Teoria Geral De Sistemas
Teoria Geral de Sistemas
Ludwig Von Bertalanff
Karl Ludwig von Bertalanffy (Viena, 19 de setembro de 1901 — Buffalo, Nova Iorque, 12 de junho de 1972) foi um biólogo austríaco.[1]
Foi o criador da teoria geral dos sistemas. Cidadão austríaco, desenvolveu a maior parte do seu trabalho científico nos Estados Unidos.
Bertalanffy fez os seus estudos em biologia e interessou-se desde cedo pelos organismos e pelos problemas do crescimento.
Os seus trabalhos iniciais datam dos anos 20 e são sobre a abordagem orgânica. Com efeito, Bertalanffy não concordava com a visão cartesiana do universo. Colocou então uma abordagem orgânica da biologia e tentou fazer aceitar a ideia de que o organismo é um todo maior que a soma das suas partes.
Criticou a visão de que o mundo é dividido em diferentes áreas, como física, química, biologia, psicologia, etc. Ao contrário, sugeria que se deve estudar sistemas globalmente, de forma a envolver todas as suas interdependências, pois cada um dos elementos, ao serem reunidos para constituir uma unidade funcional maior, desenvolvem qualidades que não se encontram em seus componentes isolados.
Introdução
Os Sistemas estão em toda parte
Por consequência do avanço tecnológico, o termo “sistemas” vem se difundindo na sociedade
moderna. A necessidade de se encontrar novos meios para realizar tarefas faz surgir novas profissões voltadas ao “enfoque sistêmico”, com o objetivo de não somente realizar a tarefa pretendia, mas a realizar com o máximo de eficiência e menor custo possíveis.
Todos essas mudanças levam o período atual a se caracterizar como uma “Segunda Revolução Industrial”, pois os sistemas estão presentes em todos os campos da ciência. Essa transformação ocorre na maneira do homem pensar, que passa a encarar tudo como se fossem grandes complexos (sistemas), reorientando o pensamento científico.
As novas descobertas nos campos da biologia molecular, genética, medicina, entre outros, já se tornaram conhecimento comum, porém falta uma visão voltada mais ao nível da organização
da matéria viva, e não somente uma visão mais aprofundada dos complexos da matéria.
A teoria sobre sistemas pode servir para diversos campos, até mesmo nas ciências sociais, onde se deve tratar os fenômenos sociais contemporâneos como sendo “sistemas”, mesmo sabendo a complexidade das definições sócio-culturais dos povos atuais.
Os grandes acontecimentos da história foram tidos como atos de indivíduos, que foram tomados como seres fora dos padrões humanos (tratados como gênios, pessoas com capacidades sobre-humanas), mas que na verdade não são os grandes encarregados pelos acontecimentos, somente uma pequena peça de um grande “sistema”, que pode ser representado por ideologias e tendências sócio-culturais.
Mesmo sabendo das deficiências das teorias como das de Spengler e Toynbee, as leis dos sistemas sócio-culturais são dotadas de sentido, mas não formam algo inevitável.
Apesar da história e a sociologia tratarem de organizações informais, foi desenvolvido a “teoria das organizações formais”, que podem ter como exemplos empresas comerciais que seguem algum tipo de “padrão/regras”. O estudo dessas organizações, no ponto de vista sistêmico, as trata como um sistema de variáveis mutuamente dependentes (se interagem). Por consequência se equipara a teoria por trás das organizações com a teoria geral dos sistemas, que procura tratar os sistemas como sendo uma grande entidade, e não um aglomerado de partes.
Tudo o que já foi comentado pode ilustrar o conceito de “sistemas”. Uma consequência do
conhecimento sobre sistemas é que o “novo mundo” não se refere mais a pessoas, mas sim a “sistemas”. O ser humano, “o objeto falível”, se torna um item de consumo que pode ser facilmente substituído, e deve ser eliminado e substituído por máquinas que ele mesmo criou ou se tornar um ser idiota treinado para uma única coisa (um ser “super especializado”). O indivíduo não passar a ser nada mais do que uma “roda dentada” do grande sistema, regido por alguns
“líderes” que só se preocupam com o próprio sistema.
Não importa se considerarmos essa expansão do conhecimento como sendo algo benéfico ou
uma extensão do pensamento de “linhas de produção”, devemos saber que esses fatos são dignos
de um intenso estudo.
História da Teoria dos Sistemas
O conceito de “Sistema” possui uma longa história, apesar de que o termo “Sistema” não era mencionado. Vários pensadores importantes fizeram parte dessa história, como Leibniz, Nicolau de Cusa, Marx e Hegel.
Outro precursor dos “Sistemas” foram as “Gestalten físicas”, escritas por Kohler, que seguiam
um pensamento parecido, porém se limitava à física, e não tratava de toda a generalidade do problema. Em uma publicação posterior, Kohler deu mais um avanço, criando um postulado de
uma teoria dos sistemas, que era destinada a sistemas orgânicos e inorgânicos. A obra clássica de Lotka se aproximou mais do objetivo, ao tratar a sociedade como um sistema e se preocupar mais com problemas da sociedade do que problemas biológicos de um indivíduo.
A necessidade da abordagem dos sistemas só se tornou visível recentemente, quando se
percebeu que não era viável tratar as ciências por partes isoladas. Com essa nova abordagem, novas criações se tornaram viáveis em todos os ramos da ciência.
Ludwig ficou intrigado com peças que faltavam na biologia. A abordagem atual não tratava
do organismo como um sistema, que interagia para criar condições de vida, mas sim tratava
com um enfoque mecanicista.
