گروه سيستمهای پيچيده

سيستم پيچيده چيست؟

سيستم های پيچيده نگاهی نو به پديده هاي است که به علت ارتباط بين اجزای آن و همچنين ارتباط با ديگر پديده ها، از پيچيدگی بالايی برخوردارند و رفتار جمعی متفاوتی بروز می دهند. بدين معنی که با مطالعه تک تک اجزای یک سيستم پيچيده نمی توان به رفتار جمعی آن دست يافت. به عبارت ديگر، سیستم پیچیده معرف پارادایم پیچیدگی است كه عناصر سازنده آن تشكیل شبكه ای را می دهند كه اجزاء شبكه دارای برهم كنش هستند و از اندیشه کل نگر بهره می گيرند. پارادایم کلاسيک كه بخشی نگر است، بر اين فرض استوار است كه اگر اجزاء سیستمی را دقیقاً شناسایی كنیم و از عمل كرد آن اطلاع يابيم، قادر خواهیم بود به خواص كلی پدیده و سیستم دست یابیم. مطالعات كیهان شناسی، ساختارهای بی نظم در مواد، زیست شناسی، جامعه شناسی و اقتصاد محدودیت كاربرد این مسئله در مقالات و كتب متعدد را به نمايش گذاشته اند.

 

نیاز و پیدایش

اغلب پدیده‌های طبیعی و بسیاری از ساخته‌ها و آفرینش‌های امروزین انسانی را باید تحت ردهٔ عام سامانه‌های پیچیده به بررسی و مطالعه نشست. هر چند انسان صدها سال است که بررسی سیستمهای پیچیده را آغاز کرده است. اما بررسی این سیستمها در شاخه های مختلفی برداشت مدرن از آن را ایجاد کرده است. در ریاضیات با کشف آشوب در سیستمهای تعینی و همچنین بررسی دینامیکی شبکه های عصبی، بررسی این سیستمها در زمینه کلید خورد. در شیمی و فیزیک، بررسی سیستمهای خود سامانده در غالب مباحث فيزيک آماری و ترمودینامیک غیرتعادلی آغاز شد. مدل سازی تلاطم، سیستمهای فرو مغناطیسی و همچنین پدیده های بحرانی، گامهای مهم بعدی در بسط این مباحث شد. با مطرح شدن مسایل زیست شناختی و انسان شناختی در حوزه ی مدل سازی رياضیاتی و فیزیکی، تکنیکهای سیستمهای پیچیده رشد روزافزونی پیدا کرده اند. امروزه سیستمهای پیچیده نگاهی كلی نگر بر پدیده دارد و برپايه تئوريهای شبکه های پيچيده، آشوب، پدیده های بحرانی، هندسه فركتالی، تئوری مقياسی، تئوری اطلاعات و ديناميک غیر خطی بنا شده است.

 

سیستمهای پیچیده و علوم بین رشته ای

در دهه های گذشته پس از گذر از نگاه ساده انگارانه و غیر تخصصی به مسائل و حوزه های علمی در دوره های قبل از آن، نوعی نگاه جدید مبتنی بر تخصصی انگاری علمی در اکثر حوزه های علمی ایجاد گردید. این نگاه، در بطن خود، وجود رفتار وابسته بین بسیاری از پدیده ها را نادیده می انگارد. بسیاری از پدیده های طبیعی و نیز اجتماعی، در ذات خود وابستگی بسیاری به حوزه های متنوعی از علوم دارند که نمی توان با نگاه موجود در یک رشته علمی آن ها را تحلیل نمود. بنابراین با رشد پیچیدگی موجود در پدیده ها، نیاز به سطحی از تحلیل فراتر از علوم تک نگر می باشد. در این سطح، در دو دهه گذشته، بنا به اقتضائات موجود جهت تحلیل سیستم های پیچیده، نیاز به تکنیک هایی جدید و مطالعات مبسوطی در این حوزه احساس گردیده است. تشکیل مراکز مطالعاتی متمرکز با رویکرد میان رشته ای از جمله اقدامات پژوهشگاهها در راستای توسعه نگاه علمی تر بر پدیده های وابسته و تحلیل آن ها برا ی درک بهتر پدیده ها می باشد. 

