سیستم

From ویکی زروان
Jump to: navigation, search


سيستم (System) مجموعه ‏اى از عناصر است كه از جنس ماده، انرژى و اطلاعات ساخته شده ‏اند و توسط روابطى به هم مربوطند و به همين دليل با حد و مرزى از محيط پيرامون‏شان جدا مى ‏شوند.


واژه ‏ى سيستم، سابقه‏ ى زيادى در زبانهاى اروپايى دارد، اما كاربرد جديدش بيش از پنجاه سال عمر ندارد.

سيستم، وام‏ واژه‏‌اى يونانىِ است كه از دو بخشِ به معانی با هم و كار كردن گرفته شده است. اين واژه از اوايل دوران مشروطه به ايران وارد شد و از اواخر دهه ‏ى بيست در زبان عاميانه‏ ى مردم هم راه ‏يافت. برابر نهاد‌هایى كه در فارسى برايش پيشنهاد شده، عبارت است از سامانه و نظام.
علت مهم شدن اين واژه در قرن بیستم میلادی آن بود كه برتالنفى از آن به عنوان قالبى براى صورتبندى كردنِ تمام پديده ‏ها و چيزها، بدون تجزيه كردنشان به عناصرى خُردتر، بهره برد. سيستم، هر مجموعه ‏اى از چيزها يا پديده ‏هاست كه با روابطى خاص به هم مرتبط شده باشند و با حد و مرزى از محيط پيرامونشان جدا شوند. برخلاف رويكرد تحويل‏ گرا، خودِ چيزها در اينجا اهميتى ندارند، بلكه روابط ميان ‌شان، و حد و مرزى كه آنها را از محيطشان جدا مى‏ كند مهم تلقى مى ‏شوند. مرز سيستم در واقع وجود خارجى ندارد و تنها حدى است كه مجموعه ‏اى از عناصر خاص و روابطشان (يعنى سيستم) را از عناصر و روابط ديگر (يعنى محيط) جدا مى ‏كند.
اين مرز مى ‏تواند به شكلى قراردادى يا طبيعى تعريف شود: يك جعبه كه چند كتاب داخلش قرار دارد، چهار ديوار كه مجموعه ‏اى از اتاقها و اسباب و اثاثيه را در خود جاى مى ‏دهد، و گروهى از دوستان با قواعدى خاص يك توپ را با پايشان مى ‏رانند، مى‏ توانند سيستمِ كتابخانه، خانه، يا تيم فوتبال نام بگيرند.

عناصر/ روابط

سيستم، مجموعه ‏اى از عناصر است كه با روابطى خاص به هم متصل شده ‏اند. هر عنصر، واحدى فيزيكى و عينى است كه خواص و كاركردى تجزيه ‏ناپذير را دارا باشد. هر رابطه، شيوه‏ ايست كه يك عنصر بر عنصرى ديگر اثر مى ‏گذارد و از آن اثر مى ‏پذيرد. در يك سيستم طبيعى -كه تنها بر مبناى قرارداد شكل نگرفته باشد،- ماهيت عناصر، و به ويژه جنس روابطى كه ميان آنها برقرار است، مرزبندى درون و برون سيستم را تعيين مى ‏كند. عناصر سيستم روابطى را با هم برقرار مى ‏كنند كه در مرز سيستم متوقف مى ‏شود.

فرض كنيد سيستمى داشته باشيم كه عناصرش با برچسبِ (س) مشخص شوند. محيط هم انباشته از پديده ‏هايى است كه مى‏ توانند به عنوان عناصر محيطى و چيزهاى بيرونى در نظر گرفته شوند. اگر اين عناصر محيطى را با علامت (م) نشان دهيم، مى ‏بينيم كه حد فاصلى بين روابط (س-س) و (م-م) وجود دارد. اين حد، جايى است كه عناصر سيستم با محيط مربوط مى ‏شوند و رابطه ‏اى از نوع (س-م) را ايجاد مى ‏كنند. مرز سيستم، جايى است كه روابط ويژه ‏ى درونى سيستم (س-س) جاى خود را به حالت گذارى (س-م) مى ‏دهد كه به روابط خاص محيط (م-م) ختم مى ‏شود. محيط، مى ‏تواند سيستمهاى ديگرى را در بر بگيرد، اما خودش زمينه ‏اى بى‏حد و مرز و بيكرانه است كه تكثرى غيرقابل‏ پيش‏ بينى از عناصر و روابط را در خود جاى مى ‏دهد. بنابراين محيط را نمى ‏توان به عنوان نوعى سيستمِ فراگير در نظر گرفت.