Idéias semelhantes começaram a surgir em outros lugares, mostrando que esse era o início de uma nova tendência, que necessitava de tempo para ser aceita.
Juntamente com o trabalho sobre o metabolismo e as novas teorias sobre o organismo, a teoria dos sistemas abertos foi proposta, baseando-se no fato que o organismo é um sistema aberto, apesar de que na época não existia nenhuma teoria desse tipo. Assim, a biofísica passou a exigir uma melhora da física convencional, o que mais tarde acabou ficando conhecida como termodinâmica irreversível.
A biologia até então era tida igual ao trabalho em laboratório, o que fez o autor passar por
rejeições ao publicar “Theoretische Biologie”, que tratava de um outro campo da biologia, que
só passou a ser aceito e divulgado mais tarde. Por causa da última guerra, parte das publicações
foram destruídas. Após a guerra, a teoria geral dos sistemas foi amplamente discutida entre físicos e em conferências.
Um grande obstáculo para a aceitação da teoria dos sistemas foi o fato que ela era tida como trivial e falsa, por causa de suas analogias superficiais que mudavam as diferenças reais, conduzindo a conclusões erradas.
Os ataques à teoria dos sistemas não atingiam o verdadeiro objetivo dela, que era ter uma interpretação generalista e uma teoria sobre assuntos que até então não existiam.
Outra linha de desenvolvimento estava surgindo, com a publicação do livro “Cybernetics” de Norbert Wiener, que foi o resultado dos recentes estudos da tecnologia de computadores, teoria
da informação e das máquinas auto-reguladoras. Wiener levou os conceitos cibernéticos de retroação além dos campos da tecnologia, generalizando-os nos campos biológicos e sociais.
A teoria dos sistemas não surgiu por causa dos esforços feitos para a guerra, mas sim pelos
esforços que já haviam sido feitos antes.
Rumos da Teoria dos Sistemas
A sociedade estava em uma época que encarava qualquer nova descoberta ou mudança como uma revolução, por mais trivial que ela fosse. O início da implementação da teoria dos sistemas não fugiu muito disso.
Kuhn define uma revolução científica como o aparecimento de novos paradigmas conceituais que mostram aspectos que estavam escondidos anteriormente na ciência convencional. De acordo com essa definição, a implantação da teoria dos sistemas ocasionou uma mudança nos métodos na prática científica.
Mas esse novo conhecimento leva ao aumento da importância de se fazer uma análise filosófica, que normalmente é deixada de lado. Com grande frequência, as versões primitivas de um novo “paradigma” são voltadas somente à resolução de problemas específicos, falhando quando se tenta aplicar em outros problemas. O novo paradigma engloba novos problemas, inclusive os que antes foram deixados de lado como “metafísicos”.
O grande problema do sistema são as limitações existentes na forma em que a ciência analisa os fatos e dados.
A ciência clássica faz uso do “procedimento analítico”, que estuda uma entidade a separando em partes e estudando separadamente cada uma. Ela procura por unidades “atômicas”.
Para aplicar o “procedimento analítico”, deve-se atender a dois pré-requisitos: Não devem haver interações entre as “partes” ou as interações devem ser desprezíveis. Esses requisitos garantem que a entidade possa ser estudada matematicamente.
Teoria dos compartimentos: É um aspecto dos sistemas complicado o suficiente para ser tratado separadamente. É uma teoria segundo o qual os sistemas podem ser divididos em “sistemas menores”, que interagem com outros “sistemas menores”. Existem dificuldades matemáticas ao se analisar um número razoável de “compartimentos”, somente sendo possível o cálculo utilizando as Transformações de Laplace, a introdução das redes e dos gráficos.
Teoria dos conjuntos: As propriedades formais dos sistemas podem ser axiomatizadas. Este enfoque se mostra superior às formulações mais primitivas da teoria dos sistemas.
Teoria dos gráficos: Muitos problemas não tratam de relações quantitativas, mas sim à relações topológicas dos sistemas. Uma boa abordagem à esse tipo de problema é utilizando a teoria dos gráficos. Em termos matemáticos, essa teoria se liga à álgebra das matrizes e forma modelos seguindo a teoria dos compartimentos.
Teoria das redes: A teoria das redes tem ligação com as teorias já descritas. É aplicada em sistemas como as “redes nervosas”.
Cibernética: Trata da “transferência de informação” e da “retroação”. Tem grande aplicação, porém não caracteriza a “teoria dos sistemas” em geral. É utilizada para descrever os mecanismos reguladores, e serve até mesmo para sistemas do tipo “caixa preta” (quando não se conhece o mecanismo real, e só é definido pelos resultados da entrada de dados).
Computação e simulação: Para resolver conjuntos de equações que seriam muito cansativas ou praticamente impossíveis, usa-se os computadores para realizar o cálculo.
Teoria da informação: Baseia-se no conceito de que a informação pode ser usada como medida de organização. Não possui muitas aplicações, excluindo no campo de engenharia da comunicação.
Teoria dos autômatos: Autômatos são “máquinas algorítmicas”, capazes de calcular qualquer processo de qualquer complexidade, se o número de operações lógicas puder ser expresso e for finito.
Teoria dos jogos: Apesar de ser diferente das outras teorias, ela se enquadra como sistema pois trata do comportamento do “jogador”, que procura ter o maior ganho e menor perda possíveis.
Teoria da decisão: “É uma teoria matemática que trata de escolhas entre alternativas”.
