Cấu trúc và độ phức tạp của hệ thống

Cấu trúc của hệ thống (the structure of a system) “là sự sắp xếp các phần tử, hệ thống phụ trong không gian ba chiều tại một thời điểm nhất định” (Miller, 1973, p.70). Cấu trúc này luôn luôn thay đổi theo thời gian, có thể tồn tại trong một khoảng thời gian dài, hoặc có thể thay đổi liên tục theo từng thời điểm phụ thuộc vào đặc điểm của quá trình diễn ra bên trong hệ thống. Theo đó, khoảnh khác diễn ra thay đổi cấu trúc hệ thống sẽ tạo nên hình ảnh không gian cấu trúc 3 chiều rõ nét nhất. Tất cả những thay đổi cấu trúc hệ thống tao nên một quá trình, diễn ra liên tục tạo nên giá trị lịch sử của hệ thống.

Cụ thể hơn, cấu trúc của hệ thống là hình thức cấu tạo bên trong của hệ thống, bao gồm trật tự sắp xếp các phần tử và mối quan hệ xác định được thiết lập giữa các phần tử với môi trường theo đặc điểm và cơ chế nhất định. Hiểu rõ được cấu trúc của hệ thống cũng chính là hiểu được quy luật sinh ra các phần tử và các mối quan hệ tồn tại giữa chúng trong một khoảng không gian và thời gian nhất định.

Cấu trúc hệ thống có thể có nhiều loại, tùy thuộc vào mối quan hệ liên kết và chuyển hóa của các phần tử bên trong cụa hệ. Dựa trên đặc điểm này, cấu trúc hệ thống có thể phân loại thành cấu trúc cơ học, cấu trúc sinh học, cấu trúc hóa học…Ngoài ra, dựa vào tính chặt chẽ trong mối liên kết cấu trúc hệ thống có thể phân thành cấu trúc chặt chẽ, cấu trúc lỏng lẻo; cấu trúc hiện (được hình thức hóa một cách rõ nét) và cấu trúc mờ (không được hình thức hóa hoặc không rõ ràng); cấu trúc một cấp và cấu trúc phân cấp…

Về cấu trúc, hệ thống có một số đặc điểm sau: Thứ nhất, cấu trúc hệ thống tồn tại như một thành phần có tính ổn định tương đối của hệ thống. Và nhờ có cấu trúc mà hệ thống có thể đảm bảo trạng thái cân bằng cho toàn bộ các phần tử trong hệ thống. Cấu trúc hệ thống mang tính ổn định tương đối, do đó, khi mối liên hệ giữa các phần tử và mối liên hệ thay đổi đến một mức nhất định nào đó thì cơ cấu hệ thống sẽ thay đổi. Để sự thay đổi cơ cấu không gây khó khăn, bị động trong việc thực hiển các chức năng thì các nhà quản lý cần phải tiến hành quản lý chặt chẽ sự thay đổi của hệ thống. Thứ hai, một hệ thống thực tế có thể có rất nhiều cấu trúc khác nhau, tùy theo các dấu hiệu, góc độ quan sát (vật lý, sinh học, công nghệ…) tạo nên tính chồng chất trong cơ cấu hệ thống. Thứ ba, khi đã xác định được cơ cấu của một hệ thống cần nghiên cứu thì nhiệm vụ nghiên cứu được tập trung vào việc lượng hóa các thông số đặc trung của các phần tử và mối quan hệ giữa chúng. Khi cơ cấu hệ thống khó xác định thì việc nghiên cứu chủ yếu chỉ dừng lại ở mức độ định tính. Khi áp dụng lý thuyết hệ thống vào nghiên cứu thực tế, một hệ thống cần được nghiên cứu dựa trên cả hai yếu tố định tính và định lượng (Miller, 1973).

Ngoài việc mỗi hệ thống có thể có một hay nhiều cấu trúc nhất định, hệ thống còn mang tính phức tạp khác nhau. Độ phức tạp của hệ thống được chỉ ra có 9 mức độ khác nhau (Boulding, 1956; Ashmos và Huber, 1987), gồm:

1. Cơ sở – Cấu trúc tĩnh (như danh sách nhân viên)
2. Hệ thống chuyển động đơn giản và định trước (đòn bẩy, ròng rọc)
3. Hệ thống điều khiển học
4. Cấu trúc mở – Hệ thống tự duy trì (tế bào)
5. Hệ thống tăng trưởng theo dự đoán (thực vật)
6. Hệ thống khác biệt (có nhận thức về môi trường, động vật)
7. Hệ thống xử lý ký hiệu – Hệ thống có nhận thức về bản thân (con người)
8. Tổ chức xã hội – Tập hợp các hoạt động của cá nhân (một nhóm người)
9. Hệ thống siêu việt – Hệ thống cấu trúc phức tạp chưa xác định

