Żywe systemy

Żywe systemy to otwarte , samoorganizujące się formy życia, które wchodzą w interakcje ze środowiskiem. Systemy te są utrzymywane przez przepływy informacji , energii i materii .

W ciągu ostatnich kilku dekad niektórzy naukowcy sugerowali, że do wyjaśnienia natury życia wymagana jest ogólna teoria systemów żywych . Taka ogólna teoria, wywodząca się z ekologicznych i biologicznych , próbuje odwzorować ogólne zasady działania wszystkich żywych systemów. Zamiast badać zjawiska, próbując rozbić rzeczy na części, ogólna teoria systemów żywych bada zjawiska w kategoriach dynamicznych wzorców relacji organizmów z ich środowiskiem.

Teoria

Teoria żywych systemów jest ogólną teorią dotyczącą istnienia wszystkich żywych systemów, ich struktury , interakcji ^{[ wymagane ujednoznacznienie ]} , zachowania i rozwoju . Dzieło to zostało stworzone przez Jamesa Griera Millera , co miało na celu sformalizowanie koncepcji życia. Zgodnie z pierwotną koncepcją Millera wyrażoną w jego opus magnum Living Systems , „żywy system” musi zawierać każdy z dwudziestu „podsystemów krytycznych”, które są zdefiniowane przez ich funkcje i widoczne w wielu systemach, od prostych komórek po organizmy, kraje i społeczeństwa. W Living Systems Miller przedstawia szczegółowe spojrzenie na wiele systemów w kolejności rosnącej wielkości i identyfikuje swoje podsystemy w każdym z nich. Miller uważa żywe systemy za podzbiór wszystkich systemów . Poniżej poziomu systemów żywych definiuje przestrzeń i czas , materię i energię , informację i entropia , poziomy organizacji , czynniki fizyczne i pojęciowe, a ponad systemami żywymi systemy ekologiczne, planetarne i słoneczne, galaktyki itp.

Systemy żywe według Parent (1996) są z definicji „otwartymi, samoorganizującymi się systemami , które mają szczególne cechy życia i wchodzą w interakcje z otoczeniem . Odbywa się to za pomocą wymiany informacji i energii materiałowo-energetycznej. Systemy żywe mogą być tak proste, jak pojedyncza komórka lub tak złożona jak organizacja ponadnarodowa , taka jak Unia Europejska, niezależnie od ich złożoności , każdy z nich zależy od tych samych podstawowych dwudziestu podsystemów (lub procesów), aby przetrwać i kontynuować rozmnażanie swoich gatunków lub typów poza jednym pokoleniem”.

Miller powiedział, że systemy istnieją na ośmiu „zagnieżdżonych” hierarchicznych poziomach: komórka, narząd, organizm, grupa, organizacja, społeczność, społeczeństwo i system ponadnarodowy. Na każdym poziomie system niezmiennie składa się z dwudziestu krytycznych podsystemów, które przetwarzają materię-energię lub informację, z wyjątkiem dwóch pierwszych, które przetwarzają zarówno materię-energię, jak i informację: reproduktora i granicy.

Procesorami materii-energii są:

pochłaniacz, dystrybutor, konwerter, producent, magazyn, wytłaczarka, silnik, zwolennik

Podmiotami przetwarzającymi informacje są:

przetwornik wejściowy, przetwornik wewnętrzny, kanał i sieć, timer (dodany później), dekoder, asocjator, pamięć, decydent, enkoder, przetwornik wyjściowy

Teoria żywych systemów Millera

James Grier Miller w 1978 roku napisał 1102-stronicowy tom, w którym przedstawił swoją teorię żywych systemów. Skonstruował ogólną teorię systemów żywych , skupiając się na konkretnych systemach - nieprzypadkowych nagromadzeniach materii-energii w fizycznej czasoprzestrzeni, zorganizowanych w oddziałujące, wzajemnie powiązane podsystemy lub komponenty. Nieznacznie rewidując pierwotny model kilkanaście lat później, wyróżnił osiem „zagnieżdżonych” poziomów hierarchicznych w tak złożonych strukturach. Każdy poziom jest „zagnieżdżony” w tym sensie, że każdy wyższy poziom zawiera następny niższy poziom w sposób zagnieżdżony.

