ویژگی های سیستم های پیچیده

در مطلب ابتدایی مثال‌های متعددی را از سیستم های پیچیده دیدیم. حال تصمیم داریم برخی ویژگی های سیستم های پیچیده را که در آن‌ها رایج است بیان کنیم.

1- سیستم های پیچیده از عناصر ساده (Agents) تشکیل شده‌اند:

این عناصر نسبت به سیستم، به عنوان یک کل ساده‌تر هستند.

 

2- عناصر سیستم پیچیده به طور غیرخطی با هم در تعامل هستند:

در ارتباط با عبارت غیر خطی در مباحث بعدی به طور کامل توضیح می‌دهیم. اما به طور کلی بدین معناست که اجزاء به نحوی با یکدیگر تعامل دارند که نمی‌توانید ویژگی‌ها و رفتار کل سیستم را از بررسی رفتار عناصر آن متوجه شوید. به قول معروف “کل چیزی فرای حاصل جمع اجزاست.”

 

3- عدم کنترل مرکزی:

همانطور که قبلا نیز گفته شد فعالیت اجزا توسط واحد مرکزی کنترل نمی‌شود. در هیچ یک از مثال‌هایی که زدیم (مورچه‌ها، سیستم ایمنی بدن، اقتصاد و …) جزئی وظیفه کنترل بقیه را ندارد. در عوض شاهدیم که سیستم به طور مرکززدایی شده‌ای خودش را سازماندهی می‌کند.

 

4- رفتارهای ظهور یاقته (Emergent): ظهور یافته اینجا به معنی رفتارهایی است که به راحتی از روی اجزاء سیستم به صورت تکی یا در گروه‌های محدود، قابل توضیح نیست بلکه یک خروجی جمعی از کل سیستم است و از مهم‌ترین ویژیگی های سیستم های پیچیده می‌باشد. درواقع فهم آن‌ها در سطح سیستم مقدور است نه در سطح اجزا. تعدادی از رفتارهای ظهوریافته از این قرار هستند:

  • سازماندهی سلسله مراتبی: این مورد را در ارگانیزم‌های بیولوژیکی به خوبی می‌بینیم؛ که ساختاری سلسله مراتبی از سلول‌ها، به ارگان‌ها (مانند روده)، دستگاه‌ها (مانند دستگاه گوارش)، کل بدن، جوامع و در نهایت کل بشر، دارند.اینکه در ابتدا چطور این سلسله مراتب شکل گرفتند و چطور سطوح مختلف با یکدیگر در تعامل هستند، از سوالات مهم در حوزه سیستم های پیچیده است (در این مجموعه مطالب مثال‌های بیشتری از سلسله مراتب خواهیم دید).
  • پردازش اطلاعات: سیستم به عنوان یک کل، اطلاعاتی از محیط و همچنین وضعیت خوددریافت کرده و از این اطلاعات برای تصمیم‌گیری درباره اینکه چه اقدامی انجام دهد، استفاده می‌کند. می‌دانیم که اجزا به تنهایی اطلاعات را دریافت و پردازش نمی‌کنند. و چنین پردازشی تنها در سطح کل سیستم صورت می‌گیرد (در آینده خواهیم دید چطور سیستم‌های پیچیده مانند مورچه‌ها و سیستم ایمنی بدن، قادر به دریافت تجمعی اطلاعات و استفاده از آن برای ماندگاری کل سیستم هستند.
  • دینامیک‌های پیچیده سیستم: کلمه دینامیک‌ها (پویایی) مربوط به نحوه تغییرات الگوهای سیستم در طول زمان و مکان است. برای مثال ممکن است ببینیم که مورچه‌ها هنگام ساخت لانه الگوهای رفتاری نشان می‌دهند که به مرور زمان کاملا تغییر می‌کند. قیمت سهام نیز مثال دیگریست؛ که به طور پیچیده و پیش‌بینی ناپذیری تغییر می‌کند. داشتن دینامیک‌های پیچیده از ویژگی‌های تمامی سیستم های پیچیده ایست که در آینده خواهیم دید.
  • تکامل و یادگیری: تمامی این سیستم‌ها اعم از بیولوژیک، تکنولوژیک یا اجتماعی، انواعی از تکامل را (همانند آنچه داروین مطرح می‌کند) در خود دارند. این تکامل معمولا تطبیق‌پذیری یا یادگیری را به همراه دارد؛ که به سبب آن سیستم‌ها می‌توانند خود را حفظ کنند یا در محیط‌های متفاوت عملکرد بهتری داشته باشند.

