システム理論

システム理論は、システム、すなわち自然または人工の相互に関連し、相互に依存する構成要素の凝集体に関する学際的[ 1 ]研究です。あらゆるシステムは因果的な境界を持ち、文脈の影響を受け、構造、機能、役割によって定義され、他のシステムとの関係を通して表現されます。システムが相乗効果や創発的な行動を示すとき、それは「構成要素の総和以上のもの」となります。[ 2 ]

システムの1つの構成要素を変更すると、他の構成要素やシステム全体に影響が及ぶ可能性があります。こうした行動パターンの変化を予測できる場合もあります。学習・適応するシステムの場合、その成長と適応の度合いは、システムが環境やその組織に影響を与える他の文脈といかにうまく関わっているかに依存します。システムの中には、他のシステムをサポートし、故障を防ぐために他のシステムを維持するものもあります。システム理論の目標は、システムのダイナミクス、制約、条件、関係をモデル化すること、そして、ネストのあらゆるレベルの他のシステムや、最適化された等終結性を達成するための幅広い分野に識別・適用できる原理（目的、尺度、方法、ツールなど）を明らかにすることです。[ 3 ]

一般システム理論は、ある知識領域に特有の概念や原理ではなく、広く適用可能な概念や原理を開発する理論です。動的または能動的なシステムを静的または受動的なシステムと区別します。能動システムとは、行動やプロセスにおいて相互作用したり、形式的な文脈的境界条件（アトラクター）を通じて相互関係したりする活動構造または構成要素です。受動システムとは、処理中の構造および構成要素です。例えば、コンピュータプログラムは、ハードドライブ上に保存されているファイルの場合は受動的であり、メモリ内で実行される場合は能動的です。[ 4 ]この分野は、システム思考、機械論理、システム工学に関連しています。

概要

システム理論は、多くの分野の専門家の研究に現れています。たとえば、医師のアレクサンダー・ボグダノフ、生物学者のルートヴィヒ・フォン・ベルタランフィ、言語学者のベーラ・H・バナシー、社会学者のタルコット・パーソンズ、ハワード・T・オダム、ユージン・オダムによる生態系の研究、フリチョフ・カプラの組織理論の研究、ピーター・センゲによる経営研究、リチャード・A・スワンソンの著作における人材開発などの学際的な領域、教育者のデボラ・ハモンドとアルフォンソ・モントゥオーリ の著作などです。

システム理論は、学際的、学際的、多角的な取り組みとして、存在論、科学哲学、物理学、コンピュータサイエンス、生物学、工学のほか、地理学、社会学、政治学、心理療法（特に家族システム療法）、経済学の原理と概念を統合します。

システム理論は、システム科学自体だけでなく、自律的な研究分野間の対話を促進する。この点において、誤解の可能性はあるものの、フォン・ベルタランフィ[ 5 ]は、一般システム理論は「科学において重要な規制装置となるべき」であり、「科学においては無用であり、実際的な結果においては有害である」表面的な類推を防ぐものと信じていた。

他のものは、元のシステム理論家によって開発された直接的なシステム概念に近いままである。例えば、テキサス大学複雑量子システムセンターのイリヤ・プリゴジンは、創発特性を研究し、それらが生体システムに類似していると示唆した。ウンベルト・マトゥラーナとフランシスコ・ヴァレラによるオートポイエーシスの区別は、この分野におけるさらなる発展を表している。現代のシステム科学における重要人物としては、ラッセル・アッコフ、ルゼナ・バイチー、ベラ・H・バナシー、グレゴリー・ベイトソン、アンソニー・スタッフォード・ビア、ピーター・チェックランド、バーバラ・グロス、ブライアン・ウィルソン、ロバート・L・フラッド、アレナ・レナード、ラディカ・ナグパル、フリチョフ・カプラ、ウォーレン・マカロック、キャスリーン・カーリー、マイケル・C・ジャクソン、カティア・シカラ、エドガー・モーリンなどが挙げられる。

第一次世界大戦後の一般システム理論の現代的な基礎について、エルヴィン・ラースローはベルタランフィの著書『一般システム理論の展望』の序文で、「一般システム理論」のドイツ語から英語への翻訳が「ある程度の混乱をもたらした」と指摘している。 [ 6 ]

一般システム理論は疑似科学として批判され、物事を全体論的に捉えよという戒めに過ぎないとされた。フォン・ベルタランフィの一般システム理論が一つの視点、あるいはパラダイムであり、そのような基本的な概念的枠組みが正確な科学理論の発展において重要な役割を果たすことを認識していれば、こうした批判は的外れになっていただろう。…一般システム理論は、「一般システム理論」に対してしばしばなされる解釈、すなわち（科学的な）「一般システムの理論」であるという解釈とは直接的に整合しない。一般システム理論をそのような形で批判することは、藁人形を叩くようなものだ。フォン・ベルタランフィは、単一の理論（今日私たちが知っているように、常に反証される可能性があり、通常は一時的な存在である）よりもはるかに広範で、はるかに重要な何かを切り開いた。彼は理論発展のための新たなパラダイムを創造したのだ。

Theorie（またはLehre ）は、 Wissenschaft（またはScience）と同様に、ドイツ語では「最も近い英語の『理論』や『科学』よりもはるかに広い意味を持つ」 。 [ 6 ]これらの概念は、体系化された知識体系と「経験的、公理的、または哲学的に表現された、体系的に提示された概念の集合」を指す。一方、 Lehreは、一般体系の語源における理論と科学を連想させる人が多いが、これもドイツ語からの翻訳は必ずしも適切ではない。「最も近い同義語」は「教え」と訳されるが、「独断的で的外れに聞こえる」。[ 6 ] 「 nomothetic 」という単語にも、意味の重なりが十分に見られ、これは「長期的な意味を仮定する能力を持つ」という意味を持つ。 「一般システム理論」という概念は翻訳によってその本来の意味の多くが失われたかもしれないが、科学と科学的パラダイムについての新しい考え方を定義することによって、システム理論は、たとえば組織内で生み出される関係の相互依存性を説明するために使用される広範な用語になった。

この参照枠組みにおけるシステムは、定期的に相互作用または相互に関連する活動群を含むことができる。例えば、「個人志向の産業心理学がシステムおよび発達志向の組織心理学へと進化した」影響に注目する一部の理論家は、組織は複雑な社会システムを有しており、部分を全体から切り離すことは組織全体の有効性を損なうことを認識している。[ 7 ]個人、組織構造、部門、ユニットを中心とする従来のモデルとのこの違いは、組織の機能を可能にする個人、組織構造、プロセス群間の相互依存性を認識するのではなく、全体を部分的に切り離すものである。

ラースローは、組織化された複雑性に関する新しいシステム観は、ニュートン流の組織化された単純性に関する見解を「一歩超えた」ものだと説明している。ニュートン流の組織化された単純性に関する見解は、全体を部分から切り離し、部分との関係性なしに理解するものだ。組織とその環境との関係は、複雑性と相互依存性の最大の源泉と見ることができる。多くの場合、全体は構成要素を個別に分析するだけでは知ることのできない特性を持っている。[ 8 ]

ベラ・H・バナシーは、システム社会の創始者たちと共に「人類の利益」こそが科学の目的であると主張し、システム理論の分野に多大な貢献を果たした。国際システム科学協会のプライマーグループにおいて、バナシーはこの見解を繰り返す視点を定義している。[ 9 ]

システム観とは、システム探究という学問分野に基づく世界観です。システム探究の中心となるのは「システム」という概念です。最も一般的な意味では、システムとは、関係性の網によって互いに結びつき、結合された構成要素の集合体を意味します。プライマー・グループは、システムを、全体として機能する構成要素間の関係性の集合体と定義しています。フォン・ベルタランフィは、システムを「持続的な関係にある要素」と定義しました。

アプリケーション

美術

生物学

システム生物学は、生物科学研究における複数の潮流を基盤とする研究分野です。支持者は、システム生物学を生物学に基づく学際的な研究分野と位置づけ、生物システムにおける複雑な相互作用に焦点を当て、新たな視点（還元主義ではなく全体論） を用いると主張しています。

特に2000年以降、生物科学の分野では「システム生物学」という用語が広く、様々な文脈で用いられるようになりました。システム生物学の目標としてしばしば挙げられるのは、システムの特性を表す創発的特性のモデル化と発見であり、その理論的記述にはシステム生物学の範疇に収まる有用な技術のみが必要とされるようなシステムの特性です。システム生物学という用語を1928年にルートヴィヒ・フォン・ベルタランフィが創始したと考えられています。 [ 10 ]

