Systemik: Något om systemvetenskapens praktiska tillämpning i en komplex värld

By S C Holmberg

Världen blir alltmer komplex, dynamisk och svåröverskådlig. Systemvetenskap är forskningens svar på de utmaningar detta medför. Systemik står i sin tur för den praktiska tillämpningen av denna nya vetenskap. Här ges en lättläst introduktion till såväl systemvetenskap som systemik. I boken behandlas:
- Systemikens bakgrund och syfte att hantera komplexa utmaningar,
- Grundläggande systembegrepp,
- Systemtänkande,
- Systemiskt modellbyggande och beskrivning av system,
- Systemsimulering och systemiska datorexperiment,
- Systemdesign,
- Ledning och förändring av system,
- Systemikens aktuella tillämpning.

I bokens bilagor förmedlas tips inför fördjupade systemikstudier.

• Language: Svenska
• Publisher: Books on Demand
• Release date: Jun 19, 2019
• ISBN: 9789178513925

S C Holmberg

Stig C Holmberg är civilingenjör och teknologie doktor från KTH. Efter sin tid som universitetsprofessor är han nu fri forskare vid sitt privata institut C8labs. Under sin universitetstid var han närmare 30 år programansvarig för en studieinriktning i informatik. Inom hans forskningsintressen ryms främst metoder för systemisk modellering och design, samt tillämpningar för fuzzy, antecipatoriska och spatiala informationssystem. Han är livstidsmedlem i IEEE.

Book preview

Systembegrepp

1. Systemvärlden

Complexity is a key

characteristic of the

world .

(Herbert Simon)

- Vad är poängen med system?

- Vad tjänar systemiken till?

- Vad har vi för hjälp av systemtänkande?

- Varför har inte systemiken lyckats bättre?

Den här boken handlar om system, systemsyn och systemkunnande. Med utgångspunkt i frågorna i inledningsrutan börjar vi med att kort titta på behov och syften bakom systemvetenskapens tillkomst och framväxt. Vi berör också den historiska utvecklingen samt ytterligare några fundamentala frågor. Avslutningsvis lägger vi upp en plan för fortsatta systemstudier.

Till boken finns en webbsida med kompletterande material. Adressen till denna sida är: www.c8Labs.net/bib/s001/

1.1. Varför systemik?

Vår tillvaro blir alltmer föränderlig, kaotisk och svårhanterlig. Vi konfronteras ständigt med en uppsjö av nya företeelser, hot och utmaningar. En allt snabbare digitalisering, nya mobiltelefongenerationer samt växande miljö- och klimathot utgör i detta sammanhang enbart några aktuella exempel bland många. Systemvetenskapen, eller systemiken¹ för att använda ett modernare ord, utgör det vetenskapliga svaret på dessa utmaningar .

Några hot som, som jordbävningar och vulkanutbrott, är naturgivna av den miljö vi lever i. Alltfler hot inom det teknologiska, politiska och ekonomiska området har dock människan själv förorsakat. Till detta kommer att problemen är sammanvägda till problemkomplex. Det går inte att undanröja ett hot utan att samtidigt påverka ett antal andra - positivt eller negativt.

Klimathot, hot mot miljön, brist på färskvatten, naturresurser och livsmedel (svält), okontrollerad befolkningstillväxt samt politisk och religiös extremism är här några närliggande exempel på denna senare typ av allvarliga och svårhanterliga problemsituationer. Till dessa globala problemkomplex kan läggas hot med samma grundkaraktär men på lägre nivå i länder, regioner och kommuner. Även företag och organisationer utmanas av problem relaterade till komplexitet, osäkerhet och snabb förändring.

Det generella problemet med alla våra traditionella vetenskapsområden är att de, som framgår av figur 1.1, är specialiserade. En konsekvens av detta blir att vart och ett av dem endast täcker en liten del av de komplexa problemområden vi här talar om. Situationen förvärras av att varje vetenskap dessutom har utvecklat sina egna begrepp och metoder samt ett unikt och specialiserat språk. Detta gör kommunikation mellan vetenskapsområden mycket vansklig och så kallade tvärvetenskapliga ansatser får därmed svårt att lyckas även i de fall där uppsåtet är gott.

