Úvod do teorie systémů
  (od přírodních věd k vědě informační)
                                                          Mgr. Marek Timko,
Ph.D.

Systémový přístup
•Ve 20. stol. mechanistický přístup nahrazen systémovým přístupem.
•Hlavní představitel:
n    Ludwig von Bertalanffy (1901–1972),
n    rakouský biolog, General System Theory.
•
•
•Systémový přístup zaměřený na vztahy, vazby, vzájemné vlivy mezi částmi celku.
•(Inspirace strukturalismem, vztah mezi formou a obsahem.)
Bertalanffy

Systém a struktura
n
Systém – ohraničena množina prvků a vazeb mezi nimi, které společně určují vlastnosti celku.
„Wikidefinice“: „Systém (česky soustava) je souhrn souvisejících prvků, sdružený do nějakého
smysluplného celku. Systém se skládá z částí, které jsou spojeny za účelem umožnění toku informací,
materiálu nebo energie.“
n
n    Struktura – vztahy mezi jednotlivými prvky systému.
n
Změna struktury mění vlastnosti systému.
A co emergence? Odkud se vynořuje? Kolik neuronů myslí?

Systém
n    Systém vs. objekt/jsoucno
•na objektu lze pozorovat množství (sub)systémů
(člověk – nervový systém, imunitní systém,
buňka jako systém…);
•
•sám prvek systému je považován za černou schránku, podstatné jsou pouze vazby s okolím;
•
•systémový přístup zkoumá existující svět v celé složitosti a komplexnosti (je univerzálním
nástrojem poznávání?)

Co je to za systém?
n
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f7/Plant_cell_structure_cs.svg/676px-Plant_ce
ll_structure_cs.svg.png

Systém a zpětná vazba
(kybernetika vs. biologie)
n
nZpětná vazba je termín pro situaci, kdy výstup
nnějakého systému ovlivňuje zpětně jeho vstup.
n
nNorbert Wiener (1894–1964) přirovnával zpětnovazební
nsmyčku ke slepecké holi, která dává slepci zpětnou informaci o
njeho pohybu a ovlivňuje tak jeho pohyb následující.
n(Cybernetics or the Control and Communication in the Animal
nand the Machine, 1948)
n
nJak komunikují živé systémy a jak systémy technické?
Norbert-Wiener-bookcase-behind

Složitosti systémů
nDiferenciace komplexity:
n1.) počet prvků
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n

Složitosti systémů
n
n2.) různorodost prvků

Složitosti systémů
n
n3.) počet vazeb

Složitosti systémů
n
n4.) různorodost vazeb

Typy systémů:
n
n
nIzolované – absolutně netečné ve vztahu k prostředí;
nUzavřené – energetická výměna (něco za něco?);
nOtevřené – „relační promiskuita“.
n
n

Izolovaný systém?
n
http://www.hvezdarna.cz/astrokurz/obrazky2/kap17/436-I-01%20timeline_6.jpg

Systémy a evoluce („prokletí“ entropie!)
nA jak to všechno souvisí s informací?
n  (Aneb horor termodynamických zákonů
a směr „→ času“!)
Uff, ta prokletá entropie!
n
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8b/SmallEntropy.svg/361px-SmallEntropy.svg.pn
g
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/46/HighEntropy.svg/361px-HighEntropy.svg.png

Negentropie pana Schrödenigera
nŽivé (otevřené) systémy odolávají – po určitou dobu
n– 2. termodynamickému zákonu. Ale jenom relativně.
nVítězství je vždy jen dočasné!
n
n Co je život? (1944)
n
n „Život se zdá být uspořádaným a zákonitým
n projevem hmoty, jenž se nezakládá výlučně
n na její tendenci směřovat od pořádku k chaosu,
n nýbrž dílem na existujícím pořádku, který je
n udržován.“
n
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/26/Erwin_Schr%C3%B6dinger.jpg

Systémy a chaos
(nelineární disipativní struktury)!
nDeterminismus vs. Chaos – umíme předpovědět vývoj
nsystémů? Jak daleko jsme od termodynamické rovnováhy?
nUff, bifurkace!
n
n „Neexistuje jednoznačný průběh vývoje.“
n „Čím je systém složitější, tím četnější jsou typy
n fluktuací ohrožujících jeho stabilitu.“
n
n„Růst nevratně probíhající v čase vytváří
nnevratný vývoj.“
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/c/c6/Ilya_Prigogine.jpg

Vývoj komplexních systémů
n„Bifurkace – označení pro bod zvratu na vývojové linii, kdy v
ndůsledku nerovnováhy negativních a pozitivních zpětných vazeb
ndojde k rozdělení trajektorie vývoje původní kvality v několik
nnových struktur, které se kvalitativně liší.“    (zase ta wiki!)
http://myego.cz/img/284/01_obrazky/LogisticMapBifurcationDiagram.png

Deterministický chaos
nTeorie chaosu – zabývá se chováním jistých nelineárních
ndynamických systémů, které (za jistých podmínek)
nvykazují jev známý jako deterministický chaos
n(efekt motýlích křídel).
n
nChaos jako forma řádu nebo řád jako forma chaosu?
n
nSystém je citlivý na počátečné podmínky – chování se jeví jako
nnáhodné, i když model systému je deterministický v tom smyslu,
nže je dobře definovaný a neobsahuje žádné náhodné parametry.
n
nHmm, takže počasí (na dlouho dopředu) nepředpovíme…
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/71/Lorenz_system_r28_s10_b2-6666.png/200px-Lo
renz_system_r28_s10_b2-6666.png

Otevřené systémy: autopoietické systémy
nTeorie Santiago: Humberto Maturana (1928) & Francisco Varela (1946–2001)
n
nŘecký pojem poiésis – tvorba.
n
n„Všechny živé systémy poznávají.“ „Život je poznání.“
n
n“Živé systémy jsou poznávací systémy a život jakožto proces
n je proces poznávání. To platí pro všechny organismy, ať
nmají či nemají nervovou soustavu.“ (H. Maturana)
n
n „Fyzikální systém lze popsat jako živý, je-li schopen transformovat
n energii/hmotu do interního procesu autoúdržby a autoreprodukce.“ (F. Varela)
n
n Život je sebeutvářejícím se informačním procesem.
http://2.bp.blogspot.com/-jgs_Fjhp_YQ/UdLW3ztLbPI/AAAAAAAAIek/HILMSg63ymk/s224/maturana+y+varela.jp
g

Rizika systémového přístupu!
•systém modeluje skutečnost → model je zjednodušením;
•
•nebezpečí záměny metody za podstatu předmětu → základ nepřípustné personifikace počítačů, záměny
lidské a umělé inteligence apod.
•
•systém chápaný jako cíl, podstata → neosobnost, odlidštění. Infověda – pojem IS jen metoda,
prostředek;
•
•přirozený svět – nevypočitatelný a nejistý → člověk se v
n    systému může cítit bezpečněji, jistěji → iluze!

•
Complexity_Map


DĚKUJI ZA POZORNOST.
n