حوزه‌ها اصلی، اهداف و متدولوژی‌های دانش سیستم‌های پیچیده

چنین لیستی به مواردی که در اینجا ذکر می‌کنیم محدود نمی‌شود، اما برای اهداف آموزشی که در ادامه داریم لیست ما به طوری که در ادامه می‌آید، برای فهم بیشتر درباره این دانش، طراحی شده است.

حوزه‌های اصلی:

حوزه‌های اصلی دانش سیستم‌های پیچیده به قرار زیر است:

 

  1. دینامیک‌ها (پویایی‌ها): مطالعه ساختار و رفتار و ویژگی های سیستم های پیچیده که در طول زمان به طور مداوم تغییر می‌کند
  2. اطلاعات: مطالعه ارائه‌ها، نمادها و ارتباطات
  3. رایانش: مطالعه نحوه پردازش اطلاعات و اقدام بر مبنای آن توسط سیستم‌ها
  4. تکامل: مطالعه چگونگی تطبیق سیستم‌ها با محیطی که دائما در حال تغییر است

 

تمامی این موارد حوزه‌های مستقلی از پژوهش هستند، اما در مطالعات پیچیده‌گی کنار هم قرار می‌گیرند.

 

اهداف:

یه نظر دانش سیستم های پیچیده حداقل دو هدف دارد (یا به عبارتی محققین مختلف اهداف متفاوتی دارند):

 

  1. توسعه ابزارهای ریاضوی و محاسباتی که منجر به بینشی بین رشته‌ای می‌شود. برای مثال با مطالعه رفتار کلنی مورچه‌ها به عنوان یک مثال پردازش اطلاعات، می‌توان پرسید که این پردازش چه تفاوت‌ها و شباهت‌هایی با آنچه در شهرها صورت می‌گیرد دارد. یا جریان اطلاعات در شبکه مغزی، تا چه حدی شبیه یک شبکه اقتصادی است؟ چنین یافته‌های بین رشته‌ای امروزه از بزرگترین دستاوردهای دانش سیستم های پیچیده بوده است. که بسیاری را در این مجموعه مطالب بررسی خواهیم کرد.
  2. برخی دانشمندان پیچیدگی هدفی والاتر دارند و آن توسعه یک تئوری عمومی پیچیدگی است که تمامی حوزه‌های جدا از هم این دانش را یکی کند. چنین هدفی در جامعه محققان بسیار بحث برانگیز است و خیلی‌ها اعتقاد دارند که واقع‌بینانه نیست. با این وجود عده به دنبالش هستند. در این مطالب ا چندی دانشمندان دانش سیستم های پیچیده درباره چنین رویکردی می‌شنویم.

 

متدولوژی‌های دانش سیستم های پیچیده

به عنوان یک دانشمند، کسی که ویژگی های سیستم های پیچیده را بررسی می‌کند مجموعه‌ای از کارهای آزمایشگاهی، تئوری و شبیه‌سازی کامپیوتری پیش روی دارد. شبیه‌سازی کامپیوتری به خاطر قابلیت‌های بالا و بینشی که می‌تواند ایجاد کند، در سال‌های اخیر رشد چشم‌گیری داشته است.

 

مطالب مرتبط با سیستم های پیچیده:

  1. ویژگی های سیستم های پیچیده
  2. تعریف سیستم پیچیده ، از زبان دانشمندان این حوزه
  3. 5 مفهوم کلیدی پیچیدگی به زبان ساده [ویدئو]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *