0. ĮVADAS

Mūsų gyvenimas yra lydimas įvairių reiškinių, kurie yra svarbūs ne tik šiuo momentu, bet ir įtakoja tolimesnį mūsų elgseną bei planus. Stebėdami aplinką mes nejučiomis bandome rasti įvairių reiškinių priežastis, tarpusavio priklausomybes, juos apibendriname ir net klasifikuojame. Jei tos pastangos būna sėkmingos, mums pasiseka įvairius iš pirmo žvilgsnio atrodančius nesusijusius reiškinius apjungti į didesnius vieningus darinius - sistemas. Žingsnis po žingsnio į pasaulį imame žiūrėti kaip į sistemų rinkinį. Psichologai yra pastebėję, kad žmogaus įgyjama patirtis reiškia pasaulio kaip vieningos sistemos supratimas, t.y. atskiros, išsklaidytos sistemos apjungiamos į vis bendresnes, didesnes. Taip mes su amžiumi sistemindami savo žinias tampame vis išmintingesni.

Apie sistemas mes kalbėsime išsamiau kituose skyriuose, o dabar remsimės intuityviu sistemos supratimu, panašiai kaip intuityviai mes suvokiame tašką ar tiesę, laiką ir trimattę erdvę. Savo aplinkoje sistemų galima surasti pačių įvairiausių. Jos, kaip jau minėjome, yra daugiau ar mažiau mūsų patirties padarinys, ypač jei laikysime, kad tėra viena sistema - visas vieningas pasaulis, kur viskas sujungta ir tarpusavyje susieta. Tačiau viso pasulio sistemos mes nepajėgūs aprėpti ir pradedame mąstyti nuo paprasčiausių minimalių sistemų.

Žmonių visuomenė yra vienas gana sudėtingos sistemos pavyzdys - jos elemetai yra tarpusavyje sąveikaujantys asmenys. Ryšiai tarp žmonių yra palaikomi bendraujant ir naudojant kalbą bei kitokias komunikavimo priemones. Tokioje sistemoje atsiranda skirtingos nuomonės tam tikru klausimu (paprastai nuomonių yra daugiau negu viena, dažniausiai dvi), požiūriai, partijos (jų paprastai irgi būna davi ar trys pagrindinės), kitokios socialinės grupės. Tuo tarpu atskirai paimtas žmogus turi tik vieną nuomonę, vieną požiūrį ir priklauso vienai arba nei vienai partijai. Be abejo, ir atskirą žmogų galima laikyti sistema, tik tai daryti ne visada verta (kodėl?).

Visuomenės nuomonė įvairiais klausimais keičiasi - tai rodo atliekami sociologiniai tyrimai. Keičiasi ir partijų kiekis visuomenėje bei tose partijose esančių narių skaičius. Gali radikaliai keistis ir atskiro žmogaus nuomonė vienu ar kitu klausimu, tačiau tokį kitimą dažnai labai sunku prognozuoti. Kita vertus, visuomenės nuomonės kitimas yra lengviau prognozuojamas. Tačiau tiek mokslininkui, tiek ir praktikui visada rūpi žinoti, kokios priežastys įtakoja visuomenės nuomonės pasikeitimus? Kokie veiksniai įtakoja vieno iš kandidato į prezidentus pergalę rinkimuose? Arba: kodėl dauguma žiūri vienokias televizijos laidas, o po to ima jų nebemėgti? Kodėl perkamos ta ir tik ta prekė, nors šalia stovi visiškai panaši kito gamintojo prekė? Ar galima numatyti, kad už mėnesio visuomenėje bus vertinamos vienokios vertybės, o dar už mėnesio - jau kitokios? Tokių klausimų visuomenės elgsenos atžvilgiu galima suformuluoti daugybę, tačiau ar įmanoma į juos atsakyti ir jei taip, tai koks to atsakymo patikimumas?.

Taigi, įvairios - ne tik socialinės - sistemos nuolatos keičiasi, dažnai tampa sudėtingesnėmis ir dar sunkiau suprantamomis. Tačiau keičiasi ir mūsų supratimas bei žinios apie tas sistemas. Stebint iš šalies labai sunku, o neretai ir visai neįmanoma nustatyti, kurie veiksniai reikšmingesni ir nulemia tolimesnę sistemos elgseną. Norint paaiškinti ar nuspėti, kas su mus dominančia sistema darysis toliau, kaip sistema elgsis, būtuna suprasti, kaip tarpusavyje sąveikauja sistemos elementai. Todėl labai svarbu mokėti aprašyti ir tirti dinamines sistemas, t.y. tokias sistemas, kurios yra nepastovios, kintančios. Kaip matysime vėliau, kompiuteris gali tapti puikiu pagalbininku siekiant suprasti tokias sistemas.

Kaip jau minėjome, sistemų galime rasti tiek labai paprastų, tiek ir labai sudėtingų. Pačiose įvairiausiose mokslų srityse yra apstu visokiausio rango sistemų. Daugumą iš jų galima aprašyti matematiškai, t.y. naudojant lygtis arba formules. Žemiau paminėsime keletą iš jų:

Fizika: šiluminiai reiškiniai (lygintuvo, šaldytuvo veikimas), branduolinė reakcija (atominės elektrinės reaktorius), mechaniniai svyravimai (supuoklės).

Chemija: cheminės reakcijos ir jų valdymas, keičiant sąlygas.

