Πολύπλοκα Συστήματα

Αργύρης Αρνέλλος
Τμήμα Μηχανικών Σχεδίασης Προϊόντων και Συστημάτων
Πανεπιστήμιο Αιγαίου, Ερμούπολη, Σύρος

Η βασική παραδοχή για τη σχεδίαση ενός συστήματος που επινοείται προκειμένου να αποτελέσει τη λύση για ένα πολύ συγκεκριμένο πρόβλημα είναι ότι ένα τέτοιο σύστημα, ανεξαρτήτως μεγέθους και περιπλοκότητας, αποτελείται από επιμέρους στοιχεία τα οποία διέπονται από φυσικούς νόμους και κανόνες και τα οποία με τη σειρά τους υπόκεινται στις κομψές, καθολικά αποδεκτές και μαθηματικά τεκμηριωμένες αρχές της φυσικής και της χημείας που εξηγούν τις ιδιότητες και τη λειτουργία του σύμπαντος. Αν όλα τα φυσικά συστήματα δεν είναι τίποτα άλλο παρά συνδυασμοί ατόμων ή χορδών ή οτιδήποτε αφορά στη στοιχειώδη σωματιδιακή ανάλυση μιας δομής, τότε ο κόσμος έχει ήδη εξηγηθεί στο επίπεδο της υποατομικής φυσικής. Παράλληλα, βάσει της προαναφερθήσας παραδοχής της αναγωγής, το οποιοδήποτε σύστημα αποτελεί ένα σύνολο, το οποίο δεν είναι παρά το ισοδύναμο του αθροίσματος των επιμέρους στοιχείων του. Επομένως, η παραγωγή συνολικής συμπεριφοράς του συστήματος ανάγεται στις επιμέρους συμπεριφορές των δομικών του στοιχείων και δεν είναι παρά μια αθροιστική συσσώρευση αυτών των συμπεριφορών.

Βάσει της αναγωγιστικής αρχής, όλη η πραγματικά επεξηγηματική δύναμη της επιστήμης βρίσκεται στο χαμηλότερο επίπεδο της περιγραφής. Όλα τα υπόλοιπα δεν είναι παρά ένας ποιοτικός και ασαφής καλλωπισμός (επιφαινομενικότητα). Έτσι, το επιχείρημα ότι ένας ανθρώπινος οργανισμός είναι "ζωντανός" καταρρίπτεται, διότι κανένα άτομο/μόριο στο ανθρώπινο σώμα δεν είναι ζωντανό και τα ανθρώπινα σώματα δεν είναι τίποτα άλλο παρά συνδυασμοί ατόμων/μορίων. Σε αυτή την περίπτωση, είτε η ανάλυση, εξήγηση και μοντελοποίηση του ζωντανού οργανισμού δεν μπορεί να προχωρήσει περαιτέρω ή η αναγωγιστική αρχή δεν μπορεί να ισχύει για όλα τα συστήματα.

Για παράδειγμα, αρκεί κανείς να προσπαθήσει να ορίσει την έννοια της ζωής, όσο πιο συγκεκριμένα γίνεται, προκειμένου να αναλύσει ή ακόμη και να σχεδιάσει ένα ζωντανό οργανισμό. Αν βασιστεί στην αρχή της αναγωγής, τότε μάλλον προσπαθεί να ορίσει κάτι ανύπαρκτο, αλλά και αν κανείς προσπαθήσει να βρει τα επιμέρους στοιχεία που αθροιστικά παράγουν την ιδιότητα της ζωής, τότε το πιθανότερο είναι να σχεδιάσει τον Φρανκεοτάϊν. Τι γίνεται λοιπόν όταν κανείς καλείται να μελετήσει συστήματα τα οποία δεν είναι αποτελέσματα αθροιστικής συσσώρευσης των δομικών τους στοιχείων, όταν δηλαδή το σύστημα στο σύνολο του είναι περισσότερο από το άθροισμα των επιμέρους στοιχείων του; Με άλλα λόγια, τι γίνεται όταν κανείς καλείται να μελετήσει συστήματα που παρουσιάζουν οργανωμένη και ιδιοσυστατική πολυπλοκότητα;