سيستم
سيستم (System)
مجموعهاى از عناصر است كه از جنس ماده، انرژى و اطلاعات ساخته شدهاند و توسط روابطى به هم مربوطند و به همين دليل با حد و مرزى از محيط پيرامونشان جدا مىشوند.
واژه سيستم، سابقه زيادى در زبانهاى اروپايى دارد، اما كاربرد جديدش بيش از پنجاه سال عمر ندارد.
سيستم، وامواژهاى يونانىِ است كه از دو بخشِ (با هم) و (كار كردن) گرفته شده است. اين واژه از اوايل دوران مشروطه به ايران وارد شد و از اواخر دهه بيست در زبان عاميانه مردم هم راه يافت. برابرنهاد‌هایى 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 پديدهها و چيزها، بدون تجزيه كردنشان به عناصرى خُردتر، بهره برد. سيستم، هر مجموعهاى از چيزها يا پديدههاست كه با روابطى خاص به هم مرتبط شده باشند و با حد و مرزى از محيط پيرامونشان جدا شوند. برخلاف رويكرد تحويلگرا، خودِ چيزها در اينجا اهميتى ندارند، بلكه روابط ميان‌شان، و حد و مرزى كه آنها را از محيطشان جدا مىكند مهم تلقى مىشوند. مرز سيستم در واقع وجود خارجى ندارد و تنها حدى است كه مجموعهاى از عناصر خاص و روابطشان (يعنى سيستم) را از عناصر و روابط ديگر (يعنى محيط) جدا مىكند.
اين مرز مىتواند به شكلى قراردادى يا طبيعى تعريف شود: يك جعبه كه چند كتاب داخلش قرار دارد، چهار ديوار كه مجموعهاى از اتاقها و اسباب و اثاثيه را در خود جاى مىدهد، و گروهى از دوستان که با قواعدى خاص يك توپ را با پايشان مىرانند، مىتوانند سيستمِ كتابخانه، خانه، يا تيم فوتبال نام بگيرند.
عناصر/ روابط
سيستم، مجموعهاى از عناصر است كه با روابطى خاص به هم متصل شدهاند. هر عنصر، واحدى فيزيكى و عينى است كه خواص و كاركردى تجزيهناپذير را دارا باشد. هر رابطه، شيوهايست كه يك عنصر بر عنصرى ديگر اثر مىگذارد و از آن اثر مىپذيرد. 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 مىكند. عناصر سيستم روابطى را با هم برقرار مىكنند كه در مرز سيستم متوقف مىشود.
فرض كنيد سيستمى داشته باشيم كه عناصرش با برچسبِ (س) مشخص شوند. محيط هم انباشته از پديدههايى است كه مىتوانند به عنوان عناصر محيطى و چيزهاى بيرونى در نظر گرفته شوند. اگر اين عناصر محيطى را با علامت (م) نشان دهيم، مىبينيم كه حد فاصلى بين روابط (س-س) و (م-م) وجود دارد. اين حد، جايى است كه عناصر سيستم با محيط مربوط مىشوند و رابطهاى از نوع (س-م) ايجاد مىكنند. مرز سيستم، جايى است كه روابط ويژهى درونى سيستم (س-س) جاى خود را به حالت گذارى (س-م) مىدهند كه به روابط خاص محيط (م-م) ختم مىشود. محيط، مىتواند سيستمهاى ديگرى را در بر بگيرد، اما خودش زمينهاى بىحد و مرز و بيكرانه است كه تكثرى غيرقابل پيشبينى از عناصر و روابط را در خود جاى مىدهد. بنابراين محيط را نمىتوان به عنوان نوعى سيستمِ فراگير در نظر گرفت.
به عنوان مثال، يك سيستم اجتماعى، مجموعهاى از افراد (س) را در بر مىگيرد كه به كمك زبان مشترك، روابط اقتصادى، و رسوم و باورهاى يكسان، ارتباطاتى خاص (س-س) با هم برقرار كردهاند. اين افراد، در ارتباط با مجموعهاى از پديدههاى بيرونى (م) قرار مىگيرند، كه ممكن است اشيايى بىجان (مانند عناصر طبيعى، حاصلخيزىِ خاك، حوادثى مانند زلزله) يا جاندارانى كه عضو جامعهشان نيستند (حتى اگر انسانهايى متعلق به جامعه 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 مورد نظرمان از محيطش تفكيك مىشود. مرزهاى اين جامعه، در نقاطى ديده مىشود كه عضوى از اين سيستم با عضوى از محيط وارد رابطه (س-م) مىشود. مثلاً وقتى عضوى از اين جامعه با عضوى از جامعهاى ديگر تجارت مىكند، يا مىجنگد، يا هنگامى كه هيزم مىشكند و با سنگ خانه مىسازد، شكلى از مرزبندى با محيط را به نمايش مىگذارد. نظام‌هاى اجتماعى بر مبناى الگوى اين روابط مرزى (س-م) هويت خويش را بازشناسى مىكنند و خود را از محيطشان متمايز مىسازند. به همين دليل هم هميشه مجموعهاى از رسوم و قوانين -قوانين تجارت، شيوهى ازدواج با غريبهها،- نوع ارتباط در اين مرزها را تنظيم، و محدود مىكنند.