システム生物学の分野には以下のものがあります。

生態学

システム生態学は、生態学的システム、特に生態系の研究に全体論的なアプローチをとる生態学の学際的な分野です。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]これは、一般システム理論の生態学への応用と見ることができます。

システム生態学のアプローチの中心にあるのは、生態系は創発的な特性を示す複雑なシステムであるという考え方です。システム生態学は、生物系と生態系内、そして生物系と生態系間の相互作用と交流に焦点を当て、特に人間の介入が生態系の機能にどのような影響を与えるかに関心を寄せています。熱力学の概念を援用・拡張し、複雑系の他のマクロ的な記述を展開しています。

化学

システム化学は、相互作用する分子のネットワークを研究し、異なる階層レベルと創発特性を持つ分子の集合（またはライブラリ）から新しい機能を生み出す科学です。 [ 14 ]システム化学は生命の起源（アビオジェネシス）にも関連しています。[ 15 ]

エンジニアリング

システムエンジニアリングは、成功するシステムの実現と展開を可能にする学際的なアプローチであり、手段です。これは、エンジニアリング手法をシステムエンジニアリングに適用するだけでなく、システムアプローチをエンジニアリング活動に適用するものと捉えることもできます。[ 16 ]システムエンジニアリングは、他の分野や専門分野をチームワークに統合し、構想から生産、運用、廃棄に至るまでの構造化された開発プロセスを形成します。システムエンジニアリングは、すべての顧客のビジネスニーズと技術ニーズの両方を考慮し、ユーザーのニーズを満たす高品質の製品を提供することを目指しています。[ 17 ] [ 18 ]

ユーザー中心設計プロセス

システム思考は、ユーザー中心設計プロセスの重要な部分であり、新しいヒューマンコンピュータインタラクション（HCI）情報システムの全体的な影響を理解するために必要です。[ 19 ]これを見落とし、将来のユーザーからの洞察の入力（ユーザーエクスペリエンスデザイナーが仲介）なしにソフトウェアを開発することは、情報システムの完全な失敗、情報システムのユーザーのストレスと精神疾患の増加につながり、コストの増加と莫大なリソースの浪費につながる重大な設計上の欠陥です。[ 20 ]現在、組織や政府が重大な設計上の欠陥やユーザビリティの欠如につながるプロジェクト管理の決定を調査することは驚くほどまれです。

電気電子学会は、毎年情報システムの開発に費やされる推定1兆ドルのうち約15%が完全に無駄になっており、作成されたシステムは完全に予防可能なミスによって実装前に廃棄されていると推定している。[ 21 ]スタンディッシュグループが2018年に発表したCHAOSレポートによると、調査によると情報システムの大多数は失敗しているか、部分的に失敗している。

純粋な成功とは、高い顧客満足度と組織への高い価値収益率の組み合わせです。2017年の関連数値は、成功：14%、課題：67%、失敗：19%でした。[ 22 ]

数学

システムダイナミクスは、ストック、フロー、内部フィードバックループ、時間遅延などを用いて、複雑なシステムの時間の経過に伴う非線形挙動を理解するアプローチです。 [ 23 ]カテゴリー理論の分野は、最近、David Jaz Myers [ 24 ]などの研究者によって、システム理論の概念を形式化するために使用されています。

社会科学と人文科学

心理学

システム心理学は、複雑なシステムにおける人間の行動と経験を研究する心理学の分野です。

システム理論とシステム思考、そしてロジャー・バーカー、グレゴリー・ベイトソン、ウンベルト・マトゥラーナらの理論的研究の基礎から影響を受けています。心理学において、集団と個人を恒常性におけるシステムとして捉えるアプローチを提示しています。システム心理学は「工学心理学の領域を含みますが、それに加えて社会システム[ 25 ]や、工学心理学の名を持つ動機づけ、感情、認知、集団行動の研究により深く関わっているようです。」[ 26 ]

システム心理学では、組織行動の特性（個人のニーズ、報酬、期待、システムと相互作用する人々の属性など）は「効果的なシステムを構築するためにこのプロセスを考慮します。」[ 27 ]

情報科学

システム理論は、ニューロインフォマティクスとコネクショニスト認知科学の分野で応用されてきた。神経認知分野では、コネクショニスト認知ニューロアーキテクチャとシステム理論および動的システム理論のアプローチを融合させる試みがなされている。[ 28 ]

