Системное мышление

Системное мышление — это способ осмыслить сложность мира, рассматривая его с точки зрения целого и отношений, а не разделяя его на части. ^[1]^[2] Он использовался как способ изучения и разработки эффективных действий в сложных контекстах, ^[3] способствующих изменению систем. ^[4]^[5] Системное мышление опирается на теорию систем и системные науки и вносит свой вклад в них . ^[6]

История

Система Птолемея против системы Коперника

Термин « система» многозначен : Роберт Гук (1674) использовал его во многих смыслах в своей «Системе мира» [ ^7]^{: стр. 24} , а также в смысле противопоставления системы Птолемея системе Коперника ^[8]^{: 450} из отношение планет к неподвижным звездам ^[9] , которые занесены в звездный каталог Гиппарха и Птолемея. ^[10] На утверждение Гука был дан авторитетный ответ в книге Ньютона (1687 г.) Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , Книга третья, Система мира ^[11]^{: Книга третья} (то есть система мира является физической системой ). ^[7]

Подход Ньютона с использованием динамических систем сохраняется и по сей день. ^[8] Короче говоря, уравнения Ньютона ( система уравнений ) имеют методы их решения .

Системы управления с обратной связью

К 1824 году цикл Карно представлял собой инженерную задачу, заключавшуюся в том, как поддерживать рабочие температуры горячих и холодных рабочих жидкостей физической установки . ^[12] В 1868 году Джеймс Клерк Максвелл представил концепцию и ограниченное решение проблемы управления скоростью вращения физического объекта. ^[13] Решение Максвелла перекликается с центробежным замедлителем Джеймса Уатта ( 1784) (обозначенным как элемент Q ) для поддержания (но не обеспечения) постоянной скорости физического объекта (то есть Q представляет собой замедлитель, а не регулятор, по формуле определение Максвелла). ^[14]^[а]

Подход Максвелла, который линеаризовал уравнения движения системы, позволил найти удобный метод решения. ^[14]^{: 428–429} Норберт Винер определил, что этот подход оказал влияние на его исследования кибернетики ^[b] во время Второй мировой войны ^[14] и даже предложил рассматривать некоторые исследуемые подсистемы как черные ящики. ^[18]^{: 242} Затем предметом изучения становятся методы решения систем уравнений, как в системах управления с обратной связью , в теории устойчивости , в задачах удовлетворения ограничений , алгоритме унификации , выводе типов и так далее.

Приложения

«Так как же нам изменить структуру систем , чтобы производить больше того, что мы хотим, и меньше того, что нежелательно?… Джей Форрестер из Массачусетского технологического института любит говорить, что средний менеджер может… с большой точностью угадать, где искать для точек воздействия — мест в системе, где небольшое изменение может привести к значительному изменению поведения». ^[19]^{: 146} — Донелла Медоуз , (2008) Мышление в системах: учебник для начинающих стр.145 ^[c]

Характеристики

Система ввода и вывода позволяет обмениваться энергией и информацией через границу.