توجه داشته باشيد كه ماهيتِ روابط، -و نه عناصر- تعيين كنندهى عضويتِ عنصر در سيستم است. ممكن است آدمى (مثلاً يك جهانگرد) در يك جامعه عضو نباشد، اما جسمى غيرزنده (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 مقدسشان بيشتر عضو جامعهى هند بودند تا نجس‌هاى بى‌طبقه يا بازرگانان هلندىِ تازه وارد.
زمينهى فلسفى پيروان نظريهى عمومى سيستمها در نيمهى قرن بيستم، شكلى از واقع‌گرايى خام بود كه باعث مىشد سيستمها را به دليل مشاهدهپذير بودن‌شان مهمتر و واقعي‌تر از محيط بدانند. از ديد ايشان، سيستمها واقعىتر، پيچيدهتر، مهمتر، و پوياتر از محيط تلقى مىشدند. همچنين عناصر هم مهمتر و واقعىتر از روابط تلقى مىشدند، چرا كه ملموستر و سنجشپذيرتر بودند و رفتارشان راحتتر با معادلاتى كمى بيان مىشد.
هنگامى كه در اواخر قرن بيستم موج جديدى از علاقه به رويكرد سيستمى ظهور كرد، هردوى اين پيش‌فرض‌ها مورد ترديد قرار گرفت. از ديد امروزينِ ما، محيط از نظر واقعيت، اهميت، يا اصالت كاملا همارزِ سيستم محسوب مىشود. در واقع رابطهى سيستم و محيط رابطهاى بازگشتى است و هريك از آنها تنها در ارجاع به ديگرى معنا مىيابند. با اين وجود، محيط به دليل فراگيرى و بيكرانگىاش، قابل تحليل و شناسايى نيست و رفتارهايش، برخلاف سيستم، از قوانينى كه براى ما شناختنى باشد، پيروى نمىكند. علاقهى تحويلانگارانهى قديمى به عناصر هم امروزه جاى خود را به تحليل روابط داده است. روابطى كه جنبهى كيفىشان بر ارزش كمىشان مىچربد، و با اين وجود در فهم رفتار سيستمها اهميت بيشترى برايمان دارند. از نگاهى هستىشناسانه، 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 اصلی اجزای سازنده سیستم
اجزاى سازندهى سيستم، مىتوانند سه شكل اصلى داشته باشند:
الف) سادهترين عناصر، از جنس ماده هستند. عناصر مادى ملموسترين و آشناترين اجزاى تشكيل دهندهى سيستمها هستند. اين عناصر با ويژگي‌هاى بارزى قابل تشخيص هستند. ساختارشان را مىتوان با مدل‌هاى 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 مىكنند، گِرَم است و معمولاً بر مبناى گرانش یا لختی، یعنی میزان برهم‌کنش یا مقاومت مكانيكى جسم نسبت به حركت تعريف مىشود. 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 مىشود. مشهورترين نمودهاى انرژى عبارتند از گرما، و موج الكترومغناطيس، كه نور نمودى از آن است. انرژى را بر اساس توانايىاش براى تغيير دادنِ ماده اندازهگيرى مىكنند. واحد سنجش مقدار انرژى، كالرى است و آن مقدارى از انرژى است كه لازم است تا دماى يك سانتي‌متر مكعب آب را يك درجهى سانتىگراد 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 مىشناختند. اما در سال‌هاى ميانى قرن بيستم، شكل ديگرى از عناصر در سيستمها شناسايى شد، و آن اطلاعات بود. اطلاعات را همهى ما به طور شهودى مىشناسيم. همهى ما مىتوانيم 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 تابششان 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 مىتوانند از نظر ماده و انرژى وضعيتى يكسان داشته باشند، اما شيوهى قرار گرفتن ماده و انرژى در دفتر دوم معانى خاصى را ذخيره و نگهدارى مىكند كه در اولى نشانى از آن ديده نمىشود.