Teoria da fila: Trata da otimização de arranjos. Mostra que existem diferentes enfoques para se investigar sistemas, incluindo grandes métodos matemáticos. Existe incompatibilidades entre os modelos e a realidade, pois mesmo tendo um modelo complicado e bem elaborado, pode ser difícil encontrar uma aplicação prática para ele. Grande parte das teorias causaram muita expectativa, mas não tiveram resultados do nível esperado, como por exemplo o caso da teoria da informação, que tem um alto desenvolvimento matemático, mas não serviu em nada para campos como psicologia e sociologia.
As vantagens de modelos matemáticos são bem conhecidas e exploradas, como a ausência de ambiguidade e a possibilidade de se verificar resultados observando os dados que são utilizados. Esses modelos, porém, não substituem os modelos formulados em linguagem ordinária.
A matemática representa algoritmos que são muito mais precisos do que a linguagem ordinária. Expressões em linguagem ordinária precederam os algoritmos, e algumas teorias, como a de Darwin, só ganharam seus modelos matemáticos mais tarde.
Não é necessário possuir um modelo matemático para algo ser caracterizado como um “sistema”, como por exemplo sistemas no campo da sociologia.
Existem um grande problema ao se tratar de sistemas com muitas equações/números imensos, pois, apesar de teoricamente algum autômato poder calcular qualquer cois que possa ser expressa em números e ser finita, é praticamente impossível e ruim de se calcular um sistema com um enorme número de etapas.
De acordo com Hart, as invenções humanas são combinações de elementos conhecidos. Seguindo o pensamento de Hart, conclue-se que quando se aumentar o número de permutações e combinações dos elementos existentes, vai se aumentar a o número de novas invenções. Hart também apresentou curvas mostrando a velocidade de crescimento cultural e outras áreas humanas. Essas curvas constituem uma superaceleração à maneira da curva “log-log”.
A concepção mecanicista, mesmo tomada na forma moderna e generalizada de um autômato de Turing, falha ao tratar de regulações subsequentes a perturbações arbitrárias, como também ao tratar de números imensos.
As considerações acima referem-se a conceitos fundamentais da teoria dos sistemas, como o de ordem hierárquica. Podemos ver o universo como uma grande hierarquia, das partículas elementaresaté os grandes complexos. As leias de organização atuais são insuficientes para o mundo sub atômico.
Os princípios da ordem hierárquica podem ser descritos pela linguagem verbal, e possui idéias “semimatemáticas” relacionadas com a teoria das matrizes em termos da lógica matemática.
O significado da teoria geral dos sistemas
A procura de uma teoria geral dos sistemas
A principal característica da ciência moderna é a especialização, que acaba dividindo a ciência em vários ramos e sub-ramos, prendendo o cientista em um universo privado, com pouca comunicação com outras áreas à sua volta.
Esse fato se opõe a outro aspecto. Concepções (e problemas) semelhantes surgiram em áreas bem diferentes.
A física clássica tinha como meta resolver os fenômenos naturais, o que foi expresso no ideal do “espírito laplaciano”, que diz que pode-se predizer o estado do universo partindo da posição e do momento das partículas. Quando as leis da física foram substituídas por leis estatísticas, essa concepção, apesar de mecanicista, não foi alterada, mas sim reforçada. Contrastando com essa concepção mecanicista, criou-se problemas de totalidade, interação dinâmica e organização em vários ramos da física.
Na concepção organimística da biologia, é necessário estudar todo o sistema, e não somente as partes isoladas, sistema esse resultante da interação dinâmica das partes. Se as partes fossem estudadas separadamente, iam se obter outros resultados. Este conceito também serve para outras áreas, como por exemplo na psicologia.
Pouco tempo atrás, a ciência exata identificava-se quase por completo com a física teórica. Não se tentava enunciar leis exatas em campos diferentes da física (poucos obtiveram reconhecimento). Porém, com o progresso nessas áreas, torna-se necessário uma expansão dos conceitos, com o objetivo de permitir o estabelecimento de sistemas de leis onde a física não pode estar presente.
Organismos vivos são tomados como sistemas abertos, pois interagem com o ambiente, enquanto a física e outros campos exatos tratam de sistemas fechados. Somente mais tarde a física passou a englobar também sistemas abertos e estados de desequilíbrio.
O significado dessa disciplina é que nada obriga a por um um termo aos sistemas tratados em física, pois pode-se aspirar a princípios aplicáveis aos sistemas em geral, independente da sua natureza. Pode se verificar que existem modelos, princípios e leis que se aplicam aos sistemas, independente do seu tipo particular.
Por consequência ao que foi dito acima, começam a aparecer semelhanças nas estruturas em diferentes áreas. Uma mesma lei pode servir ao mesmo tempo para o campo da biologia quanto ao campo da matemática.
A formulação de uma teoria geral dos sistemas poderia fornecer modelos a serem usados em vários campos, economizando tempo e trabalho, aumentando o progresso nos campos.
O método clássico era adequado para resolução de problemas que podiam ser isolados e calculados separadamente, porém não serve para processos que incluem interações, exigindo um novo pensamento matemático.
Não se deve pensar que, por exemplo, pela teoria geral dos sistemas os países são organismos superiores, e as pessoas são apenas células insignificantes. Esse pensamento está errado e leva a
analogias sem significação.
Existem áreas, como a genética e a economia, que são de alta complexidade, e formular uma teoria completa é uma tarefa muito difícil, e devemos nos contentar com uma “explicação em princípio”.
Propósitos da teoria geral dos sistemas
Pontos de vistas semelhantes surgiram em várias disciplinas da ciência, como também problemas que não são entendíveis se analisar apenas as partes isoladas. Essa correspondência é muito importante e indica uma mudança na atitude da física, que passa a tentar achar uma teoria geral que sirva para todas as áreas da ciência, tentando encontrar uma teoria exata nos campos não físicos da ciência.
