فراهم ساختن دگرگوني كه اجراء ساختاري و عملياتي در درون مجموعه محدوديتها بوجود مي‌آورند، بايد يك نيروي حركتي موجود باشد. اجزاء ساختاري، عملياتي و جرياني شناسه‌هاي گوناگوني دارند كه بر نفوذ آن روي سيستم اثر مي‌كند. سيستم ممكن است شرايط خود را طي زمان تنها با روشهاي معيني تغيير دهد، شرايط، وضعيتها و حالات، مجموعه اجزاء، شناسه‌ها و روابط سيستم را توصيف مي‌كنند.

---

[1] - اين تعريف با تعريف مرجع زير مطابق است:

J. Stein, ed., The Random House Dictionary of the English Language. New York: Random House, Inc., 1966.

[2] -Components

[3] -First-order

[4] -Second-order

[5] -Synergistic

[6] -Attributes

[7] -Relationships