Closed system (systems theory) — 閉鎖系

閉鎖系

閉鎖系（へいさけい）とは、周囲の環境とエネルギー、物質、または情報をほとんど交換しないシステムのことである。システム分析において、閉鎖系の概念は、その機能が外部からの影響に対して自律的であると見なせるモデルやオブジェクトを記述するために用いられる。

一般的な特徴

閉鎖系は、以下の特徴によって定義される。

• システムと環境の間で、物質、エネルギー、情報の流れがないか、最小限であること。
• 機能の自律性 — システムの状態と振る舞いは、その内部構造とプロセスによって決定される。
• 外部環境の変化からの相対的な独立性。
• システム内部におけるリソースと発展可能性の限定性。

完全に閉鎖されたシステムは、現実には極めて稀である。しかし、閉鎖系のモデルは、外部要因の影響が無視できるほど小さい場合や、意図的に除外される場合に、プロセスの分析を単純化するためによく用いられる。

閉鎖系の際立った特徴

• 環境からの隔離 — システムと外部オブジェクトとの関連がないか、極めて小さい。
• 閉じた機能ループ — プロセスは外部からの影響の流入や流出なしにシステム内部で進行する。
• 構造の恒常性 — 外部からの影響が制限されることで、構造と内部の関連性が維持されやすい。
• 振る舞いの決定論性 — モデルでは、システムの状態はその内部法則と初期条件によって完全に決定されると仮定される。

閉鎖系の例

• 周囲の環境から隔離された理想的な熱システム（熱力学モデルの範囲内）。
• 一定の条件下にある試験室内の自律的な技術システム。
• すべての入出力パラメータが固定され、定義されている閉じた数理モデル。

実際には、完全に閉鎖されたシステムはほとんど存在せず、いかなる現実のシステムも何らかの形で周囲の環境と相互作用していることを理解することが重要である。

システム分析における閉鎖系

システム分析において、閉鎖系のモデルは以下の目的で使用される。

• 外部要因を排除することによる、複雑なプロセスの分析の単純化。
• システムの機能における内部法則の研究。
• 開放性を考慮して後から複雑化させるための、基本モデルの構築。
• 安定した条件下でのシステムの振る舞いに関する仮説の検証。

閉鎖系の分析は、外部からの影響を考慮する前に、システムの内部メカニズムが機能する基本原理を明らかにすることを可能にする。

閉鎖系モデルの限界

閉鎖系のモデルには、いくつかの限界がある。

• 現実のシステムの適応性を考慮できないこと。
• 外部環境の変化による影響を無視すること。
• 自己発展や自己組織化のプロセスを記述できないこと。
• 動的で進化するシステムへの適用性が限られていること。

そのため、システム分析において閉鎖系のモデリングは、通常、より完全な開放系のモデルへの移行段階として、研究の中間的なステップとなる。

閉鎖系と開放系

閉鎖系は、外部環境とエネルギー、物質、情報を活発に交換する開放系とは対照的である。

主な特徴の比較:

特徴	閉鎖系	開放系
外部環境との交換	ない、または最小限	活発な交換
環境への依存度	独立	依存
適応能力	限定的	高い
進化の可能性	低い	高い