Biologija: ląstelių sąveika, maisto medžiagų apykaita, gyvūnų dauginimasis.

Geografija: kalnų ir reljefo susidarymo procesai, kritulių susiformavimas.

Demografija: žmonių kaičiaus kitimas mūsų planetoje.

Ekologija: įvairių augalų ir gyvūnų populiacijų sąveika, pramonės teršalų įtaka atmosferai, gruntiniams vandenims ir dirvožemiui.

Medicina: infekcinių ligų plitimas (gripo, maliarijos epidemijos), kova su epidemijomis.

Ekonomika: rinkos santykiai tarp perkančiųjų ir parduodančiųjų.

Šis kursas supažindins su sistemų dinamika - mokslu, tiriančiu kintančias, arba kitaip vadinamas dinaminines, sistemas. Kurso metu sužinosite, kaip sudaryti realių situacijų imitacinius (ne matematinius) modelius pasitelkiant pagalbon kompiuterį. Šiaip ar taip, minimalios matematikos žinios yra reikalingos. Toks sistemų aprašymas panaudojant minimalias matematikos žinias bei kompiuterius leidžia imituoti (kitaip sakant - mėgdžioti) realaus pasaulio sistemų elgseną, duoda galimybę eksperimentuoti nesikišant į pačią realiąją sistemą, jos nepakeičiant ir nepažeidžiant natūralios jos būsenos. Dar daugiau - eksperimentuodami galime ne tik geriau suprasti, kaip ir kodėl sistemoje vyksta vienokie ar kitokie procesai, bet ir atrasti būdus tiems procesams valdyti bet patobulinti.

Paprastu ką tik pasakytų žodžių pavyzdžiu galėtų būti pavojingo viruso plitimas. Surinkus statistinę informaciją apie vakcinų ir profilaktinių higienos priemonių poveikį viruso plitimiui, ją galime panaudoti imitaciniame modelyje, kuris (jei jis pakankamai gerai atitinka tikrovę) tarnautų ieškant veiksmingesnių kovos su virusine liga būdų. Aišku, kad galima atlikti ir kitokius viruso tyrimus - biologinius, biocheminius, genetinius ir kt. ir sudaryti modelius tų tyrimų rezukltatų pagrindu. Panašiai galime tirti rūgštinio lietaus poveikį miškams arba nagrinėti, kaip kinta ir nuo ko priklauso įmonės sandėliuose saugomų žaliavų kiekis.

TRUPUTIS ISTORIJOS

Matematinių modelių sudarymo būdas, su kuriuo susipažinsime ir kurį plačiai aptarsime šio kurso metu, vadinamas sistemų dinamika. Ištiesų tai yra moderni ir sparčiai besivystanti tiek teorinio, tiek ir taikomojo mokslo kryptis. Kaip jau matėme aukščiau, sistemų dinamika naudojama aprašant tiek paprastus, tiek ir sudėtingus gamtos, ekonomikos, ekologijos ir net politologijos reiškinius.

Sistemų dinamika kaip savarankiška mokslo šaka gimė Jungtinėse Amerikos Valstijose, Masačiūsetso Technologijos Institute. Jos kūrėjas profesorius Jay Forresteris plačiai išgarsėjo dar prieš tai. Jo išradimų pagrindu buvo sukurtas atminties įrenginys pirmiesiems kompiuteriams. Nors pagrindinės sistemų dinamikos idėjos buvo suformuotos apie 50-uosius šio amžaus metus, tačau platus jų panaudojimas tapo galimas tik paplitus asmeniniams kompiuteriams. Nauja mokslo šaka surado platų atgarsį daugelio mokslininkų darbuose. Visame pasaulyje sistemų dinamika plačiai taikoma švietimo, mokslo, pramonės, komercijos ir finansų sferose.

Sistemų dinamikos pilnas kursas dėstomas daugelyje pasaulio universitetų. Prieš keletą metų sistemų dinamikos kursas pradėtas diegti ir vidurinėse JAV bei Skandinavijos šalių, Austrijos, Vokietijos mokyklose. Pastebėta, kad sistemų dinamika leidžia geriau suprasti net ir labai sudėtingus kintančius reiškinius.

KURSO TIKSLAI IR UŽDAVINIAI

Šio kurso pagrindinis tikslas - parodyti, kad sistemų dinamika yra universalus metodas, skirtas paprastiems bei sudėtingiems kintantiems reiškiniams aprašyti, suprasti ir tirti. Šiam tikslui pasiekti keliami tokie uždavinai:

a) supažindinti su pagrindinėmis sąvokomis;

    1. išmokyti nustatyti sąryšius tarp įvairių reiškinių;
    2. išmokyti reiškinius vaizduoti grafiškai;
    3. išmokyti naudotis kompiuterine programine įranga.

Šiuo kursu taip pat siekiama formuoti įgūdžius:

· loginio ir sisteminio mąstymo;

· problemų formulavimo ir sprendimo;

· kūrybinio darbo;

· minčių reiškimo ir tarpusavio bendravimo;

· kompiuterio panaudojimo.

Sistemų dinamika gali susieti mokinių jau įgytas žinias studijuojant skirtingas disciplinas. Tokia patirtis paspartina sudėtingesnės medžiagos supratimą, informacijos įsiminimą bei leidžia kūrybingai ją pritaikyti tolimesniame mokymesi.