Estas considerações levam ao postulado de uma nova disciplina, chamada de “Teoria Geral dos Sistemas”, que deixa menos vago o conceito de “totalidade”.
Sistemas fechados e abertos: limitações da física convencional
A física convencional só trata de sistemas fechados, que são aqueles que estão isolados do seu ambiente. Porém, normalmente esses sistemas que só são estudados em casos isolados nunca aparecem separados do meio, mas sim interagindo com outros sistemas. Somente nos últimos anos que a física passou a englobar alguns casos de sistemas abertos.
Existe um grande contraste entre a natureza animada e a natureza inanimada, no ponto de vista da física convencional. O próprio metabolismo humano é um grande paradoxo, como também o princípio da eqüifinalidade.
Ao pegar o ponto de vista dos sistemas generalizados, muitas das supostas violações, paradoxos e contradições da física convencional desaparecem, e o conceito de sistema aberto pode ser aplicado à níveis não físicos.
Informação e entropia
Outro ramo da física, a teoria da comunicação, é estreitamente ligado à teoria dos sistemas. Em muitos casos, o fluxo de informações se parece com um fluxo de energia, em outros, não. Porém, existem formas de “medir” a informação, em termos de “decisões”.
O segundo conceito geral da teoria da comunicação é o conceito da retroação. Este conceito é muito usado nos sistemas auto-reguladores, pois garantem uma “direção” da ação. Um bom exemplo são os mísseis que possuem um sistema próprio de radar e que procuram pelo alvo. Porém, não é somente em aparatos tecnológicos que existe retroação. Vários fenômenos biológicos correspondem ao modelo da retroação, como por exemplo o fenômeno da homeostase.
Causalidade e Teologia
Na concepção mecanicista da física, o mundo dos organismos era visto como um “produto do acaso”, onde não se entendia o movimento dos átomos, nem as leis da causalidade.
Os conceitos de teologia e finalidade pareciam estar fora do âmbito da ciência, e eram tratados como algo estranho pela ciência . Porém, não se pode conceber um organismo vivo sem tratar dos conceitos da adaptação, finalidade e etc. A concepção atual considera esses aspectos como “partes” da ciência, e já trata de modelos como a eqüifinalidade, retroação e o modelo do “comportamento” adaptativo.
Que é a organização?
A organização era estranha ao mundo mecanicista. Os organismos são exemplos de "coisas organizadas", assim como as os átomos e as moléculas. Uma organização tem como características, tanto para organismos vivos quanto para outros tipos de “sistemas organizados”, noções de crescimento, diferenciação, ordem hierárquica, controle, entre outras. Pela lei do oligopólio, se existirem organizações competindo, os conflitos entre elas aumentam a medida em que o número de organizações vão diminuindo. Quando sobram apenas um par, o atrito é tão grande que pode levar a destruição das duas organizações restantes.
A teoria geral dos sistemas e a unidade da ciência
A teoria geral dos sistemas tem como função integrar a ciência. Essa integração não tem como objetivo de reduzir tudo ao nível da física, mas sim na elaboração de leis que sirvam para todas as áreas.
A concepção humana de “desenvolvimento” está muito ligada ao desenvolvimento de novas tecnologias e inventos, que inclusive levaram a grandes catástrofes do nosso tempo. É possível que se tratarmos o mundo como uma grande organização, daremos mais importância aos seres vivos. Importância esta que quase perdemos nas últimas décadas.
A teoria geral dos sistemas na educação: a produção de generalistas científicos
A educação convencional trata os campos como domínios separados, e constrói especialistas, pois não acredita que é possível uma “educação integrada”, onde o que se aprende possa ser usado mais genericamente, e não só para problemas específicos.
Os benefícios do domínio humano sobre as leis da física são claros, como por exemplo a nossa tecnologia. Nos campos biológicos, apesar de não serem tão evoluídos, conseguimos melhoras na qualidade de vida e espectativa de vida. Mas, todo o controle do ser humano sobre a tecnologia também traz um grande perigo: o da destruição. Muitas vidas foram tiradas por inventos que nós mesmo criamos. O homem não é somente um pequeno “animal político”, mas sim um indivíduo que merece sua importância.
Alguns conceitos dos sistemas considerados em termos matemáticos elementares
O conceito de sistema
Podemos distinguir complexos de acordo com o seu número, espécie ou de acordo com suas relações. Existem as características somativas e as características constitutivas. As somativas representam, por exemplo, a massa molecular e o calor, enquanto as constitutivas não são explicáveis a partir de características de alguma parte isolada, seguindo o pensamento de que “o todo é mais do que a soma das partes”.
Um sistema pode ser representado por um complexo de elementos em interação, e pode ser definido de várias várias maneiras, como por exemplo um sistemas de equações diferenciais simultâneas.
Crescimento
Equações desse tipo podem ser encontradas em vários campos, portanto pode demonstrar a existência de uma teoria geral dos sistemas.
A lei exponencial, também chamada de “lei do crescimento natural”, é válida para muitos campos, e pode ser usada para descrever o crescimento de populações (no caso de recursos ilimitados), crescimento de capital a juros compostos. A Lei de Malthus significa que o nascimento é maior do que a taxa de mortalidade, o que cria um crescimento infinito.
Outra “curva” que tem grande aplicação é a “curva logística”, que descreve, por exemplo, o crescimento de populações com recursos limitados e reações autocráticas. Esses exemplos mostram que existe uma uniformidade na natureza.
