سیستم‌های پیچیده

نویسنده: نیلوفر شماعی

سیستم‌های پیچیده اغلب براساس تعداد اجزای زیادی که به شیوه‌های مختلف با یکدیگر و با محیط برهم‌کنش می‌کنند شناخته می‌شوند. این اجزا، شبکه‌هایی از برهم‌کنش‌ها را تشکیل می‌دهند. نکته‌ی جالب این‌جاست که خود برهم‌کنش‌ها نیز می‌توانند اطلاعات جدیدی را تولید کنند.

در چنین سیستم‌هایی، آگاهی کامل از اجزا به‌تنهایی نمی‌تواند باعث شود بتوانیم آن سیستم را کاملاً درک و پیش‌بینی کنیم. به بیان درست‌تر، اصلاً ما هیچ‌وقت نمی‌توانیم به آگاهی کاملی از عناصر مؤثر در یک سیستم پیچیده دست پیدا کنیم. برای بررسی چنین مجموعه‌هایی به چارچوب‌های ریاضی و روش‌های علمی جدید نیازمندیم تا بتوانیم تقریباً این سیستم‌های پیچیده را شبیه‌سازی کرده و تا حدی رفتار آن‌ها را بررسی کنیم.

درواقع سیستم‌های پیچیده شامل تعداد زیادی متغیر هستند که با شهود یا محاسبه با قلم و کاغذ به‌سادگی نمی‌توانند کشف شوند. برای همین، ریاضیات پیشرفته و مدل‌سازی‌های محاسباتی، آنالیزها و شبیه‌سازی‌ها تقریباً همیشه برای دیدن این‌که این سیستم‌ها چگونه ساخته شده‌اند و چگونه با زمان تغییر می‌کنند مورد نیاز هستند. علاوه بر این، اجزای تشکیل‌دهنده‌ی یک سیستم می‌توانند خودشان سیستم‌های جدیدی باشند که منجر به سیستم‌هایی از سیستم‌های به‌هم‌وابسته شوند.

بزرگ‌ترین چالش علم پیچیدگی، نه‌تنها دیدن اجزا و ارتباطات آن‌هاست، بلکه درک این مسئله است که چگونه این ارتباطات باعث پدیدآمدن یک کل می‌شوند. در سیستم‌های ساده، خصوصیات کل با جمع‌کردن خصوصیات اجزای تشکیل‌دهنده‌ی آن قابل‌فهم یا پیش‌بینی است. اما در سیستم‌های پیچیده این‌طور نیست و درواقع رفتار این سیستم‌ها به عوامل زیادی وابسته است.

ویژگی اصلی سیستم‌های پیچیده این است که تعداد اجزائشان زیاد است و این اجزا تعامل گسترده‌ای باهم دارند. همچنین در یک سیستم پیچیده، ما با ابهام علّی روبه‌رو هستیم؛ به این معنا که رابطه‌ی علت و معلول نمی‌توانند چیزی که رخ داده را شرح بدهند. ویژگی دیگر سیستم‌های پیچیده خودسازماندهی است. یعنی این‌که یک سیستم پیچیده هیچ کنترل‌کننده‌ی مرکزی‌ای ندارد. برای مثال کلنی زنبورها را در نظر بگیرید. این کلنی هیچ رهبر و سازمان‌دهنده‌ای ندارد. اما در اوج بی‌نظمی، نظم و ارتباط شگفت‌انگیزی میان آن‌ها نهفته است.

مغز انسان، خود انسان، سیستم ایمنی بدن و جامعه‌ی انسانی از جمله مصداق‌های بسیار عالی برای سیستم پیچیده محسوب می‌شوند. سیستم‌های اقتصادی نمونه‌ی دیگری از سیستم‌های پیچیده هستند که همه‌ی ما به نوعی آن‌ها را تجربه کرده‌ایم؛ بانک‌ها که در تعداد بسیار زیاد با خود و با سرمایه‌گذاران و مشتریان در ارتباط هستند؛ بازارهای بورس و اوراق بهادار که تعداد بازیگران و روابط در آن‌ها بسیار زیاد است و نیز اقتصاد کلان در یک کشور یا در سطح جهان که المان‌های متنوع و رابطه‌های پویا و متعدد را در دل خود جا داده است. سیستم آب‌وهوا و شرایط اقلیمی و حتی پدیده‌ی انتشار یک ویروس هم از جمله سیستم‌های پیچیده در جهان محسوب می‌شوند.

سیستم‌های پیچیده با وجود تنوع زیاد خود، دارای ویژگی‌های مشابه بسیاری هستند. پس می‌توان از روش‌های مشابه برای درک این مجموعه‌ی غیرمشابه استفاده کرد.

بسیاری از جنبه‌های زندگی ما هر روز پیچیده‌تر می‌شوند. بخشی از این پیچیدگی، به علت افزایش تعداد بازیگران در بازی‌های دنیاست. به همین علت ما به شناختن سیستم‌های پیچیده نیاز داریم. شناخت سیستم‌های پیچیده به ما کمک می‌کند بهتر درک کنیم که تفاوت‌ها و فاصله‌ی ظاهری بین شاخه‌های مختلف علوم، از درک ناقص ما و تکنولوژی، در فهم و تفسیر پدیده‌های جهان ریشه می‌گیرد و این علوم - برخلاف درک برخی از ما - از موضوعات متفاوتی صحبت نمی‌کنند.

پس در دنیای امروز هر نوع تقسیم‌بندی و مرزبندی به شیوه‌ی کهن می‌تواند ما را از درک بهتر آن‌چه در جهان اطرافمان می‌گذرد، دور کند. گذشتگان ما، قرن‌ها فرض کردند که خورشید به دور زمین می‌گردد. البته که این فرض به آن‌ها برای معنا دادن بهتر به آن‌چه می‌دیدند کمک کرد، اما هم‌زمان باعث شد که چشمشان بر روی چیزهای بسیار بیش‌تری که ممکن بود ببینند بسته شود. نگرش «زمین مرکزی» و پس از آن «انسان مرکزی»، هریک، نگاه ما را بر روی بخش کوچکی از واقعیت‌ها باز کردند و البته چشممان را بر روی بخش بزرگ‌تری از واقعیت‌ها بستند. خرد کردن بدن انسان به اندام‌ها و ارگان‌های مختلف و تکه‌تکه کردن علم به شاخه‌های مختلف نیز، اقدام دیگری بود که هم‌زمان فرصت‌ها و محدودیت‌های جدیدی را برای درک انسان و جهان در اختیار ما گذاشت. همه‌ی آن‌چه درباره‌ی پیچیدگی و در فضای سیستم‌های پیچیده می‌آموزیم، باید به ما کمک کند تا به خاطر داشته باشیم که «مرز» و «مرکز» قراردادهایی هستند که ما برای فهم ساده‌تر خود و جهان اطراف به کار می‌بریم، وگرنه هیچ مرز و مرکزی وجود ندارد. دنیا، اگر از چشم انسان به آن نگاه نکنیم، مجموعه‌ی بسته و پیوسته‌ی درهم‌تنیده‌ای‌ست که هر روز بیش از پیش، خود را می‌شناسد و می‌بیند و می‌فهمد و شاید هم زمانی، همه‌ی آن‌چه را که دیده و فهمیده به فراموشی بسپارد.