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Teoria dei sistemi
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== Generalità == La teoria dei sistemi nacque come risposta alle nuove conoscenze che la biologia cominciò a sviluppare nei primi anni del [[XX secolo]] e che fecero nascere la scuola di pensiero organicistica che si opponeva a quella meccanicistica, caratteristica del [[XIX secolo]]. Uno dei primi esponenti di questo tipo di pensiero fu il biologo [[Ross Harrison]] (1870-1959) che studiò il concetto di organizzazione identificando nella configurazione e nella relazione i due elementi più importanti degli oggetti che compongono un sistema. Uno degli elementi fondamentali dell'organizzazione negli organismi viventi è la sua natura gerarchica, ovvero l'esistenza di più livelli di sistema all'interno di ogni sistema più ampio. Così le cellule si combinano per formare i tessuti, i tessuti per formare gli organi e gli organi per formare gli organismi. A loro volta gli organismi vivono in gruppi formanti sistemi sociali che vanno poi a formare attraverso l'interazione con altre specie gli [[ecosistema|ecosistemi]]. Ciò che risultò subito chiaro fu l'esistenza di diversi livelli di complessità e che ad ogni livello di complessità i fenomeni osservati mostrano proprietà che non esistono al livello inferiore. Nei primi [[anni 1920|anni venti]] il filosofo [[Charlie Dunbar Broad|C. D. Broad]] coniò per questo tipo di proprietà il termine [[Comportamento emergente|emergenza]]. Questo tipo di concezione contraddice il [[cartesio|paradigma cartesiano]] secondo cui il comportamento del tutto può essere compreso completamente studiando le proprietà delle sue parti. La teoria dei sistemi non si può dunque conciliare con l'approccio analitico o riduzionistico che aveva caratterizzato il ''modus operandi'' degli scienziati fino a quel tempo. Il concetto di sistema si è rapidamente diffuso nell'[[ingegneria]] dove certi strumenti interpretativi ad esso connessi possono ritenersi patrimonio consolidato.<br />Particolarmente efficace è la possibilità di ridurre, in sede di analisi, il funzionamento di fenomeni fisici complessi all'[[interazione]] di sistemi più semplici e, viceversa, la possibilità di progettare sistemi in maniera strutturata componendo unità più semplici.<br />Tutti i sistemi fisici di interesse per l'ingegnere sono sistemi dinamici orientati che descrivono una vasta gamma di fenomeni e di processi. La dipendenza dagli interventi esterni (orientamento), messa in evidenza nel modello matematico, ne caratterizza la collocazione tra le scienze dell'ingegneria. Scopo della teoria dei sistemi è introdurre ai principali metodi di studio dei [[sistemi dinamici]] orientati con particolare riferimento alla classe dei sistemi lineari e stazionari, a tempo continuo e a tempo discreto. In [[ingegneria]] la necessità di associare ai fenomeni una loro descrizione quantitativa ha poi dato luogo all'associazione sistema-modello, cuore della teoria dei sistemi: questa pertanto ha l'obiettivo di inquadrare in maniera unitaria le relazioni di causa-effetto e fornire degli strumenti di analisi matematica e sintesi ingegneristica. Per esempio, lo studio delle proprietà nel dominio del tempo e della frequenza fornisce elementi essenziali di interpretazione del comportamento di fenomeni e processi caratteristici dei diversi settori applicativi dell'[[automatica]] e dell'[[informatica]]. Alcuni programmi di calcolo e simulazione attualmente disponibili costituiscono un formidabile ausilio all'utilizzo delle tecniche della teoria dei sistemi di cui hanno anche adottato il linguaggio grafico. Un sistema è una qualsiasi identità che è possibile analizzare e quindi scomporre. Ogni sistema ha degli attributi/proprietà che possono essere: * Variabili / condizionate * Costanti * Relazioni * Cambiamenti === Definizione di sistema === In generale condizione necessaria perché sia stabilito un sistema e sia mantenuto come tale (senza