Här har systemiken sin största utmaning, men också sitt existensberättigande. Systemik skall kunna greppa, definiera och hantera vida och vaga problemtillstånd. Systemikens arena är med andra ord de tillstånd och förhållanden som präglas av nyckelbegreppen komplexitet, osäkerhet och förändring (KOF-problem ). Systemiken har vuxit fram därför att världen fylls av allt fler KOF-problem. Med hjälp av systemiken hoppas vi kunna öka vår förmåga att hantera dem.

Figur 1.1.: Relation mellan verklighetens komplexa problemsituationer och specialiserade vetenskapsområden v1,..vi.

Till detta kommer att systemiken också har en inomvetenskaplig roll. Den traditionella vetenskapen blir alltmer uppdelad i smala specialområden. Vart och ett med sina speciella metoder och ett eget språk. Kommunikation ens mellan närliggande vetenskapsområden blir svår. Man har alltför särpräglade fackspråk för att förstå varandra och man betraktar oftast granndisciplinernas metoder som ovetenskapliga. Systemikens uppgift i detta sammanhang är att utveckla begrepp och språk, som gör det möjligt att kommunicera över hela vetenskapsområdet. Med andra ord, att öppna upp det totala mänskliga vetandet för alla kunskapssökare.

Många fenomen återfinns både i mycket små system, som t ex en enskild cell, och i stora, som hela världsekonomin, samt på alla mellanliggande nivåer. Återkoppling (Eng. Feedback) kan vara ett sådant exempel. Uppenbart är det dålig forskningsekonomi och onödigt dubbelarbete att utforska sådana identiska fenomen på samtliga systemnivåer (inom alla vetenskapsområden). Här kan systemiken hjälpa till att identifiera sådana systemfenomen samt att underlätta överföring av kunskap om dem mellan olika vetenskapliga specialdiscipliner.

Reflektera

Vilka är de största dagsaktuella problemen som, enligt din uppfattning, mänskligheten har att hantera?

Hur länge har dessa problem varit på dagordningen?

I vilken utsträckning år dessa problem beroende resp oberoende av varandra?

I vilken utsträckning finns det enkla, uppenvara och allmänt accepterade lösningar på problemen?

I vilken utsträckning är det fråga om det som vi här kallar KOF-problem?

1.2. Systemikens vetenskapliga bas

Systemiken har inte uppstått ur tomma intet. Den bygger på en flertusenårig utveckling. I mycket grova drag kan systemiken ses som det tredje steget i en kontinuerlig utveckling enligt figur 1.2. Grunden lades i Grekland för drygt två tusen år sedan. Även om de flesta av deras slutsatser om världens egenskaper fått överges vid det här laget så återstår två mycket viktiga bidrag. För det första etablerade de vetenskapen som en fristående och självständig samhällssektor frikopplad från religion och mystik. För det andra förde de fram det mänskliga förnuftet och det rationella (logiska) tänkandet som den enda säkra källan till nytt vetande och säkerställd kunskap.

Steg två i form av den västerländska vetenskapliga revolutionen började för c:a fem hundra år sedan. Det grekiska målet med vetenskapen var endast att förstå världen. I Europa hade ambitionerna växt till att bemästra och styra världen med hjälp av vetenskaplig förståelse och teknologisk tillämpning av ny vetenskaplig kunskap. Dagens moderna samhälle är det slående resultat av denna strävan. Framstegen är kolossala och imponerande. De stora framstegen har dock även blottlagt och i viss mån även förorsakat nya svårbemästrade problem.

Figur 1.2.: Systemikens framväxt ur äldre kunskapstradition.

I och med detta är vi framme vid steg tre i figur 1.2. Efterhand stötte forskare inom olika områden på problem och frågeställningar som det inte gick att hantera med tidigare vetenskapliga metoder. Det blev nödvändigt att vidareutveckla dessa till något nytt. Detta nya, som växte fram ur den tidigare vetenskapen, kom att kallas systemvetenskap eller systemik.