歴史

先駆者

タイムライン

先人たち

創設者

その他の寄稿者

システム思考は、シュメールの楔形文字を使った最初の筆記体系からマヤの数字、あるいはエジプトのピラミッドを使った工学上の偉業まで、古代にまで遡ることができます。西洋の合理主義哲学の伝統とは異なり、C・ウェスト・チャーチマンは、ソクラテス以前の哲学やヘラクレイトスに似た参照枠を共有するシステムアプローチとして易経をしばしば同一視しました。[ 30 ]：12–13 ルートヴィヒ・フォン・ベルタランフィは、システムの概念をゴットフリート・ライプニッツの哲学とニコラウス・クザーヌスの一致論にまで遡らせました。現代のシステムはかなり複雑に見えるかもしれませんが、歴史に根ざしているのかもしれません。

ジェームズ・ジュールやサディ・カルノーのような人物は、19世紀の（合理主義的）ハードサイエンス（エネルギー変換とも呼ばれる）にシステムアプローチを導入する上で重要な一歩を踏み出しました。その後、ルドルフ・クラウジウス、ジョサイア・ギブスらによる20世紀の熱力学は、システム参照モデルを正式な科学的対象として確立しました。

同様の考え方は、同じ基本概念から発展した学習理論にも見られ、概念を部分的にも全体的にも知ることで理解がもたらされることを強調しています。実際、ベルタランフィの有機体心理学は、ジャン・ピアジェの学習理論と並行していました。[ 31 ]歴史は歴史、数学は数学という産業革命時代のモデルや思考から脱却するには、学際的な視点が不可欠だと考える人もいます。産業革命時代のモデルや思考では、歴史は歴史、数学は数学というように、芸術と科学の専門分野は分離したままであり、多くの人が教育を行動主義的な条件付けとして扱っています。[ 32 ]

ピーター・センゲの同時代の著作は、学習に関する従来の前提に基づく教育システムに対する一般的な批判について詳細に議論しており、[ 33 ]断片化された知識の問題や、「日常生活から切り離された学校モデル」となった「機械時代の思考」による全体的学習の欠如などについて述べている。このように、一部のシステム理論家は、社会学のマックス・ウェーバーやエミール・デュルケーム、科学的管理法のフレデリック・ウィンスロー・テイラーといった人物を含む、古典的な前提に基づく正統理論に代わる、あるいはそこから発展した観念を提示しようと試みている。[ 34 ]理論家たちは、様々な分野と統合できるシステム概念を開発することで、全体論的な方法を模索した。

従来の理論（単一の部分を主題とする）における還元主義の矛盾を、単に前提の変化の一例と見なす人もいるかもしれない。システム理論における重点は、部分から部分の組織化へと移行し、部分間の相互作用を静的で一定なものではなく、動的なプロセスとして認識するようになった。開放系観点の発展に伴い、従来の閉鎖系に疑問を呈する者もいた。この変化は、絶対的で普遍的な権威ある原理と知識から、相対的で一般的な概念的・知覚的知識へと始まり[ 35 ]、人間の生活を組織化する手段を提供しようとした理論家の伝統の中に今も残っている。言い換えれば、理論家たちは先行する思想史を再考したのであり、失ったわけではない。機械論的思考、特に19世紀後半までに近代組織理論と経営学の基礎を築いた啓蒙思想家やその後の心理学者によるニュートン力学の解釈から得られた、産業革命期における心の機械論的メタファーは、特に批判された[ 36 ] 。

設立と初期の発展

プラトンやアリストテレスからアイザック・ニュートンの『プリンキピア』（1687 年）に至るまでの西洋科学の前提は、歴史的にハードサイエンスから社会科学まですべての分野に影響を与えてきました（分析概念としての「政治システム」のデビッド・イーストンによる独創的な展開を参照）。当初のシステム理論家は、20 世紀の進歩がシステムの観点から及ぼす影響を研究しました。

1929年から1951年にかけて、シカゴ大学のロバート・メイナード・ハッチンズは、フォード財団の援助を受け、1931年に設立されたシカゴ大学の学際的な社会科学部門を通じて、社会科学における革新と学際的研究を奨励する努力を行った。 [ 30 ]：5–9