اطلاعات، همين شيوهى چيده شدنِ ماده و انرژى در سيستم است. الگوى ارتباط ماده و انرژى در سيستم، با اطلاعات فهميده مىشود. همهى 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 مىگردد، زمانى كه شركت تلفن بِل به دنبال راهى مىگشت تا هزينهى خدماتى را كه به مشتريانش مىدهد، محاسبه كند. در ابتداى كار، شركت بل زمان مكالمه را به عنوان متغير اصلى در نظر مىگرفت. يعنى مدت زمانى كه دو طرف مكالمه از طريق خط تلفن به هم وصل بودند، مبنايى مىشد براى محاسبهى هزينهى اشتراك تلفن. اما به تدريج، گردانندگان اين شركت به اين موضوع علاقهمند شدند كه مقدار استفادهى 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 مىشد بين جملاتى معدود كه دو دوستِ داراى لكنت زبان با هم رد و بدل مىكنند، و انبوه اطلاعاتى كه دو رفيق وراج در همان مدت تبادل مىكنند، تمايزى قايل شد.
در سالِ ياد شده، دو رياضي‌دان به نامهاى شانون و ويوِر، با استفاده از مفهوم ترموديناميكى آنتروپى (بىنظمى) اطلاعات را به شكلى كمى تعريف كردند. معادلهى شانون براى كمى كردن اطلاعات عبارت است از:
در تابعهاى پيوسته: H(x)= - (xi)Ln P(x)dx
در تابعهاى 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 مىشود.
این صورتبندی مقدمهاى شد براى شكلگيرى شاخهاى جديد از علم، كه امروز به نام نظريهى اطلاعات شناخته مىشود. در نظريهى اطلاعات، اين پديده را با يكايى به نام بيت كمى مىكنند. كلمهى بيت كوتاه شدهى "واحد دوتايى " است. يك بيت مقدار اطلاعاتى است كه براى انتخاب يك امكان از ميان دو گزينه، لازم است. مثلاً وقتى شما سكهاى را به هوا مىاندازيد، دو امكان پيشارويتان وجود دارد. ممكن است سكه شير يا خط بيايد، و تا لحظهاى كه سكه بر سطحى ثابت قرار نگيرد، اين كه كداميكى از اين دو گزينه انتخاب شده، معلوم نيست. معلوم شدنِ نتيجه، بدان معناست كه حوادث تصادفى يكى از دو گزينهى پيشِ روى شما را انتخاب مىكنند. شما با نگاه كردن به چنين سكهاى، و آگاهى از نتيجهى عمل آن حوادث، يك بيت اطلاعات به دست مىآوريد. به همين ترتيب، هر گاه شما بين انجام دو كار مردد شويد و در نهايت يكى از آنها را بر گزينيد، در واقع يك بيت اطلاعات ساختهايد.
رخدادهاى پيچيدهتر از شير و خط كردن را هم مىتوان با همين ترتيب اندازه گرفت. مجسم كنيد محتواى نوشتارى دفترى كه حرفش را زديم، متنى با هزار كلمهى چهار حرفى باشد. مىدانيم كه الفباى فارسى 32 حرف دارد. اين بدان معناست كه انتخاب هر حرف از اين ميان، 5 بيت اطلاعات توليد مىكند. چرا که بيت را مىتوانيم به صورت پاسخِ آرى/ نه بهيك 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 سادهاى پاسخ دهد، به اين ترتيب چنين انتخابى داراى پنج بيت اطلاعات خواهد بود. توجه داشته باشيد كه اين محاسبه در مورد پديدهى پيچيدهاى مثل زبان بسيار ساده‌انگارانه است و تنها در مقام مثال ارزش دارد. پس مىتوان 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 مىشود، و انرژى علاوه بر اين كه مىتواند به عنوان عنصر در نظر گرفته شود، برقرارى بسيارى از ارتباط‌ها را هم ممكن مىكند. 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 مىگيرند. فيزيكدانان به ما نشان دادهاند كه ماده و انرژى به يكديگر تبديل مىشوند و معادلاتى وجود دارند كه تبديل هريك از اين عنصر به اطلاعات را هم نشان مىدهند. بنابراين اگر بخواهيم با نگاهى هستىشناسانه 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 شيوهى صورتبندى كردنش، به سه ردهى ماده، انرژى و اطلاعات تقسيم مىكنيم تا جهان را سادهتر بفهميم.