Sistemas Dinâmicos
Sistema é um conjunto de objetos agrupados por alguma interação em que existem relações de causa e efeito entre os elementos do conjunto.
Exemplos de sistemas:
circuito elétrico de um rádio, Júpiter e seus satélites, sistema nervoso, situação financeira, ecosistema do mangue
Sistema é dito dinâmico quando algumas grandezas (que caracterizam seus elementos constituintes) variam no tempo
Deteminação teórica da evolução temporal das grandezas do sistema pode ser importante nos seguintes casos:
-
Projeto de sistemas que ainda não existem fisicamente
-
Explicar o comportamento de sistemas já existentes
-
Teste experimental é muito perigoso ou caro
Objetivo do estudo teórico de sistemas dinâmicos é prever o futuro
As duas etapas do estudo teórico de sistemas dinâmicos:
Construção de um modelo “adequado”
Análise deste modelo
Diferença entre variável e parâmetro (exemplo do pêndulo simples)
Três tipos de grandezas do sistema dinâmico 'pêndulo simples':
-
tempo é variável que evolui livremente (variável independente)
-
ângulo varia com o tempo (variável dependente)
-
parâmetros são grandezas que influenciam comportamento do sistema (podem ser constantes ou não)
Classificações dos Sistemas Dinâmicos
De tempo contínuo ou de tempo discreto
Linear ou não linear
De parâmetros fixos ou variáveis no tempo
De parâmetros concentrados ou distribuídos
Instantâneo (sem memória) ou dinâmico (depende do passado)
Eq. Homogêneas (função de entrada nula) ou não-homogêneas
Autônomos e não-autônomos (entrada depende ou não do tempo)
Conservativos e dissipativos
Observações:
Modelagem pode ser feita por equações diferenciais ou de diferenças
Somente equação diferencial linear de 1a ordem tem solução genérica
(e mesmo assim sem garantia de obtenção de solução analítica)
Não há solução analítica geral p/ equação diferencial linear de 2a ordem
Há apenas solução para casos particulares de F(t) e dos coeficientes
O que fazer?
1) Solução analítica aproximada por meio de “série de potências de t”
(procura-se aproximação polinomial para a solução real)
Equações clássicas resolvidas por série de potências:
equação de Bessel
equação de Legendre
equação de Euler
2) Rescrever a equação diferencial de ordem n na forma de um sistema de n equações de 1a ordem
Técnicas de Análise (para obtenção da solução):
Técnica analítica --> solução em termos de fórmulas gerais
Técnica numérica --> solução por integração numérica
Técnica qualitativa --> solução em termos de evolução qualitativa
Espaço de estados (espaço de fases):
> Espaço de estados é um espaço n-dimensional onde os eixos são:
x1, x2, ... , xn
> As variáveis x1, x2, ... , xn são dependentes do tempo, e são chamadas
de variáveis de estado
> Um estado é um ponto com coordenadas x1(t), x2(t) ... , xn(t) nesse
espaço de estados
> Evolução temporal de um estado é determinada pela n equações
diferenciais de primeira ordem:
dx/dt = f(x,t)
Onde: f é define o vetor do campo de velocidade do sistema
> A dimensão do espaço de fases é dado pelo No. de equações de 1a
ordem que descrevem o sistema
(Ex: um plano é o espaço de fases p/ sist. de 2 eq. de 1a. ordem)
> Um retrato de fases é o conjunto de curvas obtidas pela evolução
temporal do sistema (exemplo do Monteiro, pág.60)
> Chama-se órbita ou trajetória do estado uma determinada curva x(t)
que descreve a evolução do estado, no espaço de fases (ver figura)
SISTEMAS FÍSICO-QUÍMICOS
Um sistema físico-químico formado a partir de processos físicos e químicos, podemos dizer que um sistema é a parte do Universo que se pretende estudar. Dentro de um sistema temos a fronteira, que o divide do exterior, cujo denominamos de vizinhança. Os sistemas são divididos em sistemas aberto, fechado e isolados. Esclareceremos o assunto ao decorrer do mesmo.
Em relação à complexidade e aos elementos de um sistema físico-químico Whitesides e Ismagilov classificaram um sistema complexo, de forma concisa, caracterizando– o com os seguintes pontos:
1- Quanto a sua evolução, sendo muito sensíveis a condições iniciais ou pequenas perturbações.
2- Grande número de componentes independentes interagindo.
3- Há vários caminhos através dos quais a evolução do sistema pode proceder.
Analisando termodinamicamente os pontos colocados acima, as condições 2 e 3, só podem ser atendidas se, somente se, o sistema estiver aberto, ou seja, se suas fronteiras forem permeáveis à troca de energia e/ou matéria com o ambiente.
A noção de complexidade em sistemas afastados do estado de equilíbrio termodinâmico está associada aos conceitos de não linearidade, emergência e auto-organização dinâmica.
Tipos de Sistemas Físicos- Químicos
O Sistema Aberto, também chamado de Volume de Controle, depende do nível de permeabilidade da fronteira que separa o sistema e a vizinhança, se houver um alto nível de permeabilidade, a fronteira permitirá que haja troca de matéria e de energia entre o meio e o ambiente, caso contrário o sistema deixa de ser aberto. Isso porque uma das principais características dos sistemas vivos é a constante troca de energia e matéria com o meio, é a partir dessa troca que o sistema exporta entropia para o ambiente e se mantém no estado auto organizado que caracteriza a vida. A distância do equilíbrio termodinâmico pode ser facilmente modulada em reações químicas conduzidas em reatores abertos. Nesse caso, a taxa de alimentação de reagentes e a retirada dos produtos formados é um dos principais parâmetros que controla a dinâmica do sistema e determina o padrão resultante.