Nya metoder och angreppssätt fick utvecklas för att hantera de komplexa problemsituationer det här var fråga om. Inflytandet från tidigare traditionella vetenskaper är samtidigt betydande. Det är också viktigt att notera att praktiskt taget alla systemforskare har en grundläggande utbildning i biologi, ekonomi, matematik eller någon annan traditionell vetenskap. Även om vi i fortsättningen av boken kommer att fokusera på skillnaderna mellan systemik och traditionell vetenskap så får vi aldrig glömma de gemensamma rötterna och den kontinuerliga kunskapsutvecklingen.

Systemiken, liksom all annan vetenskap, måste slutligen följa vissa gemensamma regler. Vetenskapsteoretikern Robert Merton har sammanfattat dessa regler under initialförkortningen CUDOS . Det stämmer inte helt med svenska men den engelskspråkiga betydelsen av dessa initialbokstäver är:

Communalism, dvs gemensamägt. Vetenskapliga upptäkter publiceras i offentliga vetenskapliga tidskrifter och görs på detta sätt fritt tillgängliga för var och en.

Universalism. Vetenskapliga upptäckter får ej påverkas av forskarens ras, religion, nationalitet eller annat attribut.

Disinterestedness, dvs Intressebefrielse. Vetenskapligt arbete genomförs alltid på samma sätt utan hänsyn till den inverkan arbetet kan ha på forskarens egen ställning och framtida öde.

Organized Scepticism, dvs organiserad skepticism. Nya vetenskapliga resultat måste alltid granskas och accepteras av andra forskare innan de kan godtas som en del av vetenskapens nuvarande ståndpunkt.

Cudos betyder ära på grekiska. Enligt CUDOS-reglerna får forskaren äran för sina upptäckter, men rätten att vidareutnyttja resultaten tillfaller hela forskarsamhället.

Reflektera

I vilken utsträckning går det att undanröja klimathotet med hjälp av kunskap från enbart en traditionell vetenskap?

I vilken utsträckning kan systemik vara ett användbart alternativ?

Vad innebär begreppet,Vetenskapens nuvarande ståndpunkt?

Varför är inte vetenskapliga sanningar eviga?

Vad är det för skillnad på 'komplext och komplicerat?

1.3. Systemikens karaktär

Systemvetenskap och klassisk vetenskap kompletterar varandra genom att studera tillvaron och dess olika fenomen utifrån olika perspektiv. Robert Rosen säger att klassisk vetenskap (sakvetenskapen) fokuserar på fenomenens objekt- eller sakegenskaper (Eng. Thinghood properties). Systemvetenskapen studerar i stället sådana relationer och processer (Eng. Systemhood properties) som gäller för ett brett spektrum av företeelser.

Len Troncale har ställt upp en lista på närmare hundra systemegenskaper eller isomorfier (likheter), som systemforskningen hittills identifierat. Några exempel ur denna lista är följande begrepp:

Återkoppling (Feedback)

Entropi (Entropy)

Homeostas, dvs jämvikt

Autopoiesis, dvs självorganisation

Process och Struktur

Figur 1.3.: Systemik och traditionell vetenskap kompletterar varandra till ett tvådimensionellt kunskapsfält.

George Klir har å sin sida observerat att tack vare systemiken har vetenskapen gått från ett endimensionellt till ett tvådimessionellt tillstånd. Vi har fått ett läge som återges i figur 1.3. Här framgår tydligt hur klassisk vetenskap och systemik kompletterar varandra. Tillsammans bidrar de till en mera fullödig kunskap.

Joël de Rosnay har bl.a. i boken Le Macroscope levererat en lysande introduktion till systemiken. Med utgångspunkt från hans framställning kan systemikens roll också belysas med hjälp av figur 1.4.

Vetenskapen, tekniken, etiken och estetiken har var och en sedan lång tid sin givna och väletablerade roll i människans intellektuella och symboliska liv. Det nya med systemiken är att den binder ihop dessa separata sfärer. Den lär oss att se och förstå bättre samt att relatera och sammanfoga tillvarons olika delar på ett mera helgjutet och meningsfullt sätt.

Figur 1.4.: Systemikens roll som sammanfogande kraft.

Reflektera

Vad finns det för skäl att betrakta systemik som en egen vetenskap?

Vad är det för fördelar resp nackdelar med att se vetenskapen tvådimensionellt som G Klir?