سيستم اجتماعى

به عنوان مثال، يك سيستم اجتماعى، مجموعه ‏اى از افراد (س) را در بر مى‏ گيرد كه به كمك زبان مشترك، روابط اقتصادى، و رسوم و باورهاى يكسان، ارتباطاتى خاص (س-س) با هم برقرار كرده ‏اند. اين افراد، در ارتباط با مجموعه ‏اى از پديده‏ هاى بيرونى (م) قرار مى‏ گيرند، كه ممكن است اشيايى بى ‏جان (مانند عناصر طبيعى، حاصلخيزىِ خاك، حوادثى مانند زلزله) يا جاندارانى كه عضو جامعه ‏شان نيستند (حتى اگر انسان ‏هايى متعلق به جامعه ‏ى همسايه باشند) را در بر بگيرند. بين اين عناصر بيرونى روابطى متفاوت (م-م) با روابط اجتماعىِ ياد شده برقرار است. به اين ترتيب جامعه ‏ى مورد نظرمان از محيطش تفكيك مى ‏شود. مرزهاى اين جامعه، در نقاطى ديده مى‏ شود كه عضوى از اين سيستم با عضوى از محيط وارد رابطه (س-م) مى ‏شود. مثلاً وقتى عضوى از اين جامعه با عضوى از جامعه ‏اى ديگر تجارت مى‏ كند، يا مى ‏جنگد، يا هنگامى كه هيزم مى ‏شكند و با سنگ خانه مى ‏سازد، شكلى از مرزبندى با محيط را به نمايش مى‏ گذارد. نظامهاى اجتماعى بر مبناى الگوى اين روابط مرزى (س-م) هويت خويش را بازشناسى مى‏ كنند و خود را از محيطشان متمايز مى ‏سازند. به همين دليل هم هميشه مجموعه ‏اى از رسوم و قوانين -قوانين تجارت، شيوه‏ ى ازدواج با غريبه ‏ها،- نوع ارتباط در اين مرزها را تنظيم، و محدود مى‏ كنند.


توجه داشته باشيد كه ماهيتِ روابط، -و نه عناصر- تعيين كننده‏ ى عضويتِ عنصر در سيستم است. ممكن است آدمى (مثلاً يك جهانگرد) در يك جامعه عضو نباشد، اما جسمى غير زنده (مثل يك بت) يا زنده (مثلاً درختى مقدس يا توتمى جانورى) به دليل نوع روابطش با اعضاى جامعه، عضو آن سيستم تلقى شود. براى هندوهاى دوران اکبر شاه گورکانی، گاوهاى مقدس ‏شان بيشتر عضو جامعه‏ ى هند بودند تا نجس ‌هاى بى ‏طبقه يا بازرگانان هلندىِ تازه وارد.

زمينه‏ ى فلسفى پيروان نظريه ‏ى عمومى سيستمها در نيمه‏ ى قرن بيستم، شكلى از واقع‌ گرايى خام بود كه باعث مى‏ شد سيستمها را به دليل مشاهده ‏پذير بودنشان مهمتر و واقعي ‌تر از محيط بدانند. از ديد ايشان، سيستمها واقعى ‏تر، پيچيده ‏تر، مهمتر، و پوياتر از محيط تلقى مى‏ شدند. همچنين عناصر هم مهمتر و واقعى ‏تر از روابط تلقى مى ‏شدند، چرا كه ملموس ‏تر و سنجش ‏پذيرتر بودند و رفتارشان راحت ‏تر با معادلاتى كمى بيان مى ‏شد.