初期のシステム理論家の多くは、科学のあらゆる分野のすべてのシステムを説明できる一般的なシステム理論を見つけることを目指していました。

「一般システム理論」（GST、ドイツ語：allgemeine Systemlehre ）は、生体システムの研究に新しいアプローチを模索していたルートヴィヒ・フォン・ベルタランフィによって1940年代に造語されました。[ 37 ]ベルタランフィは1937年から講義を通じて、そして1946年から出版を通じてこの理論を展開しました。[ 38 ]マイク・C・ジャクソン（2000）によると、ベルタランフィは1920年代と1930年代にはすでにGSTの萌芽的な形を推進していましたが、科学界でより広く知られるようになったのは1950年代初頭になってからでした。[ 39 ]

ジャクソンはまた、ベルタランフィの研究はアレクサンダー・ボグダーノフの三巻からなる『テクトロジー』（1912-1917年）に影響を受けたと主張し、それがGSTの概念的基盤となっていると主張した。[ 39 ]リチャード・マテッシッチ（1978年）とフリチョフ・カプラ（1996年）も同様の見解を示している。しかし、ベルタランフィは自身の著作の中でボグダーノフについて一切言及していない。

システム観は、いくつかの基本的な考え方に基づいていました。第一に、すべての現象は要素間の関係性の網、つまりシステムとして捉えることができます。第二に、電気的、生物学的、社会的など、すべてのシステムは共通のパターン、振る舞い、特性を有しており、観察者はそれらを分析し、複雑な現象の振る舞いに対するより深い洞察を深め、科学の統一に近づくことができます。システム哲学、方法論、そして応用は、この科学を補完するものです。[ 6 ]

組織科学における古典的な前提に疑問を投げかける科学の進歩を認識していたベルタランフィは、システム理論を展開するというアイデアを戦間期に早くも開始し、 1950年には英国科学哲学ジャーナルに「一般システム理論の概要」を出版した。[ 40 ]

1954年、フォン・ベルタランフィはアナトール・ラポポート、ラルフ・W・ジェラード、ケネス・ボールディングとともに、パロアルトの行動科学高等研究センターに集まり、「一般システム理論の推進のための協会」の設立について議論した。同年12月、バークレーで約70名が参加する会議が開催され、GSTの探究と発展のための協会が設立された。[ 41 ]その後、1956年にアメリカ科学振興協会（AAAS）の傘下として一般システム研究協会（1988年に国際システム科学協会に改名）が設立され、[ 41 ]特にシステム理論を研究分野として促進した。この分野は、ベルタランフィ、ラポポート、ジェラード、ボールディング、そして 1950 年代のウィリアム・ロス・アシュビー、マーガレット・ミード、グレゴリー・ベイトソン、C・ウェスト・チャーチマンなどの理論家たちの研究から発展しました。

ベルタランフィのアイデアは、数学、心理学、生物学、ゲーム理論、ソーシャルネットワーク分析の分野で他の人々に採用された。研究された主題には、複雑性、自己組織化、コネクショニズム、適応システムなどがあった。サイバネティクスなどの分野では、アシュビー、ノーバート・ウィーナー、ジョン・フォン・ノイマン、ハインツ・フォン・フェルスターなどの研究者が複雑系を数学的に調べた。フォン・ノイマンは、やはり鉛筆と紙だけを使って、セルオートマトンと自己複製システムを発見した。アレクサンドル・リャプノフとジュール・アンリ・ポアンカレは、コンピュータを全く使わずにカオス理論の基礎研究に取り組んだ。同時に、放射線生態学者として知られるハワード・T・オダムは、一般システムの研究には、あらゆるシステム規模でエネルギー論、熱力学、運動論を描写できる言語が必要であることを認識した。この役割を果たすために、オダムは、エネルギー システム言語として知られる電子回路言語に基づいた一般システム、つまり汎用言語を開発しました。

冷戦はシステム理論の研究プロジェクトに影響を及ぼし、多くの初期の理論家をひどく失望させた。システム理論と関連して定義された理論が、初期の一般的なシステム理論の見解から逸脱していることに気づき始めた人もいた。[ 42 ]システム理論の初期の研究者であった経済学者ケネス・ボールディングは、システム概念の操作に懸念を抱いていた。ボールディングは、冷戦の影響から、権力の濫用は常に重大な結果をもたらすことになり、システム理論はそのような問題に対処できる可能性があると結論付けた。[ 30 ] : 229–233 冷戦終結以来、システム理論への関心が新たに高まり、この主題に関する倫理的見解[ 43 ]を強化する努力が行われた。