O Sistema Fechado, também chamado de Massa de Controle, é permitido apenas a troca de energia com a vizinhança. Não existe troca de matéria com o exterior.
O Sistema Isolado, são completamente isolados do ambiente, não trocam calor, trabalho ou matéria e/ou energia com as vizinhanças. São ideais, mas para fins práticos podemos considerar vários sistemas reais como sendo isolados.
A Não Linearidade não tem espaço no mundo regido por leis newtonianas. A partir de dois estados conhecidos, é possível deduzir sobre o comportamento futuro de qualquer sistema. Uma vez que o sistema evolui linearmente no tempo, as surpresas estão descartadas e o futuro é dado a priori. A validade das aproximações lineares no sistema é restrita às vizinhanças do estado de equilíbrio termodinâmico. Um dos maiores golpes no tratamento linear de causa e efeito foi o reconhecimento da existência dos chamados sistemas caóticos, sendo descritos por equações diferenciais ordinárias, não lineares e acopladas, com grande sensibilidade às condições iniciais. O "efeito borboleta" é um típico exemplo, uma causa minúscula, como o bater de asas de uma borboleta numa certa região do planeta, pode resultar em uma enorme consequência, como o surgimento de um tornado, numa outra região arbitrária. Esse efeito foi sugerido exatamente para ilustrar como uma pequena mudança nas condições iniciais utilizadas para alimentar um modelo simples da dinâmica climática poderia gerar grandes efeitos na previsão em longo prazo. Além do comportamento caótico, a ocorrência de cinética excitatória, multe estável e oscilatória são manifestações de não linearidade.
Na Emergência se formos analisar a abordagem cartesiana, fundada com base na construção do todo a partir da soma das partes, tem sido cada vez mais desafiada por problemas de diferentes naturezas. Como um exemplo paradigmático, sabe-se que, por mais precisa que seja a descrição da dinâmica de um neurônio individual, não se pode simplesmente representar a mente que emerge da interação entre essas subunidades a partir da soma das dinâmicas individuais, tendo como um problema a interdependência entre as subunidades ocasionando erros no resultado da representação do comportamento do sistema. Propriedades emergentes resultam, pois, do reconhecimento de que o comportamento de um sistema complexo não pode ser entendido em termos apenas da extrapolação das propriedades dos seus componentes individuais.
Em outras palavras, as propriedades que emergem no nível macroscópico não podem ser preditas a partir das propriedades dos componentes microscópicos, não podendo o sistema ser analisado em partes, tendo o seu comportamento descrito apenas pela soma de suas subunidades, o que traria margens de erros para a compreensão do comportamento do todo. Nesse sentido, é importante enfatizar que as propriedades emergentes que surgem quando da mudança de escala não estão relacionadas a uma eventual falha na descrição microscópica.
Em sistemas abertos a auto- organização é primordial. A organização desses sistemas ocorre espontaneamente quando sujeitos a um dado gradiente, sendo este a variação de uma característica do meio. O termo auto, está se referindo ao fato de que não há nenhuma instrução do ambiente sobre como a organização deve ocorrer ou como o sistema deve se adequar em resposta ao gradiente. Em outras palavras, a gradiente imposta é completamente neutra em termos de informações e a organização surge de dentro do sistema, sendo moldada pelo sistema. Quando levados para um estado suficientemente afastado do equilíbrio termodinâmico, tais sistemas não estão mais sujeitos a princípios extremos que regem o estado de equilíbrio e os processos em regime linear.
Portanto, a evolução não linear propicia a coexistência de diferentes estados estáveis para um mesmo conjunto de parâmetros. Processos de auto-organização são ubíquos na natureza, ou seja, estão ao mesmo tempo em toda parte, de células a órgãos e organismos, de indivíduos a organizações sociais, de casas a bairros, cidades, etc. Em geral, no contexto da auto-organização dinâmica, mais adequado seria se referir a comportamento complexo em lugar de sistema complexo, uma vez que um sistema simples pode apresentar um comportamento complexo quando afastado do estado de equilíbrio termodinâmico.
Comportamento Complexo dos Sistemas Físico- Químicos
As investigações teóricas-experimentais sobre a emergência, seleção e evolução de padrões espaço-temporais em sistemas físico-químicos têm atraído considerável interesse recentemente. Exemplos desses sistemas incluem processos heterogêneos nas interfaces sólido/ gás e sólido/líquido, assim como reações homogêneas, como no caso dos osciladores da família do brometo. Fenômenos temporais complexos na forma de amplificação explosiva de pequenas flutuações (autocatálise) multe estabilidade, oscilações na concentração de alguns intermediários e dinâmicos caótica são relativamente corriqueiros em diversas reações químicas.
No entanto, apesar do número considerável de exemplos conhecidos, ainda não há uma taxonomia abrangente de tais reações e são poucas as aplicações relatadas. Explorar a cinética não linear presente em reações químicas na detecção de traços e no aumento da conversão e/ou seletividade em alguns processos são duas possibilidades de grande potencial. Especificamente, elucidar regimes não convencionais em reações catalíticas de importância prática (redução de nitrato, redução de gás carbônico, eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas, entre outros) pode ser muito vantajoso, principalmente quando experimentos de bancada e numéricos andam juntos, uma vez que não linearidades observadas no laboratório, modeladas e simuladas podem ser fontes de importantes informações mecanísticas.