هنگامى كه در اواخر قرن بيستم موج جديدى از علاقه به رويكرد سيستمى ظهور كرد، هردوى اين پيش ‌فرض‌ها مورد ترديد قرار گرفت. از ديد امروزينِ ما، محيط از نظر واقعيت، اهميت، يا اصالت كاملا هم‏ ارزِ سيستم محسوب مى ‏شود. در واقع رابطه ‏ى سيستم و محيط رابطه‏ اى بازگشتى است و هر يك از آنها تنها در ارجاع به ديگرى معنا مى ‏يابند. با اين وجود، محيط به دليل فراگيرى و بيكرانگى ‏اش، قابل تحليل و شناسايى نيست و رفتارهايش، برخلاف سيستم، از قوانينى كه براى ما شناختنى باشد، پيروى نمى ‏كند. علاقه ‏ى تحويل ‌انگارانه ‏ى قديمى به عناصر هم امروزه جاى خود را به تحليل روابط داده است. روابطى كه جنبه‏ ى كيفى ‏شان بر ارزش كمى ‏شان مى‏ چربد، و با اين وجود در فهم رفتار سيستمها اهميت بيشترى برايمان دارند. از نگاهى هستى ‏شناسانه، روابط و عناصر پديدارهايى چنين متمايز نيستند، بلكه در واقع ماهيت بيرونى يكتايى هستند كه ما براى شناختنش ناچاريم تا آن را به دو قطب متمايزِ عنصر/ رابطه تجزيه كنيم. بنابراین در نگرش سیستمی هواداری از عناصر یا روابط معنا ندارد. این دو تنها رویکردهایی زبانی و رمزگانی برای توصیف سیستم هستند.

اشکال اجزای اصلی سازنده سیستم

اجزاى سازنده ‏ى سيستم، مى ‏توانند سه شكل اصلى داشته باشند:

الف) ساده ‏ترين عناصر، از جنس ماده هستند. عناصر مادى ملموس ‏ترين و آشناترين اجزاى تشكيل دهنده ‏ى سيستمها هستند. اين عناصر با ويژگي ‌هاى بارزى قابل تشخيص هستند. ساختارشان را مى ‏توان با مدل‌ هاى اتمى توصيف كرد، و قوانين فيزيكی-شيميايى و مكانيكى بر رفتارشان حاكم است. مهمترين شاخص سنجش مقدار ماده در يك سيستم، جرم است. يكايى كه ماده را بر مبنايش اندازه‌‏گيرى مى ‏كنند، گِرَم است و معمولاً بر مبناى گرانش یا لختی، یعنی میزان برهم‌ کنش یا مقاومت مكانيكى جسم نسبت به حركت تعريف مى ‏شود. قوانين حاكم بر رفتار ماده به دليل ملموس بودنِ آن، زودتر از دو نوع عنصر ديگر به طور علمى -يعنى تجربى/ رياضى- صورتبندى شدند. اين كار در قرن شانزدهم میلادی با كتاب مشهور نيوتون "اصول رياضيِ فلسفه‌ی طبیعی " انجام گرفت.
ب) سيستم علاوه بر عناصر مادى، عناصرى از جنس انرژى هم دارد. انرژى، بيشتر از مجراى ايجاد تغيير در ماده شناسايى مى ‏شود. مشهورترين نمودهاى انرژى عبارتند از گرما، و موج الكترومغناطيس، كه نور نمودى از آن است. انرژى را بر اساس توانايى ‏اش براى تغيير دادنِ ماده اندازه‏ گيرى مى‏ كنند. واحد سنجش مقدار انرژى، كالرى است و آن مقدارى از انرژى است كه لازم است تا دماى يك سانتي ‌متر مكعب آب را يك درجه‏ ى سانتیگراد بالا ببرد. قوانين حاكم بر رفتار انرژى ديرتر از ماده، در اوايل قرن بيستم میلادی صورتبندى شدند و معادلات ماكسول مهمترين بيان آن هستند.
پ) تا نيمه‏‌ى قرن بيستم، دانشمندان همين دو نوع عنصر را براى سيستمها مى ‏شناختند. اما در سال‌ هاى ميانى قرن بيستم، شكل ديگرى از عناصر در سيستمها شناسايى شد، و آن اطلاعات بود. اطلاعات را همه ‏ى ما به طور شهودى مى‏ شناسيم. همه ‏ى ما مى ‏توانيم تفاوت دو سيستمِ داراى ماده و انرژى يكسان، اما اطلاعات متفاوت را تشخيص بدهيم. مثلاً به دو دفترِ همسان فكر كنيد كه وزن و نوع ماده‏ى به كار رفته در آنها، و دما و ميزان تابش ‏شان يكسان باشد. اما بر يكى از آنها مقدارى جوهر ريخته باشيم، و در ديگرى با همان مقدار جوهر متنى را نوشته باشيم. اين دو دفتر مى ‏توانند از نظر ماده و انرژى وضعيتى يكسان داشته باشند، اما شيوه‏ ى قرار گرفتن ماده و انرژى در دفتر دوم معانى خاصى را ذخيره و نگهدارى مى ‏كند كه در اولى نشانى از آن ديده نمى ‏شود.
اطلاعات، همين شيوه‏ ى چيده شدنِ ماده و انرژى در سيستم است. الگوى ارتباط ماده و انرژى در سيستم، با اطلاعات فهميده مى ‏شود. همه ‏ى سيستمها، هر سه عنصرِ ماده، انرژى و اطلاعات را دارا هستند. اطلاعات ديرتر از ماده و انرژى به صورت رياضى صورتبندى شد و كميت‏ پذير گشت.

