سیستم پویا یا دینامیک چیست ؟

سیستم پویا یا دینامیک چیست ؟
در واقع پاسخ این است : سیستم پویا چیزی است که واقعا وجود دارد. زیرا سیستم ایستا یا استاتیک در واقع برش و یا دیدگاه خاصی از یک سیستم داینامیک است که برای سادگی در تحلیل و آنالیز با یک یا چند شرط ساده ساز ، ایستا فرض شده است.
در علم سیستمها ، منظور از ایستا یعنی اینکه پارامترهای سیستم ( یا متغیرهای حالت ) با گذر زمان تغییر نمیکنند. نمونه یک سیستم ساده را میتوان یک ساعت فرض کرد. برای نمونه تغییر در سرعت چرخش عقربه های ساعت در طول یک دور گردش براثر جاذبه زمین تغییر بسیار ناچیزی دارند و قابل صرف نظر است.
اما تصور کنید یک سیستم پیچیده که رفتار آن براثر جزیی ترین تغییر در هریک از پارامترهایش دچار نوسانهای شدید آنهم به صورت دیفرانسیلی شود.
مثلا آب و هوا و اقلیم یک منطقه جغرافیایی وضعیتی اینگونه دارد. کوچکترین نوسان در یک متغیر آنعم در ارقام چهارم تا ششم اعشار میتواند نتیجه پیش بینی آب و هوا را به کل دگرگون سازد.
موضوع آشوبناکی یا نظریه آشوب نیز همین جا مطرح شد. نخستین بار سیستمهایی مشاهده شدند که اگرچه در قلمرو فیزیک مکانیک کلاسیک بودند، اما رفتار دینامیک و غیر خطی آنها باعث شده بود تا پیش بینی رفتار بلند مدت آنها عملا غیر ممکن گردد.
بعدا ثابت گردید که نه تنها در عمل پیش بینی نا ممکن است بلکه در تئوری نیز سدهایی برای رسیدن به یک پیش بینی دقیق و دراز مدت وجود دارد.
دانشمندی بنام لورنتس مشغول پژوهش روی مدل رياضی بسيار ساده ای که از آب و هوای زمين بود ، به يک معادله ديفرانسيل غير قابل حل رسيد.
وی برای حل اين معادله به روشهای عددی با رایانه متوسل شد. او برای اينکه بتواند اين کار را در روزهای متوالی انجام دهد، نتيجه آخرين خروجی يک روز را به عنوان شرايط اوليه روز بعد وارد می کرد. لورنتس در نهايت مشاهده کرد که نتيجه شبيه سازی های مختلف با شرايط اوليه يکسان با هم کاملا متفاوت است. بررسی خروجی چاپ شده رایانه نشان داده که رویال مک‌بی (Royal McBee)، رایانه‌ای که لورنتس از آن استفاده می کرد، خروجی را تا ۴ رقم اعشار گرد می کند. از آنجايي محاسبات داخل اين رایانه با ۶ رقم اعشار صورت می گرفت، از بين رفتن دورقم آخر باعث چنين تاثيری شده بود. مقدار تغييرات در عمل گرد کردن نزديک به اثر بال زدن يک پروانه است. اين واقعيت غير ممکن بودن پيشبینی آب و هوا در دراز مدت را نشان می دهد.
بدین ترتیب نظریه آشوب مطرح گردید. بال زدن پروانه در پکن منجر به وقوع طوفان در نیویورک می شود! به این رخداد اثر پروانه ای گفته می شود.
آنچه یک سیستم را در طبقه بندی سیستمهای پیچیده قرار میدهد مواردی است از قبیل :
میان رشته ای یا Multy disciplinary بودن.
بزرگ مقیاس یا Larg Scale بودن.
دارابودن تعداد زیاد پارامتر های مداخله گر.
غیر خطی یا None Linear بودن. بویژه زمانی که رفتار دیفرانسیلی باشد. یعنی عامل زمان
(نرخ و سرعت تغییر) در سرنوشت و رفتار سیستم اثر بگذارد.
در چنین حالتی با یکی سیستم پیچیده طرف هستیم. در واقع همه دنیای ما رفتاری اینگونه دارد. حتی یک اتم نیز رفتاری استاتیک و 100% قابل پیش بینی ندارد. نظریه کوانتم و اصل عدم قطعیت با به رسمیت شناختن چنین حقایقی بود که توانستند رفتار اتمی را توضیح دهند.
در همین رابطه : نظریه آشوب و اثر پروانه ای را در ویکی پدیا ببینید.
از همین وبلاگ :
• کایزن و نگرش سیستمی
• گزارشهای علمی
• پایان دنیا و نظریه بازیها
دسته : نظریه سیستمها و نگرش سیستمی با مقاله فیزیک سیستمهای پیچیده و داینامیک سیستمهای پیچیده. سیستم ، سیستمی و رفتار غیر خطی در پیش بینی آب و هوا در بلند مدت علم رفتار سیستمها مطالعات سیستمی.