Συστημική πολυπλοκότητα

Συστημική πολυπλοκότητα — είναι χαρακτηριστικό ενός συστήματος που αντικατοπτρίζει την ποικιλομορφία των στοιχείων, των συνδέσεων, των λειτουργιών, των καταστάσεων και της δυναμικής του, καθώς και τις δυσκολίες στην περιγραφή, ανάλυση, πρόβλεψη και διαχείριση του συστήματος. Η πολυπλοκότητα εκδηλώνεται τόσο σε δομικό όσο και σε λειτουργικο-συμπεριφορικό επίπεδο και εξαρτάται από τον τρόπο αντίληψης και τους στόχους της ανάλυσης.

Γενικός ορισμός

Η πολυπλοκότητα ενός συστήματος καθορίζεται από τον συνδυασμό των εξής παραγόντων:

αριθμός στοιχείων·
αριθμός συνδέσεων μεταξύ των στοιχείων·
ποικιλομορφία καταστάσεων και μεταβάσεων·
χαρακτήρας των αλληλεξαρτήσεων·
βαθμός αβεβαιότητας και μεταβλητότητας·
αριθμός στόχων και κριτηρίων λειτουργίας.

Η συστημική πολυπλοκότητα είναι αντικειμενική ιδιότητα του συστήματος, ωστόσο η αντίληψή της μπορεί να εξαρτάται από το επίπεδο γνώσεων, τους στόχους της έρευνας και το επιλεγμένο μοντέλο.

Πηγές συστημικής πολυπλοκότητας

Δομική πολυπλοκότητα — οφείλεται στον αριθμό και την τοπολογία των συνδέσεων μεταξύ των στοιχείων.
Λειτουργική πολυπλοκότητα — καθορίζεται από την ποικιλομορφία των εκτελούμενων λειτουργιών και την αλληλεξάρτησή τους.
Δυναμική πολυπλοκότητα — εκδηλώνεται στη μεταβλητότητα των καταστάσεων του συστήματος στο χρόνο.
Πληροφοριακή πολυπλοκότητα — συνδέεται με τον όγκο πληροφοριών που απαιτούνται για την περιγραφή και τη διαχείριση του συστήματος.
Συνθεσιακή πολυπλοκότητα — γεννάται από την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος και την αβεβαιότητα των συνθηκών λειτουργίας.

Μορφές εκδήλωσης συστημικής πολυπλοκότητας

Συνδυαστική πολυπλοκότητα — εκθετική αύξηση του αριθμού των πιθανών καταστάσεων του συστήματος με την αύξηση του αριθμού των στοιχείων.
Ιεραρχική πολυπλοκότητα — ύπαρξη πολυεπίπεδης δομής με αλληλεπίδραση μεταξύ των επιπέδων.
Μη γραμμικότητα — δυσαναλογία μεταξύ επιδράσεων και αντίδρασης του συστήματος.
Αναδυτικότητα (Emergence) — εμφάνιση νέων ιδιοτήτων που δεν ανάγονται στο άθροισμα των ιδιοτήτων των επιμέρους τμημάτων.
Προσαρμοστικότητα και αυτο-οργάνωση — ικανότητα του συστήματος να μεταβάλλει τη δομή και τη συμπεριφορά του σε απόκριση εξωτερικών επιδράσεων.

Ταξινόμηση συστημάτων κατά πολυπλοκότητα

Στη συστημική ανάλυση χρησιμοποιούνται διάφορες ταξινομήσεις συστημάτων βάσει επιπέδου πολυπλοκότητας:

Καλά οργανωμένα συστήματα — δομές με γνωστά στοιχεία και σταθερές συνδέσεις.
Κακώς οργανωμένα (διάχυτα) συστήματα — δομές με μερική αβεβαιότητα συνδέσεων και λειτουργιών.
Αυτο-οργανούμενα συστήματα — δομές ικανές να μεταβάλλουν την εσωτερική τους οργάνωση χωρίς εξωτερική διαχειριστική επέμβαση.

Επίσης διακρίνονται:

Ντετερμινιστικά συστήματα — με πλήρως προβλέψιμη συμπεριφορά.
Στοχαστικά συστήματα — με πιθανοτική περιγραφή καταστάσεων και μεταβάσεων.
Εξελισσόμενα συστήματα — που μεταβάλλουν τη δομή και τους στόχους τους στο χρόνο.

Μέτρα και αξιολόγηση πολυπλοκότητας

Η συστημική πολυπλοκότητα μπορεί να αξιολογηθεί ποσοτικά ή ποιοτικά:

αριθμός στοιχείων και συνδέσεων·
αριθμός καταστάσεων του συστήματος·
επίπεδο εντροπίας ή πληροφοριακής αβεβαιότητας·
βάθος και πλάτος ιεραρχίας·
αριθμός εναλλακτικών διαδρομών επίτευξης στόχων.

Η άμεση μέτρηση της πολυπλοκότητας είναι δυσχερής· συνήθως χρησιμοποιούνται σχετικές εκτιμήσεις και δείκτες.