Teoria De Sistemas

INTRODUCCIÓN

La teoría general de sistemas es un estudio interdisciplinario que encuentra las propiedades comunes que hacen funcionales a entidades que al cumplir relaciones de conjunto con fines propios, pasan a conformar sistemas.

Con esta cualidad sistémica se modelan todos los niveles de la realidad conocidos, y en cualquiera de sus relaciones de interpretación significativa. Realidad conocida que tradicionalmente es, o ha sido estudiada por disciplinas académicas diferentes.

Los principios lógicos y leyes de relación básicos para definir un sistema, son atribuidos al biólogo austriaco Ludwig Von Bertalanffy.

Un sistema es una entidad material o inmaterial, imaginaria, proyectada o construida formada por partes organizadas con funciones específicas causales que interactúan entre sí de manera que las propiedades del conjunto, sin contradecirse, son mayores/diferentes a las de las propiedades de cada una de las partes. Tal propiedad sistémica da lugar a una o más propiedades emergentes.

Los sistemas reales intercambian con su entorno energía, información y materia. Una célula, organismo vivo, una inteligencia la Biosfera, un planeta son ejemplos de sistemas naturales. El concepto se aplica también a sistemas humanos o sociales, como una sociedad entera, la administración de un estado, un ejército, una cárcel o una empresa.

Se hizo necesario, pues, un “enfoque de sistemas”. Dado un determinado objetivo, encontrar caminos o medios para alcanzarlo requiere que el especialista en sistemas (o el equipo de especialistas) considere soluciones posibles y elija las que prometen optimización, con máxima eficiencia y mínimo costo en una red de interacciones tremendamente compleja. Esto requiere técnicas complicadas y com¬putadoras para resolver problemas que van muchísimo más allá de los alcances de un matemático. Tanto el hardware de las computadoras, la automación y la cibernación, como el software de la ciencia de los sistemas, representan una nueva tecnología que ha sido llamada Segunda Revolución Industrial y sólo lleva unas décadas desenvolviéndose.

El problema metodológico dé la teoría de los sistemas, pues, es vérselas con cuestiones que comparadas con las anaiitico-aditivas de la ciencia clásica, son de naturaleza más general.

Hay varios enfoques para enfrentarse a tales problemas. Esto de los “enfoques” es intencionalmente vago, pues son lógicamente no homogéneos, representan distintos modelos con¬ceptuales, técnicas matemáticas, puntos de vista generales, etc.; concuerdan, sin embargo, en ser “teorías de sistemas”. Dejando aparte procederes de la investigación aplicada, así la ingeniería de, sistemas, la investigación operacional, la programación lineal y no lineal, etc., los enfoques más importantes son éstos:

La teoría clásica de los sistemas aplica matemáticas clásicas, o sea el cálculo infinitesimal Aspira a enunciar principios aplicables a sistemas en general o á subclases definidas (sistemas cerrados y abiertos), a proporcionar técnicas para su investigación y descrip¬ción, y aplicar éstas a casos concretos. En virtud de la generalidad de tal descripción, puede afirmarse que algunas propiedades formales serán aplicables a cualquier entidad qua sistema (o sistema abierto, o sistema jerárquico), aun cuando sus particulares naturaleza; partes, relaciones; etc. se desconozcan o no se investiguen.

Computerización y simulación. Los conjuntos de ecuaciones dife-renciales simultáneas como camino hacia un “modelo” o una defini¬ción de un sistema, son fastidiosos de resolver, si son lineales hasta en el caso de pocas variables; de no serlo, no pueden resolverse salvo en casos especiales (cuadro 1.1). Por esta razón las computado¬ras han abierto un nuevo camino en la investigación de sistemas; no sólo facilitando cálculos que de otra suerte habrían requerido tiempo y energía excesivos y reemplazando el ingenio matemático por procedimientos rutinarios sino también abriendo campos donde no existen teorías o modos de solución matemáticos. Es posible así computerizar sistemas que van más allá de las matemáticas ordinarias

Teoría de los compartimientos. Un aspecto de los sistemas que puede ponerse apara, en vista de la gran sutileza que alcanza dicho campo, es la teoría de los Compartimientos (Rescigno y Segre, 1966): el sistema consiste en subunidades con ciertas condiciones de frontera, entre las cuales se dan procesos de transporte. Tales sistemas de compartimientos pueden tener, pongamos por caso, estructura “catenaria” o “mamilar” (cadena de compartimientos o compartimiento central en comunicación con múltiples periféri-cos). Es comprensible que las dificultades matemáticas se tomen prohibitivas en el caso de sistemas de tres o más componentes. El análisis resulta posible gracias a transformaciones de Laplace y a la introducción de la teoría de las redes y las gráficas.

Teoría de los conjuntos. Las propiedades formales generales de sistemas, sistemas cerrados y abiertos, etc. pueden ser axiomatizadas en términos de teoría de los conjuntos. En elegancia matemática este enfoque se compara favorablemente con las formulaciones más burdas y más especiales de la teoría “clásica” de los sistemas. Los nexos entre la teoría axiomatizada de los sistemas (o sus inicios actuales) y los problemas reales de sistemas son un tanto tenues.

Teoría de las gráficas. Muchos problemas de sistemas conciernen a sus propiedades estructurales o topológicas antes que a relaciones cuantitativas. Se dispone de más de\ un acceso al respecto. La teoría de las gráficas, en especial la de las gráficas dirigidas (digráfi¬cas), elabora estructuras relaciónales representándolas en un espacio topològico. Ha sido aplicada a aspectos relaciónales de la biología. Matemáticamente se vincula al álgebra de matrices; por el lado dé los modelos, a la teoría de los sistemas por compartimientos son subsistemas parcialmente “permeables”, y desdé aquí a la teoría de los sistemas abiertos.

La teoría de las redes, a su vez, está ligada a las teorías de los conjuntos, las gráficas, los compartimientos, etc., y se apli¬ca a sistemas tales como las redes nerviosas.

La cibernética es una teoría de los sistemas de control basada en la comunicación (transferencia de información) entre sistema y medio circundante, y dentro del sistema, y en el control (retroalimentación) del funcionamiento del sistema en consideración al me¬dio. Según mencionamos y volveremos a discutir, el modelo tiene extensa aplicación pero no ha de identificarse con la “teoría de los sistemas” en general. En biología y otras ciencias básicas, el modelo cibernético conviene para describir la estructura formal de mecanismos

...