ماجراى پديد آمدنِ‏ يك مدل رياضى براى اطلاعات، به سال 1951 میلادی باز مى ‏گردد، زمانى كه شركت تلفن بِل به دنبال راهى مى‏ گشت تا هزينه ‏ى خدماتى را كه به مشتريانش مى ‏دهد، محاسبه كند. در ابتداى كار، شركت بل زمان مكالمه را به عنوان متغير اصلى در نظر مى ‏گرفت. يعنى مدت زمانى كه دو طرف مكالمه از طريق خط تلفن به هم وصل بودند، مبنايى مى ‏شد براى محاسبه ‏ى هزينه‏ ى اشتراك تلفن. اما به تدريج، گردانندگان اين شركت به اين موضوع علاقه ‏مند شدند كه مقدار استفاده‏ ى كاربران تلفن را هم اندازه بگيرند. يعنى علاوه بر زمان مكالمه، شاخصى داشته باشند كه مقدارِ حرف رد و بدل شده را هم نشان دهد. به اين ترتيب مى ‏شد بين جملاتى معدود كه دو دوستِ داراى لكنت زبان با هم رد و بدل مى ‏كنند، و انبوه اطلاعاتى كه دو رفيق وراج در همان مدت تبادل مى‏ كنند، تمايزى قايل شد. در سالِ ياد شده، دو رياضیدان به نامهاى شانون و ويوِر، با استفاده از مفهوم ترموديناميكى آنتروپى (بى ‏نظمى) اطلاعات را به شكلى كمى تعريف كردند. معادله‏ ى شانون براى كمى كردن اطلاعات عبارت است از:

در تابع ‏هاى پيوسته: H(x)= - (xi)Ln P(x)dx

در تابع‏ هاى گسسته: (H(x)= -Si (xi)Ln P(xi

كه در آن xi يك حالت متمايز از سيستم مورد بررسى است، و (P(xi احتمال حضور آن است. (H(x هم كل اطلاعاتى است كه در اين سيستم منتقل مى ‏شود.