degenerare nell'insieme dei suoi componenti) è che i suoi elementi interagiscano tra loro. In grande approssimazione, più elementi sono detti interagire quando il comportamento dell'uno influenza quello dell'altro, ad esempio attraverso scambi di energia negli urti, svolgendo funzionalità diverse, ad esempio in un circuito elettronico, e scambiando informazioni come nei sistemi sociali. I sistemi non possiedono proprietà, ma ne acquisiscono continuamente, eventualmente le stesse, grazie all'opportuno continuo interagire funzionale dei componenti (es. dispositivi elettronici - sistemi artificiali - sistemi biologici - sistemi naturali). Quando i componenti cessano di interagire (ad esempio per mancanza di energia in un sistema elettronico), i sistemi degenerano in insiemi. Le proprietà sistemiche non sono il risultato di interazioni poi mantenute, come accade ad esempio in processi di miscelazione di acqua colorata o nel cucinare. La stabilità della proprietà è dovuta all'interazione continua. Un intervento sistemico, quindi, opera non sugli elementi, bensì, ad esempio, sulle interazioni, sulle relazioni, sull'energia fornita, sulle perturbazioni e sulle fluttuazioni o sulla somministrazione degli input. Gli interventi sistemici, cioè sulle proprietà del sistema, dipendono dal tipo di sistema. Gli interventi sopra citati vanno bene per sistemi non autonomi, come in fisica, mentre per quelli autonomi, dotati di sistema cognitivo, è importante agire sull'apprendimento, sul modello cognitivo, le informazioni disponibili, le rappresentazioni e la memoria. Riferito al lancio del dado (in [[lingua latina|latino]] «''alea''» significa «dado»), il calcolo aleatorio, applicato alla sistemistica, indica il calcolo delle probabilità. === Classificazione dei sistemi === Nell'ambito dell'[[elettronica]] e della [[fisica]] alcune classificazioni dei sistemi sono: * [[Sistemi lineari e stazionari|Sistemi lineari]] e non lineari * [[Sistemi lineari e stazionari|Sistemi stazionari]] e non stazionari * Sistemi statici e [[Sistemi lineari dinamici|dinamici]] * Sistemi a costanti concentrate o a costanti distribuite * Sistemi a tempo discreto o a tempo continuo * Sistemi a stati discreti o a stati continui * Sistemi [[Autopoiesi|autopoietici]] o eteropoietici * Sistemi deterministici o stocastici === Sistemica === Con il termine sistemica si fa riferimento ad un'estensione concettuale, metodologica e culturale, della teoria generale dei sistemi. Si riferisce in sostanza ai concetti, principi, applicazioni e metodi basati sul concetto di sistema, proprietà sistemiche, interazione, auto-organizzazione ed emergenza con riferimento alla scienza della complessità. === Approccio sistemico === Con il termine approccio sistemico ci si riferisce alla dimensione metodologica generale della sistemica, per cui, considerando un problema si valuta l'efficacia di modellare usando i sistemi che identificano il livello di descrizione più adeguato, come i componenti, la scalarità, le interazioni, il ruolo costruttivista dell'osservatore che inventa le variabili. Gli esperimenti sono come domande alla natura che risponde facendoli accadere: non vi sono risposte in natura senza domande, al più effetti che attendono una domanda adeguata per diventare risposta. === ''Teoria generale dei sistemi'' originariamente ''teoria generale del sistema'' === In realtà non esiste una teoria nel senso compiuto del termine, ma diversi approcci teorici che usano il concetto di sistema in diversi contesti disciplinari come [[fisica]], [[biologia]], [[economia]], [[ecologia]] e [[geologia]]. Oggi l'aspetto generale è considerato nelle teorie dell'emergenza. === Teorie dei sistemi === Intendendo contesti disciplinari, come in [[ingegneria]], quali la teoria dei controlli, la teoria degli automi, la dinamica dei sistemi intesa come reti di feedback dei controlli tipiche dell'ingegneria e la teoria dei [[rete di flusso|flow network]].
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