社会学においても、システム思考は20世紀に始まり、タルコット・パーソンズの行為理論[ 44 ]やニクラス・ルーマンの社会システム理論[ 45 ] [ 46 ]などが挙げられる。ルドルフ・スティッヒヴェ（2011）によると[ 44 ]：2

社会科学は、その始まりからシステム理論の確立において重要な役割を果たしてきました...最も影響力のある2つの提案は、1950年代以降タルコット・パーソンズによって提唱され、1970年代以降ニクラス・ルーマンによって提唱されたシステム理論の包括的な社会学バージョンでした。

システム思考の要素は、ジェームズ・クラーク・マクスウェルの研究、特に制御理論にも見られます。

一般的なシステム研究とシステム調査

初期のシステム理論家の多くは、あらゆる科学分野のあらゆるシステムを説明できる一般システム理論の発見を目指しました。ルートヴィヒ・フォン・ベルタランフィは、 1937年の講義、そして1946年からは出版を通して「一般システム理論」の発展に着手しました。[ 38 ]この概念は、1968年の著書『一般システム理論：基礎、発展、応用』で広く取り上げられました。[ 31 ]

一般的なシステムには多くの定義があり、定義に含まれる特性には、システムの全体的な目標、システムの部分とこれらの部分間の関係、システムのどの部分も単独では実行しない部分間の相互作用の出現特性などがあります。 [ 47 ]：58 デレク・ヒッチンズは、エントロピーの観点からシステムを、部分と部分間の関係の集合体として定義し、それらの相互関係のある部分がエントロピーを減少させます。[ 47 ]：58

ベルタランフィは、生物学者としての研究で観察してきた生物科学を一つの見出しの下に統合することを目指しました。彼は、システム一般において共通する原理を「システム」という言葉で表現しようとしました。 『一般システム理論』（1968年）の中で、彼は次のように書いています。 [ 31 ] : 32

一般化されたシステム、あるいはそのサブクラスには、その種類、構成要素の性質、そしてそれらの間の関係性や「力」に関わらず、適用されるモデル、原理、法則が存在する。多かれ少なかれ特殊な種類のシステムの理論ではなく、システム全般に適用される普遍的な原理の理論を求めるのは当然のことと思われる。

フォン・ベルタランフィの『一般システム理論への展望』の序文で、エルヴィン・ラースローは次のように述べています。[ 6 ]

したがって、フォン・ベルタランフィが「一般システム理論（Allgemeine Systemtheorie）」について語ったとき、それは彼が新しい視点、新しい科学の方法を提示しているという彼の見解と一致していた。これは、「一般システム理論」にしばしば加えられる解釈、すなわち（科学的な）「一般システムの理論」であるという解釈とは直接的には一致しなかった。そのような解釈を批判することは、藁人形を撃つようなものだ。フォン・ベルタランフィは、単一の理論（今日私たちが知っているように、常に反証される可能性があり、通常は一時的な存在である）よりもはるかに広範で、はるかに重要なものを切り開いた。彼は理論の発展のための新たなパラダイムを創造したのだ。

ベルタランフィは、システム探究を哲学、科学、技術の3つの主要な領域に概説しています。プライマー・グループとの共同研究において、ベラ・H・バナシーはこれらの領域を、システム探究の統合可能な4つの領域に一般化しました。

  1. 哲学：システムの存在論、認識論、価値論
  2. 理論: すべてのシステムに適用される、相互に関連する概念と原則の集合
  3. 方法論：システム理論と哲学を道具化するモデル、戦略、方法、ツールの集合
  4. アプリケーション：ドメインのアプリケーションと相互作用

これらは再帰的な関係で機能し、「哲学」と「理論」を知識として、「方法」と「応用」を行動として統合し、システム探求は知識に基づいた行動であると説明した。[ 48 ]

一般システムの特性

一般的なシステムは、システムの階層に分割することができ、そこでは、異なるシステム間の相互作用は、システム内のコンポーネントの数よりも少なくなります。もう 1 つの方法は、システム内のすべてのコンポーネントが相互作用するヘテロ階層です。 [ 47 ] : 65 システム全体が別のシステム内で部分的に表現され、ホロンと呼ばれることもあります。[ 47 ]こうしたシステムの階層は、階層理論で研究されます。[ 49 ]階層の上位にあるシステムの部分と階層の下位にあるシステムの部分との間の相互作用の量は削減されます。システムのすべての部分が密接に結合されている(互いに頻繁に相互作用する) 場合、システムを異なるシステムに分解することはできません。システムの部分間の結合の量は時間的に異なり、一部の部分が他の部分よりも頻繁に相互作用したり、システム内の異なるプロセスに対して相互作用したりする場合があります。[ 50 ] : 293 ハーバート A. サイモンは、分解可能システム、ほぼ分解可能システム、および分解不可能システムを区別しました。[ 47 ] : 72

