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脳科学・神経科学を網羅的に学ぶ必読書

カンデル神経科学

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一般システム理論(general systems theory)

一般システム理論(英語: general systems theory)は、1950年代に科学者ルートヴィヒ・フォン・ベルタランフィ、アナトール・ラポポート、ケネス・E・ボールディング、ウィリアム・ロス・アシュビー、マーガレット・ミード、グレゴリー・ベイトソンらによってメイシー会議の議論の中で提唱された科学理論である。

この理論は、電子回路やコンピュータなどの人工物、生物の身体、社会集団など、ミクロからマクロまで様々な現象をシステムとしてとらえ、これら多様なシステムに適用可能な一般理論を構築しようとするものである。

システム理論の学際的な役割は、存在論、科学哲学、物理学、生物学そして工学から、理論的な原則を集める事である。用途は地理学、社会システム科学、政治学、組織論、マネジメント、心理療法(家族治療を含む)と経済学その他を含めて多数の分野で見いだされる。

システムとは何か

一般システム理論によれば、システムとは以下のようなものである。

  1. システムは互いに作用している要素からなるもの(インタラクション(相互作用))である。
  2. システムは部分に還元することができない。
  3. システムは目的に向かって動いている。
  4. ひとつのシステムの中には独特の構造を持った複数の下位システムが存在する。
  5. 下位システムは相互に作用しあいながら調和し、全体としてまとまった存在をなしている。

一言で言えば、システムとは「複数のものが集まって、一つの働きをする」もの。集まっているものを構成要素と呼び、それら全体を表す概念が「システム」となる。

全体は部分の総和以上である

システムの特徴を表すもっとも重要な概念は、「全体は部分の総和以上である」ということ。

一般システム理論は、早くから研究者が組織や相互依存の関係を述べる為に使われていた用語であった。部分から部分の組織まで;「構成要素」から「動的関係」まで移行するという点で、このシステムの考えは古典的な還元主義(その主題として一つの部分を持っている)の見地と対照的である。

システムは、規則的にインタラクション(相互作用)するか、あるいは、一緒になるとき、新しい全体を構成する活動/部分のグループを相互に関係づけられ構成される。ほとんどの場合、この全ては構成要素に見いだされることができない特性を持っている。

ルートヴィヒ・フォン・ベルタランフィ財団の文章の中で、一般システム理論のシステムの構想は、1600年代のゴットフリート・ライプニッツやニコラウス・クザーヌスの哲学や彼の対立者の一致(Coincidentia Oppositorum)からたどる事ができる。

複雑さ、自己組織化(self-organization)、結合説、適応システムといった議題は、既にノーバート・ウィーナーやウィリアム・ロス・アシュビー、ジョン・フォン・ノイマンとハインツ・フォン・フェルスターのような研究者を通して1940年代から1950年代に、人工頭脳学に近い分野で研究されていた。彼らは、最新の道具を用いず、鉛筆、紙、計算を用いて複雑なシステムを調べたという。

マーガレット・ミードとグレゴリー・ベイトソンは社会科学の中に、確かな、積極的で否定的な反響のようなシステム理論の学際的な原則をもたらすために同じく大規模な対話を行った。ジョン・フォン・ノイマンは、コンピュータを使わず、鉛筆と紙だけでセル・オートマトンと自己複製(Self-replication)システムを発見した。アレクサンドル・リャプノフとアンリ・ポアンカレはまったくどんなコンピュータも用いずにカオス理論の基礎に取り組んだ。

同時にハワード・T・オーダム(放射エネルギー生態学者)は全体的なシステムの研究がどんなシステム尺度においてでもエネルギー論と運動学を描写することができる言語を必要としたことを認識した。彼は、電子工学の電気回路言語に基づいてこの役割を満たすために一般的なシステム、あるいは万能の言語を発展させた。この言語はエネルギーシステム言語として知られるようになった。

統計上の仕組みと複雑なシステムズ、テキサス大学オースチン校、における研究のためのイリヤ・プリゴジン、プリゴジンセンターが、生物系のために類縁体を申し出ることを提案して、緊急の固有性のために「平衡から遠く離れたシステム(英:far from equilibrium systems)」を研究した。 フランシスコ・バレーラとウンベルト・マトゥラーナのオートポイエーシスはこの分野における更なる開発である。