ENTROPIA E OS SISTEMAS ABERTOS
O argumento mais devastador e mais conclusivo contra a evolução é o princípio da entropia. Este princípio, também conhecido como a Segunda Lei da Termodinâmica, implica em que, na atual ordem das coisa, a evolução no sentido "vertical" (isto é, no grau de ordem e complexidade menos elevado para um grau de ordem e complexidade mais elevado) é completamente impossível.
O modelo evolucionista das origens e do desenvolvimento exige algum princípio universal que aumente a ordem, levando as partículas esparsas a se organizarem em sistemas químicos complexos, sem vida, para se tornarem células vivas e que as populações de vermes evoluam em sociedades humanas. Contudo o único princípio científico naturalista que se conhece que realmente efetua mudanças na ordem é a Segunda Lei, que descreve a situação da ordem universalmente deteriorizada.
"Essa Lei declara que todo processo natural gera a entropia, uma medida de desordem".1
"A entropia, em resumo, é a medida da desordem molecular. A lei do irreversível aumento na entropia é uma lei de desorganização progressiva, do desaparecimento completo das leis iniciais".2
Dificilmente se pode que a evolução pelo menos fica superficialmente contrariada pela entropia. A predição óbvia do modelo evolucionista do princípio universal que aumentará a ordem é contrariada pelo fato científico de um princípio universal que diminui a ordem. Não obstante, os evolucionistas mantém a fé de que, de alguma forma, a evolução e a entropia podem coexistir, embora não saibam como. "No complexo curso de sua evolução, a vida exibe um notável contraste com a tendência expressa na Segunda Lei da Termodinâmica. Onde a Segunda Lei expressa um irreversível avanço para a entropia e a desordem cada vez maiores, a vida evolui normalmente para níveis cada vez mais elevados de ordem. O fato ainda mais notável é que este impulso evolucionista para maior também é irreversível. A evolução não retrocede.".3
"Antes da geração espontânea da vida sob condições outras que as apresentadas atualmente neste planeta, houve uma geração espontânea de elementos do tipo que ainda prevalece nas estrelas; e mais remotamente ainda eu suponho uma geração espontânea de partículas elementares sob circunstâncias ainda a serem esquadrinhadas, que acabou dando-lhes as propriedades que só elas tornaram possível o universo que conhecemos".4
"A vida poderia ser descrita como uma força inesperada que de alguma maneira organiza a matéria inanimada em um sistema vivo que percebe, e evolui para enfrentar mudanças no ambiente físico que ameaça destruir a sua organização."5
Quando confrontados diretamente com este problema (por exemplo nos debates criação/evolução), os evolucionistas freqüentemente ignoram-no completamente. Alguns admitem honestamente que não sabem como resolver o problema, ou simplesmente dizem que confiam, que deve haver um meio, considerando que de outra forma teriam de crer na criação sobrenatural. Como diz Wald: "Neste estranho artigo eu me aventurei a sugerir que a seleção natural de um tipo qualquer que estendeu-se além dos elementos, para determinar as propriedades dos prótons e dos elétrons. Por mais curioso que pareça, é uma possibilidade digna de ser avaliada contra a única alternativa que posso imaginar, a sugestão de Eddington de que Deus é um físico matemático".6
Alguns evolucionistas tentam resolver o problema sugerindo que a lei da entropia é somente estatística e que as exceções podem ocorrer, o que permitiria aumentos ocasionais e acidentais na ordem. Esta posição, porém, não passa de uma questão de fé. Nunca ninguém viu tal exceção - e a ciência se fundamenta na observação!
"Portanto não há justificativa para o ponto de vista, freqüentemente repetido com desembaraço de que a Segunda Lei da Termodinâmica só é estatisticamente verdadeira, no sentido de que violações microscópicas ocorrem repetidas vezes, mas nunca se presenciou uma evidência de que a Segunda Lei fosse quebrada sob quaisquer circunstâncias...".7
Quase a maioria dos evolucionistas, entretanto, tenta resolver o argumento da Segunda Lei da Termodinâmica fugindo para o refúgio do "sistema aberto". Defendem que considerando que a Segunda Lei se aplica apenas aos sistemas isolados (dos quais as fontes externas de informação e a ordem são excluídas), o argumento é irrelevante. A terra e a sua biosfera são sistemas abertos, com amplo suprimento de energia chegando do sol para fazer funcionar a complexidade de um cristal a partir uma semente ou um embrião em uma planta ou animal adulto, ou o crescimento de um pequena população da idade da pedra em uma grande cultura tecnológica complexa - como prova de que a Segunda Lei não inibe o crescimento de sistemas mais ordenados.
Argumentos e exemplos como esses, entretanto, são argumentos ilusórios. Seria como defender que a NASA foi capaz de colocar homens na lua, então seria razoável crer que vacas pulariam para lá! Os criacionistas têm por mais de uma década enfatizado que a Segunda Lei se aplica a sistemas abertos, uma vez que não existem verdadeiros sistemas isolados. Emil Borel, o grande cientista e matemático francês, provou este fato matematicamente, conforme reconhecido por Layzer: "Borel provou que nenhum sistema físico finito pode ser considerado fechado".8
Os criacionistas há muito tempo reconheceram, na verdade enfatizaram que a ordem pode aumentar em determinados tipos especiais de sistemas abertos, mas isso não constitui prova de que a ordem aumenta em todos os sistemas abertos! É vazia e sem nenhuma informação específica a declaração de que a terra é um "sistema aberto", uma vez que todos os sistemas são abertos.
A Segunda Lei poderia muito bem ser expressa: "Em qualquer sistema ordenado, aberto ou fechado, existe uma tendência para a desintegração que só pode ser interrompida ou invertida através de uma fonte externa de energia dirigida por um conjunto de informações".