ラッセル・L・アコフは、一般システムを、その目標とサブ目標が時間とともにどのように変化するかによって区別した。彼は、目標維持型、目標追求型、多目標型、そして反省型（あるいは目標変更型）のシステムに分類した。[ 47 ] : 73

システムの種類と分野

理論分野

サイバネティクス

サイバネティクスとは、生命システムと無生物システム（生物、組織、機械）、そしてそれらの組み合わせにおける制御フィードバックの伝達と制御を研究する学問です。その焦点は、あらゆるもの（デジタル、機械、生物）がどのようにして自らの行動を制御し、情報を処理し、情報に反応し、そしてこれら3つの主要なタスクをより良く達成するために変化するか、あるいは変化させることができるかにあります。

システム理論とサイバネティクスという用語は、広く同義語として用いられてきた。一部の研究者は、サイバネティックシステムという用語を、一般システムのクラスの適切なサブセット、すなわちフィードバックループを含むシステムを指すために用いている。しかし、ゴードン・パスクによる、有限の積を生成する永続的に相互作用するアクターループの差異は、一般システムをサイバネティクスの適切なサブセットとする。サイバネティクスにおいては、 W・ロス・アシュビー、ノーバート・ウィーナー、ジョン・フォン・ノイマン、ハインツ・フォン・フェルスターといった研究者によって複雑系が数学的に研究されてきた。

サイバネティクスの潮流は1800年代後半に始まり、その後、ウィーンの『サイバネティクス』（1948年）やベルタランフィの『一般システム理論』（1968年）といった重要な著作の出版へと繋がりました。サイバネティクスは工学分野から、GSTは生物学分野から派生した傾向が強いです。両者は相互に影響を与え合っていた可能性はありますが、サイバネティクスの方がより大きな影響力を持っていたと言えるでしょう。ベルタランフィは、サイバネティクスの影響について言及する際に、特に両分野を区別することを強調しました。

システム理論はしばしばサイバネティクスや制御理論と同一視されるが、これもまた誤りである。技術と自然における制御メカニズムの理論としてのサイバネティクスは、情報とフィードバックの概念に基づいているが、それは一般システム理論の一部である。…このモデルは広く応用されているが、一般的な「システム理論」と同一視されるべきではない。…そして、その概念が想定されていない分野への軽率な拡大には注意が必要である。[ 31 ] : 17–23

サイバネティクス、カタストロフィー理論、カオス理論、複雑性理論は、多数の相互に作用し、相互に関連する部分からなる複雑系を、それらの相互作用の観点から説明するという共通の目標を持っています。セルオートマトン、ニューラルネットワーク、人工知能、人工生命は関連分野ですが、一般（普遍的）な複雑（特異）システムを記述しようとするものではありません。複雑系に関する様々な「C」理論を比較するのに最適な文脈は歴史的なものであり、初期の純粋数学から今日の純粋コンピュータサイエンスに至るまで、様々なツールと方法論が重視されています。エドワード・ローレンツがコンピュータで偶然奇妙なアトラクターを発見したカオス理論の始まり以来、コンピュータは不可欠な情報源となっています。今日では、コンピュータを使用せずに複雑系の研究を想像することはできません。

システムの種類

複雑適応システム

複雑適応型システム（CAS）は、ジョン・H・ホランド、マレー・ゲルマン、および学際的なサンタフェ研究所の他の研究者らによって造られた言葉で、複雑系の特殊なケースです。CASは、多様であり、複数の相互接続された要素で構成されている点で複雑であり、変化して経験から学ぶ能力がある点で 適応的です。

負のフィードバックが不均衡を抑制し、逆転させる制御システムとは対照的に、 CAS は、変化を拡大して永続させ、局所的な不規則性を全体的な特徴に変換する正のフィードバックの影響を受けることが多い。

参照

組織

参考文献

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組織

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