オンラインの論文で、Béla H. Bánáthyは「システム調査」という題の論文に次のように記した。

「システムの視点から言うと、システム調査に重要なシステム調査の自制に基づいている世界観はシステムの構成概念であるということです。最も一般的な意味で、システムが関係のウェブによって結ばれて、そして一緒に加入された地域の外形を意味します。プライマーのグループは全体行動をしてシステムをメンバーの間の関係を家族として定義します。ベルタランフィはシステムを「立ったままの関係の要素である」と定義しました。「参加することと関係を作り出すウェブを統合することは全体の新興の特性を作ります。全体のこれらの特性は部分の分析に見いだされないかもしれません。これは部分で見られることができないシステム理論は完璧の価値を持ちます」システム調査はシステムそのものなのです。 概念的なシステムとして、それは4つの相関関係を持っています、そして内部に一貫した局面が全体として作用しているようにします。システム哲学、システム理論、システム方法論そしてシステム応用です。さらに、システム調査が、規律正しい良い調査の2つの種類を受け入れます;その結論指向の照会モードはシステム知識を引き起こします、その決定指向の照会モードはシステム知識を論述と実世界の状況を取り上げるシステム方法の選択肢に適用します。」

システム社会の創設者とともに「人類の利益」が科学の目的であると論じたBéla H. Bánáthyによってもこの理論は、重要でかつ広範囲の貢献をした。

システムを作るための条件

  1. 構成要素が2つ以上であること。
  2. 2つの構成要素が「システム」となるためには、構成要素同士がお互いに働きかけることが必要。この「働きかけあい」を、インタラクション(相互作用)と呼ぶ。
  3. システムの構成要素が増えると、インタラクション(相互作用)はそれ以上に急激に増える
    1. 構成要素が2個のとき、インタラクションは1個。
    2. 構成要素が3個のとき、インタラクションは3個。(2個増加)
    3. 構成要素が4個のとき、インタラクションは6個。(さらに3個増加)
    4. 構成要素が5個のとき、インタラクションは10個。(さらに4個増加)
    5. 構成要素が100個のとき、インタラクションは4,950個になる。
  4. システムでは構成要素よりインタラクションの方が圧倒的に多い。そのため、システムの性質は構成要素の性質ではなく、インタラクションの性質で決まる。
  5. すべての後世要素が、同じ強さでインタラクションをすると、システムの動きは統一されない。
  6. システムの動きを統一するには、それぞれの要素の関係性に強弱が必要になる。
  7. 似たような構成要素のインタラクションだけを残し、異なる要素のインタラクションを除去すると、構成要素はいくつかのグループを形成する。
  8. そして、グループ同士のインタラクションを作る。こうして、システムの構造が組織化する。(階層構造・階層化)
  9. インタラクションの強いものをグループにして、各グループ同士のインタラクションを作ると、全体のインタラクションの数が減る。こうすることでシステムは統合され、一つの方向に変化しやすくなり、機能的になる。
  10. システムの構成要素は、システム全体の動きを知ることはない。構成要素は他の構成要素とのインタラクションを通じて、全体に何らかの変化が起こったことを知ることはできるが、全体がどのように動いたかはわからない。システムでは構成要素は、周囲との関係(インタラクション)により行動が変化する。全体の動きは直接関係しない。自分のことだけを知覚して制御する方式に変えるとうまくいく。

システムは外部からの干渉を嫌う

システムとは、構成要素が集まって、全体を作っているもの。つまり、ひとまとまりになっている。この一塊となっている状態は瞬間的なものではなく、一定時間継続をする。つまり、システムは自己保存機能や自律性を持っている。

そして、全体が一つとして、ある程度の時間存在しているということは、そのシステムが外部の環境の変化に合わせられるということ。このようなシステムに外部から「力」を加えると、それは「環境の変化」としてとらえられる。

システムは、その「力」に対して、自己の全体を保存するように反応をする。外部から見ると「加えた力をそのまま受け取らない」と見えるので、「システムは、外部からの干渉を嫌う」ように見える。

参考

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