Jego główną tezą jest to, że systemy istniejące na wszystkich ośmiu poziomach są systemami otwartymi złożonymi z dwudziestu krytycznych podsystemów, które przetwarzają dane wejściowe, przepustowość i wyniki różnych form materii-energii i informacji. Dwa z tych podsystemów — odtwarzający i graniczny — przetwarzają zarówno materię-energię, jak i informację. Osiem z nich przetwarza tylko materię-energię. Pozostałe dziesięć dotyczy tylko informacji o procesie.

Cała natura jest kontinuum. Nieskończona złożoność życia jest zorganizowana we wzorce, które się powtarzają — temat i wariacje — na każdym poziomie systemu. Te podobieństwa i różnice są właściwe dla nauki. Od nieustannego strumienia protoplazmy do wielowektorowej działalności systemów ponadnarodowych, istnieją ciągłe przepływy przez żywe systemy, które utrzymują swoje wysoce zorganizowane stany stacjonarne.

Seppänen (1998) mówi, że Miller zastosował ogólną teorię systemów na szeroką skalę, aby opisać wszystkie aspekty żywych systemów.

Tematy z teorii systemów żywych

Teoria Millera zakłada, że wzajemne powiązania elementów składowych systemu rozciągają się na poziomach hierarchicznych. Przykłady: Komórki i narządy żywego systemu rozwijają się dzięki pożywieniu, które organizm otrzymuje z nadukładu; kraje członkowskie systemu ponadnarodowego czerpią korzyści z działań wspólnotowych, do których każdy z nich wnosi swój wkład. Miller mówi, że jego eklektyczna teoria „łączy wcześniejsze odkrycia z wielu dyscyplin i zapewnia zarys, do którego można dopasować nowe odkrycia”.

Miller mówi, że pojęcia przestrzeni, czasu, materii, energii i informacji są niezbędne dla jego teorii, ponieważ żywe systemy istnieją w przestrzeni i składają się z materii i energii zorganizowanej przez informację. Teoria systemów żywych Millera wykorzystuje dwa rodzaje przestrzeni: przestrzeń fizyczną lub geograficzną oraz przestrzenie pojęciowe lub abstrakcyjne. Czas jest podstawowym „czwartym wymiarem” fizycznego kontinuum/spirali czasoprzestrzennej. Materia to wszystko, co ma masę i zajmuje przestrzeń fizyczną. Masa i energia są równoważne, ponieważ jedno można przekształcić w drugie. Informacja odnosi się do istniejących w danej sytuacji stopni swobody wyboru sygnałów, symboli, komunikatów lub wzorców do przesłania.

Inne istotne pojęcia to system, struktura, proces, typ, poziom, szczebel, suprasystem, podsystem, transmisje i stan ustalony. System może być konceptualny, konkretny lub abstrakcyjny. Struktura systemu to rozmieszczenie podsystemów i ich komponentów w przestrzeni trójwymiarowej w dowolnym punkcie czasu. Proces, który może być odwracalny lub nieodwracalny, odnosi się do zmiany w czasie materii-energii lub informacji w systemie. Typ definiuje żywe systemy o podobnych cechach. Poziom to pozycja w hierarchii systemów. Wiele złożonych systemów żywych, na różnych poziomach, jest zorganizowanych w dwa lub więcej szczebli. Suprasystem każdego żywego systemu jest kolejnym wyższym systemem, w którym jest podsystemem lub komponentem. Całość wszystkich struktur w systemie, które realizują określony proces, jest podsystemem. Transmisje to wejścia i wyjścia w konkretnych systemach. Ponieważ systemy żywe są systemami otwartymi, z nieustannie zmieniającymi się przepływami materii-energii i informacji, wiele z ich równowagi ma charakter dynamiczny — sytuacje określane jako stany ustalone lub równowaga strumienia.