نظريه ‏ى اطلاعات

این صورتبندی مقدمه ‏اى شد براى شكل ‏گيرى شاخه ‏اى جديد از علم، كه امروز به نام نظريه ‏ى اطلاعات شناخته مى ‏شود. در نظريه ‏ى اطلاعات، اين پديده را با يكايى به نام بيت كمى مى‏ كنند. كلمه‏ ى بيت كوتاه شده ‏ى "واحد دوتايى " است. يك بيت مقدار اطلاعاتى است كه براى انتخاب يك امكان از ميان دو گزينه، لازم است. مثلاً وقتى شما سكه ‏اى را به هوا مى ‏اندازيد، دو امكان پيشارويتان وجود دارد. ممكن است سكه شير يا خط بيايد، و تا لحظه ‏اى كه سكه بر سطحى ثابت قرار نگيرد، اين كه كدام ‏يكى از اين دو گزينه انتخاب شده، معلوم نيست. معلوم شدنِ نتيجه، بدان معناست كه حوادث تصادفى يكى از دو گزينه‏ ى پيشِ روى شما را انتخاب مى كنند. شما با نگاه كردن به چنين سكه ‏اى، و آگاهى از نتيجه‏ ى عمل آن حوادث، يك بيت اطلاعات به دست مى ‏آوريد. به همين ترتيب، هر گاه شما بين انجام دو كار مردد شويد و در نهايت يكى از آنها را برگزينيد، در واقع يك بيت اطلاعات ساخته ‏ايد.

رخدادهاى پيچيده ‏تر از شير و خط كردن را هم مى‏ توان با همين ترتيب اندازه گرفت. مجسم كنيد محتواى نوشتارى دفترى كه حرفش را زديم، متنى با هزار كلمه‏ ى چهار حرفى باشد. مى‏ دانيم كه الفباى فارسى 32 حرف دارد. اين بدان معناست كه انتخاب هر حرف از اين ميان، 5 بيت اطلاعات توليد مى ‏كند. چرا که بيت را مى‏ توانيم به صورت پاسخِ آرى/ نه به ‏يك پرسش ساده تعريف كنيم، كه در واقع همان انتخاب يك گزينه از بين دو امكان است. حالا براى اين كه كسى يك گزينه را از بين 32 امكان انتخاب كند، بايد پنج بار به چنين پرسش ساده ‏اى پاسخ دهد، به اين ترتيب چنين انتخابى داراى پنج بيت اطلاعات خواهد بود. توجه داشته باشيد كه اين محاسبه در مورد پديده ‏ى پيچيده ‏اى مثل زبان بسيار ساده ‌انگارانه است و تنها در مقام مثال ارزش دارد. پس مى ‏توان مقدار اطلاعات نوشته شده در دفتر مزبور را (1000×4×5=) 20000 بيت دانست.

با افزوده شدنِ مفهوم اطلاعات به مثابه عنصرى در سيستمها، امكان تحليل ساختار و كاركرد آنها هم فراهم آمد. ماده، تنها به عناصر سيستم مربوط مى ‏شود، و انرژى علاوه بر اين كه مى‏ تواند به عنوان عنصر در نظر گرفته شود، برقرارى بسيارى از ارتباطها را هم ممكن مى ‏كند. اطلاعات، بيش از آن كه بر عنصر خاصى استوار باشد، بر روابط سوار است. به اين ترتيب، مجموعه‏ى عناصر و روابط يك سيستم، توسط تركيبى از ماده، انرژى و اطلاعات شكل مى‏ گيرند. فيزيكدانان به ما نشان داده ‏اند كه ماده و انرژى به يكديگر تبديل مى‏ شوند و معادلاتى وجود دارند كه تبديل هريك از اين عنصر به اطلاعات را هم نشان مى ‏دهند. بنابراين اگر بخواهيم با نگاهى هستى ‏شناسانه به اين سه عنصر نگاه كنيم، بايد هر سه را به صورت نمودهايى متفاوت از يك هستىِ بيرونى در نظر بگيريم. در واقع، ما هستى را بسته به مجراى حسى تخصص يافته براى دركش، و شيوه‏ ى صورتبندى كردنش، به سه رده ‏ى ماده، انرژى و اطلاعات تقسيم مى ‏كنيم تا جهان را ساده ‏تر بفهميم.