«…Что такое система? Система – это совокупность вещей… связанных между собой таким образом, что они с течением времени вырабатывают свою собственную модель поведения. …Но реакция системы на эти силы характерна сама по себе, и этот ответ редко бывает простым в реальном мире». — Дана Медоуз ^[19]^{: 2}
- Подсистемы служат частью более крупной системы, но каждая из них представляет собой самостоятельную систему. Каждую из них часто можно описать редуктивно, со свойствами, подчиняющимися ее собственным законам, например, в системе мира Ньютона, в которой целые планеты , звезды и их спутники можно рассматривать, иногда научным способом, как динамические системы, полностью математически, как это было продемонстрировано. уравнением Иоганна Кеплера (1619 г.) для орбиты Марса до появления «Начал» Ньютона в 1687 г.
- Черные ящики — это подсистемы, работу которых можно охарактеризовать по их входам и выходам, без учета дальнейших подробностей . ^[19]^{: 87–88}^[29]
« Система : (1) Интегрированное целое, даже если оно состоит из разнообразных, взаимодействующих специализированных структур и соединений». ^[17]^{: 582}
- Политические системы были признаны еще за тысячелетия до нашей эры. ^[30]^[31]
- Биологические системы были обнаружены в лагуне Аристотеля ок. 350 г. до н.э. ^[32]^[33]
- Экономические системы были признаны к 1776 году. ^[34]
- Социальные системы были признаны в XIX и XX веках нашей эры. ^[35]^[36]
- Радарные системы были разработаны во время Второй мировой войны по принципу подсистем; они состояли из передатчика , приемника , источника питания и подсистем обработки сигналов для защиты от атак с воздуха. ^[37]
- Александр Ляпунов в 1892 году показал, что динамические системы обыкновенных дифференциальных уравнений демонстрируют устойчивое поведение при наличии подходящей управляющей функции Ляпунова. ^[38]
- Термодинамические системы рассматривались еще в восемнадцатом веке, когда было обнаружено, что тепло может создаваться без ограничений, но для закрытых систем можно сформулировать законы термодинамики . ^[39] Илья Пригожин (1980) определил ситуации, в которых системы, далекие от равновесия, могут демонстрировать стабильное поведение; ^[40] как только функция Ляпунова определена, можно различить будущее и прошлое и начать научную деятельность. ^[39]^{: 212–213.}

Системы, далекие от равновесия

Живые системы устойчивы ^[24] и далеки от равновесия. ^[19]^{: Гл.3}^[40] Гомеостаз является аналогом равновесия для живой системы; концепция была описана в 1849 году, а термин был придуман в 1926 году. ^[41]^[42]

Устойчивые системы самоорганизуются ; ^[24]^[г]^[19]^{: Гл.3} ^[43]

Объем функционального контроля является иерархическим, в устойчивой системе. ^[24]^[19]^{: Глава 3}

Рамки и методологии

Структуры и методологии системного мышления включают:

Эвристика критических систем: ^[44] в частности, может быть двенадцать граничных категорий для систем при организации мышления и действий. ^[44]
Критическое системное мышление , включая подход EPIC .
Онтологическая разработка представления, формальное именование и определение категорий, а также свойств и отношений между понятиями, данными и сущностями.
Методология мягких систем , включая подход CATWOE и богатые изображения .
Системный дизайн , например, с использованием подхода «двойной ромб» .
Системная динамика запасов, потоков и внутренних циклов обратной связи.
Модель жизнеспособной системы : использует 5 подсистем 1 2 3 4 5 .

Смотрите также

Примечания

^ Решение уравнений динамической системы может быть подвержено нестабильности или колебаниям. ^[15]^{: 7:33} Губернатор: Корректирующие действия против ошибки могут решить динамическое уравнение путем интегрирования ошибки. ^[15]^{: 29:44}^[16]
^ «кибернетика: см. системную науку » .; ^[17]^{: 135} «Системоведение: — систематизированное знание о системах» ^[17]^{: 583}
^ Донелла Медоуз, «Мышление в системах: учебник для начинающих» ^[19]^[20] Обзор, в видеоклипах: Глава 1 ^[21] Глава 2, часть 1 ^[22] Глава 2, часть 2 ^[23] Глава 3 ^[24] Глава 4 ^[25] Глава 5 ^[26] Глава 6 ^[27] Глава 7 ^[28]
^ Аннотация: «Неизбежной предпосылкой создания этой книги, как следует из ее названия, является предположение о том, что системная наука является законной областью научных исследований. Само собой разумеется, что я, как автор этой книги, считаю эту предпосылку действительной. В противном случае, очевидно, я бы вообще не задумал писать книгу». — Джордж Дж. Клир, «Что такое системная наука?» из «Граней системной науки» (1991)