Miller identyfikuje porównywalne krytyczne podsystemy przetwarzania materii i energii oraz informacji. Opracowując osiem poziomów hierarchicznych, definiuje społeczeństwo, które stanowi siódmą hierarchię, jako „duży, żywy, konkretny system z [społecznością] i niższymi poziomami żywych systemów jako podsystemów i komponentów”. Społeczeństwo może obejmować małe, prymitywne społeczności o całkowitym potencjale; starożytne miasta-państwa i królestwa; a także nowoczesne państwa narodowe i imperia, które nie są systemami ponadnarodowymi. Miller podaje ogólne opisy każdego z podsystemów, które pasują do wszystkich ośmiu poziomów.

Zdaniem Millera system ponadnarodowy „składa się z dwóch lub więcej społeczeństw, których niektóre lub wszystkie procesy znajdują się pod kontrolą decydenta, który jest nadrzędny w stosunku do ich najwyższych szczebli”. Twierdzi jednak, że dzisiaj nie istnieje żaden ponadnarodowy system ze wszystkimi dwudziestoma podsystemami pod kontrolą swojego decydenta. Brak ponadnarodowego decydenta wyklucza istnienie konkretnego systemu ponadnarodowego. Miller mówi, że badanie systemu ponadnarodowego jest problematyczne, ponieważ jego podsystemy

...zwykle składają się z kilku elementów oprócz dekodera. Systemy te w niewielkim stopniu przetwarzają materię-energię. Siła społeczeństw składowych [narodów] jest dziś prawie zawsze większa niż siła ponadnarodowych decydentów. Tradycyjnie teoria na tym poziomie opierała się raczej na intuicji i badaniu historii niż na zbieraniu danych. Obecnie prowadzone są badania ilościowe, a budowa modeli i symulacji systemów globalnych rozwija się obecnie.

Na poziomie systemu ponadnarodowego nacisk Millera kładzie się na międzynarodowe organizacje, stowarzyszenia i grupy skupiające przedstawicieli społeczeństw (państw narodowych). Miller identyfikuje podsystemy na tym poziomie, które odpowiadają temu naciskowi. Tak więc, na przykład, reproduktorem jest „każdy wielozadaniowy ponadnarodowy system, który tworzy ponadnarodową organizację jednego celu” (s. 914); a granicą są „ponadnarodowe siły, zwykle zlokalizowane na ponadnarodowych granicach lub w ich pobliżu, które ich bronią, strzegą lub pilnują” (s. 914).

Mocne strony teorii Millera

Nie tylko ci, którzy specjalizowali się w komunikacji międzynarodowej, ale wszyscy badacze nauk o komunikacji powinni zwrócić szczególną uwagę na główny wkład teorii żywych systemów (LST) w podejście do systemów społecznych, na który zwrócił uwagę Bailey :

Specyfikacja dwudziestu krytycznych podsystemów w każdym żywym systemie.
Specyfikacja ośmiu hierarchicznych poziomów żywych systemów.
Nacisk na analizę międzypoziomową i tworzenie wielu hipotez międzypoziomowych.
Badania między podsystemami (np. formułowanie i testowanie hipotez w dwóch lub więcej podsystemach jednocześnie).
Badania międzypoziomowe, międzypodsystemowe.

Bailey mówi, że LST, być może „najbardziej integrująca” teoria systemów społecznych, wniosła o wiele więcej wkładów, które można łatwo przeoczyć, takich jak: szczegółowa analiza typów systemów; dokonywanie rozróżnienia między systemami konkretnymi i abstrakcyjnymi; dyskusja o fizycznej przestrzeni i czasie; położenie nacisku na przetwarzanie informacji; dostarczenie analizy entropii; rozpoznawanie systemów totipotencjalnych i partykularnych; zapewnienie innowacyjnego podejścia do zagadnienia struktura-proces; oraz wprowadzenie koncepcji wspólnego podsystemu — podsystemu należącego jednocześnie do dwóch systemów; rozproszenia — na boki, na zewnątrz, w górę iw dół; włączenia — włączenia czegoś ze środowiska, co nie jest częścią systemu; artefaktu — inkluzji stworzonej przez zwierzę lub człowieka; procesu dostosowawczego, który zwalcza stres w systemie; oraz krytycznych podsystemów, które wykonują procesy niezbędne do przetrwania wszystkich żywych systemów.