Vilka skäl talar för att teknik och estetik behöver relateras enligt fig. 1.4?

1.4. Lite systemhistoria

Systemvetenskapliga tankar kan spåras långt tillbaka i tiden (Redan de gamla grekerna...) men först vid tiden strax efter andra världstiden började man använda etiketten systemvetenskap och hävda systemiken som ett eget vetenskapsområde. Till pionjärerna hör bl a Warren Weaver och Ludwig von Bertalanffy. Weaver fokuserar på komplexitetsbegreppet och är närmare diskuterad i nästa delkapitel. Bertalanffy presenterar en generell systemteori (En General Systems Theory, GST), dvs en generell teori för alla typer av system. Bertalanffys GST omfattar systemvetenskap, systemteknologi och systemfilosofi men är samtidigt en öppen teori. Han lämnar det öppet för andra systemforskare att fortsätta arbetet med att komplettera och förtydliga GST.

Glaser När grunden väl var lagd formligen exploderade systemrörelsen med tusentals bidrag från hundratals olika systemforskare. År 1954 togs ett avgörande steg. Då bildade systemforskarna Ludwig von Bertalanffy, Kenneth Boulding, Ralph Gerard och Anatol Rappoport den organisation som i dag kallas ISSS² eller The International Society for the Systems Sciences. Vill man hänga upp systemikens tillkomst på ett speciellt årtal kan därför år 1954 vara ett lämpligt val. Efter 1954 har det tillkommit ett antal nationella systemorganisationer liksom den internationella paraplyorganisationen IFSR³ , International Federation for Systems Research .

Det som har hänt efter 1954 kan uppfattas på många olika sätt. Genomgående är dock att systemikforskarna successivt stött på nya problem och utmaningar. Detta har i sin tur tvingat fram nya metoder och ansatser. Utgående från den brittiske systemforskaren Michael Jackson kan denna utveckling indelas i fyra faser. Detta är också illustrerat i figur 1.5.

Den funktionella systemansatsen

Den interpretativa (tolkande) systemansatsen

Den emancipatoriska (frigörande) systemansatsen

Den postmoderna systemansatsen

I den första funktionella systemgenerationen ses systemen som konkreta objekt i den reella verkligheten. Ansatsen präglas av optimism och en strävan att förbättra. Tillämpade metoder har oftast sina rötter i naturvetenskaperna. Mekanism och organism är vanligt använda metaforer för de system man studerar. Här märks främst systemmetoder som hårt systemtänkande (Hard system thinking), Systemteknologi (Systems Engineering), Systemdynamik (System Dynamics), Organisationskybernetik (Organisational Cybernetics) och Teorin för levande system (Living Systems Theory). Den funktionella ansatsen utgör fortfarande en stark systemrörelse men höjdpunkten för systemforskning med denna inriktning torde, som det illustreras i figur 1.5, ha passerats under 1960-talet.

Figur 1.5.: Systemansatsernas tidsmässiga fördelning.

I den interpretaiva eller tolkande systemansatsen från senare delen av 1960-talet och framåt flyttas fokus från systemen som objekt till de berörda personernas uppfattning eller bild av sin sociala verklighet och de system som studeras. Man accepterar att olika personer kan ha skilda och motstridiga uppfattningar om samma sak. Systemen ses därför som sociala konstruktioner, vilka ger uttryck för de berörda personernas perspektiv, intentioner, intressen och ambitioner. Det tyska ordet "Weltanschaung" kommer här tillbaka som ett nyckelbegrepp. En annan skillnad är att systemen i denna kategori normalt har flera mål. Man talar därför om multimålsystem. Med denna ansats blev det lättare att arbeta med komplexa problem, som innefattade sociala och politiska aspekter. Ansatsen kallas ofta för mjukt systemtänkande (Soft System Methodology) och representeras bl.a. av John Warfields IM (Interactive Management), Churchmans SSD (Soft Systems Design) och Peter Checklands SSM (Soft Systems Methodology).

En svaghet i den tolkande (mjuka) systemansatsen är att den förutsätter samförstånd (konsensus) och enighet mellan de inblandade parterna. Under 1980-talet växte därför nästa systemrörelse fram.