سیستم های پیچیده يک شاخه بين رشته‌اي است که امروزه دامنه وسيعي از مقولات علمي تئوری و کاربردي علم فيزيک و ریاضیات را با ديگر رشته‌ها از جمله شيمي، علوم زيستي، شاخه‌هاي مهندسي و زمين‌شناسي، اقتصاد، جامعه‌شناسي و رشته های ديگر مرتبط ساخته ‌‌است. اين گرايش در دو دهه گذشته درتمام مراکز تحقيقاتي و دانشگاه‌هاي معتبر دنيا (آمريکا، ايتاليا، فرانسه، آلمان، انگليس ... حتي برخي از کشورهاي آسيايي ژاپن، کره، هند...) مورد توجه وسيع قرارگرفته‌ است و درحال حاضر از مهمترين شاخه‌هاي علوم نوین هم از ديدگاه شناخت طبيعت و هم از رهيافت کاربرد‌هاي وسيع آن در حوزه‌هاي ديگر دانش و فناوري به شمار مي‌رود.

 

ضرورت و اهداف

هدف اين گرايش توسعه  ابزارهاي رياضي، محاسباتي و يا شبيه‌سازي با تکيه بر فهم رفتارهای فيزيکی حاکم بر آنها، به منظور توصيف و پيش‌بيني اين گونه پديده‌هاست. قدرت روش های سیستم های پیچیده در تحلیل سیستم های بس عاملی و همچنین امکان دسترسی آسان به حجم روز افزون داده ها در امروز این امکان را ایجاد کرده است که هر روز شاهد تولد روشی نوین در زمینه های گوناگون بر پایه ی تفکر سیستم های پیچیده باشیم. کشورهای صاحب قدرت با سرمایه گذاری روی چنین روش هایی تعریف ابزار قدرت را در دنیای چند بعدی امروز تغییر داده اند و برای عقب نماندن از قافله ی جهانی و همچنین دسترسی به منابع انسانی، اطلاعاتی، نرم افزاری و سخت افزاری وسیع، نیاز به پرداختن به این جنبه از علوم در کشور ما نیز حس می شود. مثال های مهم اطراف ما که اکنون توسط سیستم های پیچیده توصیف می توانند توصیف شوند عبارتند از تلاطم، آشوب، زلزله، فیزیک اقتصاد و بازار سهام، نفت و خیز جمعیت در اکو سیستم ها، ژنتیک جوامع، رشد و گسترش اپیدمی ها، ماده چگال نرم، بیو فیزیک، جامعه شناسی، علوم شناختی، اطلاعات کوانتمی و ... . تنوع عناوین فوق خود نشانگر کاربرد این رشته است.

سیستم های انسانی مانند علوم روانشناختی، اجتماعی و اقتصادی، در عصر حاضر که سرعت و حجم ارتباطات و اطلاعات به طور باورنکردنی افزایش یافته است با مسائل پیچیده ای دست و پنجه نرم می کند. روش های کلاسیک در پاسخ به این دست از پرسش ها بسیار ناتوان است. چنین دلایلی باعث حرکت به سمت گرایش های میان رشته ای و جلب توجه فراوان به آنها شده است. دراین رویکردها معمولا از روش های معمول در یک رشته، معمولا روش های ریاضی، برای توصیف و درک بهتر پدیده ها و مدل سازی آن ها در رشته ای دیگر استفاده می شود. با استفاده از چنین روش هایی مفاهیم کلاسیک در رشته ها دگرگون می شود و مفاهیم جدیدی از دل آنها زاده می شود. همچنین مرز بین سیستم ها از بین رفته و به طبع آن علوم میان رشته ای اصالت بیشتری می یابند.

 

 

سيستم پيچيده چيست؟

حوزه های پژوهشی گروه

تاریخچه مراکز و مراکز مشابه

ليست مجلات فعال

دروس کارشناسی ارشد گروه سيستمهای پيچيده و ديناميک غير خطی

اعضای گروه

پژوهشگران فعال در ايران

پژوهشگران فعال ايرانی در خارج از ايران