Przeprowadzona przez LST analiza dwudziestu oddziałujących na siebie podsystemów, dodaje Bailey , wyraźnie rozróżniając przetwarzanie materii i energii od przetwarzania informacji, jak również przeprowadzona przez LST analiza ośmiu powiązanych ze sobą poziomów systemów, pozwala nam zrozumieć, w jaki sposób systemy społeczne są powiązane z systemami biologicznymi. LST analizuje również nieprawidłowości lub „patologie organizacyjne” funkcjonowania systemów (np. obciążenie i obciążenie systemu, nieprawidłowości w sprzężeniu zwrotnym, przeciążenie informacjami i wejściami). Wyjaśnia rolę entropii w badaniach społecznych, jednocześnie utożsamiając negentropię z informacją i zamówieniem. Akcentuje zarówno strukturę, jak i proces oraz ich wzajemne powiązania.

Ograniczenia

Pomija analizę zjawisk subiektywnych i kładzie nadmierny nacisk na konkretną analizę Q (korelację obiektów) z faktycznym wyłączeniem analizy R (korelacja zmiennych). Twierdząc, że społeczeństwa (od totipotencjalnych po państwa narodowe i systemy nieponadnarodowe) mają większą kontrolę nad składnikami swoich podsystemów niż systemy ponadnarodowe, unika kwestii ponadnarodowej władzy nad współczesnymi systemami społecznymi. Ponadnarodowy system Millera w niczym nie przypomina nowoczesnego systemu-świata, który Immanuel Wallerstein (1974) opisali, chociaż obaj patrzyli na tę samą żywą (rozpraszającą) strukturę.

Zobacz też

Sztuczne życie – Kierunek studiów
Teoria autonomicznej agencji - teoria realnych systemów
Organizacja biologiczna – Hierarchia złożonych struktur i systemów w naukach biologicznych
Systemy biologiczne – złożona sieć, która łączy kilka istotnych biologicznie podmiotów
Systemy złożone – System złożony z wielu oddziałujących na siebie elementów
Nauka o systemach Ziemi - Naukowe badanie sfer Ziemi i ich naturalnych zintegrowanych systemów
Metabolizm informacyjny - Psychologiczna teoria interakcji między organizmami biologicznymi a ich środowiskiem
Spome - hipotetyczny, zamknięty w materii, otwarty na energię system podtrzymywania życia
Biologia systemów - Modelowanie komputerowe i matematyczne złożonych systemów biologicznych
Teoria systemów - Interdyscyplinarne badanie systemów
Teoria realnych systemów - dotyczy procesów cybernetycznych w odniesieniu do rozwoju / ewolucji systemów dynamicznych

Dalsza lektura

Kenneth D. Bailey (1994). Socjologia i teoria nowych systemów: w kierunku syntezy teoretycznej . Albany, NY: SUNY Press .
Kenneth D. Bailey (2006). Teoria systemów żywych i teoria entropii społecznej. Badania systemów i nauki behawioralne, 22 , 291–300.
Jamesa Griera Millera (1978). Żywe systemy. Nowy Jork: McGraw-Hill . ISBN 0-87081-363-3
Miller, JL i Miller, JG (1992). Większy niż suma jego części: Podsystemy, które przetwarzają zarówno materię-energię, jak i informację. Nauka behawioralna, 37 , 1–38.
Humberto Maturana (1978), „ Biologia języka: epistemologia rzeczywistości ”, w Miller, George A. i Elizabeth Lenneberg (red.), Psychologia i biologia języka i myśli: eseje na cześć Erica Lenneberga . Prasa akademicka: 27-63.
Jouko Seppänen (1998). Ideologia systemów w naukach humanistycznych i społecznych. W G. Altmann & WA Koch (red.), Systems: New paradygmaty dla nauk humanistycznych (s. 180–302). Berlin: Walter de Gruyter.
Jamesa R. Simmsa (1999). Zasady ilościowej nauki o żywych systemach . Dordrecht: Kluwer Academic . ISBN 0-306-45979-5

Linki zewnętrzne

Teoria żywych systemów Jamesa Griera Millera
James Grier Miller, Living Systems Podstawowe pojęcia (1978)