Mức độ đầu tiên của độ phức tạp trong hệ thống phân cấp là cơ sở, chính là mức độ của các cấu trúc tĩnh và mối quan hệ. Ví dụ như sự sắp xếp của các nguyên tử trong một tinh thể, cấu trúc gen của một tế bào, thực vật hay cả vũ trụ. Tất cả sự sắp xếp này đều có thể được mô tả chính xác về mối quan hệ tĩnh, về chức năng hoặc vị trí. Tổ chức kiến thức lý thuyết trong nhiều lĩnh vực phát sinh từ mối quan hệ tĩnh, đó cũng là điều kiện tiên quyết để hiểu được hành vi của toàn bộ hệ thống.

Mức độ thứ hai được xác định đó chính là cơ chế động cơ đơn giản kèm định giờ của hệ thống. Hệ thống năng lượng mặt trời là một ví dụ điển hình với một hệ thống động lực đơn giản với chuyển động định trước. Bên cạnh đó các hệ thống như động cơ xe, công trình lý thuyết vật lý, hóa học và kinh tế cũng là những hệ thống có cơ chế định giờ, tất cả đều hướng đến việc thiết lập trạng thái cân bằng cho hệ thống.

Mức độ thứ ba là cơ chế kiểm soát hay các hệ thống điều khiển. Ví dụ về độ phức tạp này của hệ thống thường thấy ở những bộ điều chỉnh nhiệt với những hoạt động có định hướng. Mức này đặc trưng với cơ chế phản hồi với việc truyền tải và giải thích thông tin.

Mức độ thứ tư là cấu trúc tự duy trì. Đây là đặc trưng của hệ thống được hình thành dựa trên quy luật phát triển của cuộc sống. Hệ thống được giả định lượng hóa thông qua vật chất và năng lượng, khả năng duy trì và tự sinh sản. Mỗi một hệ thống trong quá trình hoạt động đều được tự hoàn thiện về cấu trúc và chức năng để thực hiện tốt nhiệm vụ của toàn hệ thống.

Mức độ thứ năm được gọi là mức độ thực vật và được xác định bởi các quá trình di truyền, xã hội. Đặc trưng của sự phức tạp trong các hệ thống là những khác biệt giữa các bộ phận tham gia và sự phụ thuộc giữa các thành phần trong hệ thống. Những hệ thống mang đặc trưng phản ứng của thực vật, không có cơ quan cảm giá đặc biệt thì phản ứng của hệ thống trước những thay đổi của môi trường xung quanh được đánh giá là chậm.

Mức độ thứ sáu là mức độ động vật, mang những đặc trưng về ý thức và hành vi định hướng, khả năng di chuyển. Hệ thống này đã phức tạp hơn, thể hiện ở khả năng truyền đạt một số lượng lớn các thông tin có thể được lưu giữ có tổ chức hơn. Ngoài ra, các phản ứng của hệ thống nói chung đối với những biến đổi xuất hiện ở môi trường tác động bên ngoài diễn ra linh hoạt và nhanh nhạy hơn.

Mức độ thứ bảy là con người, mỗi cá nhân được xem là một hệ thống độc lập. So với cấp độ động vật, con người được bổ sung thêm yếu tố tự ý thức, vì vậy sẽ phức tạp hơn. Con người có khả năng tự nhận thức được bản thân, tỷ lệ các tình huống có thể xảy ra, đồng thời có khả năng ngôn ngữ phức tạp, sử dụng các ký hiệu để tích lũy, truyền tải kiến thức từ thế hệ này sang thế hệ khác. Một hệ thống được xây dựng từ các phần tử mang đặc trưng của con người sẽ phức tạp hơn so với các hệ thống ở cấp độ thấp hơn.

Mức độ thứ tám là các tổ chức xã hội, con người trong cuộc sống luôn được gắn kết với nhau thông qua các kênh truyền thông, hoạt động tạo nên một hệ thống, tổ chức xã hội. Từ đó hình thành nên các yếu tố đặc trưng về văn hóa, tạo nên hệ thống giá trị thông qua nghệ thuật, văn hóa, lịch sử…

Mức độ thứ chín chính là những hệ thống siêu việt, hệ thống có độ phức tạp chưa hình dung được. Ở mức độ này chủ yếu bao gồm những hệ thống chỉ có thể suy đoán về cấu trúc và các mối quan hệ giữa các phần tử trong đó chứ không thể khẳng định một cách chính xác về đặc điểm của hệ thống đó.

.

Nguồn: Phan Thanh Tú, Vũ Mạnh Chiến, Phạm Văn Kiệm, Lưu Đức Tuyến, Nguyễn Thị Hồng Nga (2018), Học Thuyết Doanh Nghiệp, NXB Lao Động – Xã Hội, trang 463-466.