É fútil citar casos especiais no que se refere a evolução (tais como a semente, para o qual o código genético e o mecanismo de conversão da fotossíntese já estão disponíveis), considerando que não existe um programa orientador e nem um aparelho que converte a energia disponível para produzir um crescimento evolucionista imaginário da complexidade da terra e sua biosfera.
Mais fútil ainda é fazer referencias a processos inorgânicos de cristalização como evidências de evolução. Até mesmo Prigogine reconhce isto:
"A questão é que em um sistema isolado existe uma possibilidade de formação de estruturas ordenadas de baixa entropia a temperaturas suficientemente baixas. Este principio é responsável pelo aparecimento de estruturas ordenadas tais como cristais e fenômenos das transições de fases. Infelizmente este principio não pode explicar a formação de estruturas biológicas. É muito pequena a probabilidade de que em temperaturas comuns um número macroscópico de moléculas se reuniram para dar surgimento a estruturas altamente ordenadas e às funções coordenadas que caracterizam os organismos seres vivos. A idéia da gênese espontânea da vida em sua forma atual é portanto altamente improvável, até mesmo na escala de bilhões de anos durante os quais a evolução ocorreu."9
Assim as condições altamente especiais que capacitam os cristais a se formarem e as plantas e animais a crescerem não tem nada haver com evolução. Essas condições especiais por si mesmas (isto é, o maravilhoso processo da fotossíntese, os complexos programas de informação na célula viva, até mesmo as propriedades eletroquímicas das células no cristal, etc.) não poderiam nunca aparecer ao acaso - sua própria complexidade não poderia ser produzida dentro das restrições impostas pela Segunda Lei. Mas sem elas o cristal não se formaria, e a semente não brotaria.
Mas qual é o código de informação que diz às partículas primevas esparsas como se transformar em estrelas e plantas, e qual é o mecanismo de conversão que transforma amebas em homens? São perguntas que não foram respondidas por uma referência especiosa à terra como um sistema aberto! E até que sejam respondidas, a Segunda Lei faz com que a evolução pareça totalmente impossível.
"Para seu crédito, alguns cientistas reconhecem a natureza crítica deste problema e estão tentando resolvê-lo. Prigogine propôs uma teoria complicada de "ordem através de flutuações" e "estruturas dissipativas".10
Mas seus exemplos são de sistemas inorgânicos e ele reconhece que há um longo caminho a percorrer para se explicar como estes tornaram-se sistemas vivos através de sua teoria.
"Mas não tenhamos ilusões, nossas pesquisas ainda nos deixaram totalmente incapazes de entender a extrema complexidade do mais simples organismo."11
Um outro autor que reconheceu parcialmente a seriedade deste problema é Charles J. Smith.
"A termodinâmica imediatamente esclarece a última questão destacando que a Segunda Lei de maneira clássica se refere aos sistemas isolados que não permutam nem matéria nem energia com o ambiente, os sistemas biológicos são abertos e permutam tanto energia quanto matéria. - Esta explicação, entretanto não é completamente satisfatória, porque continua deixando em aberto o problema como e porque os processos ordenados surgiram (uma aparente diminuição da entropia), e alguns cientistas tem lutado com esta questão. Bertalanffy chamou a relação entre a termodinâmica irreversível e a teoria da formação da informação de um dos problemas não resolvidos mais fundamentais da biologia. Eu iria mais longe e incluiria o problema do significado e do valor." 12
Quer os evolucionistas de um modo geral saibam ou não, este problema que têm com a entropia é "um dos mais fundamentais não resolvidos da biologia". É mais do que um problema na verdade, é uma devastadora negação do próprio modelo evolucionista. Continuara sendo assim até que eles possam demonstrar que a imensa massa contínua imaginária evolucionista no espaço e no tempo tem um programa para orienta-la e uma energia para convertê-la e dar força. Caso contrário a Segunda Lei a impossibilita.
É concebível, embora seja extremamente improvável que os evolucionistas possam finalmente formular um código e um mecanismo plausíveis para explicar como ambas, a entropia e a evolução poderiam coexistir . Contudo, ainda que o façam, o modelo evolucionista não será tão bom quanto o modelo criacionista. No máximo, tal sugestão constituiria uma modificação secundária do modelo evolucionista básico. Este ultimo não poderia nunca prever a Segunda Lei.
O modelo evolucionista não pode explicar a Segunda Lei, mas o modelo criacionista a previu! O Criacionista não fica embaraçado nem perplexo com a entropia, uma vez que é exatamente o que espera. O modelo criacionista apresenta uma criação completa e perfeita de todas as coisas durante o período de criação especial no princípio. A partir desse modelo, o criacionista naturalmente prediz alterações horizontais limitadas dentro das entidades criadas (por exemplo, variações dentro das espécies biológicas, capacitando-as a se adaptarem às mudanças ambientais). Se mudanças "verticais" ocorressem de um nível de ordem para outro, teriam que caminhar para baixo, para uma ordem inferior. O Criador, onisciente e onipotente fez todas as coisas perfeitas no princípio. Nenhum processo evolucinista poderiam melhorá-los, mas alterações deteriorativas poderiam prejudica-las.
O modelo criacionista prevê o princípio da entropia e esta aponta diretamente para a criação. Isto é, todas as coisas estão caminhando agora para a desordem, originalmente deveriam estar posição de elevada ordem. Uma vez que não há processo naturalista que pudesse produzir essa condição inicial, sua causa deve ter sido sobrenatural. A única coisa adequada da ordem e complexidades iniciais do universo deve Ter sido um programador onisciente, e a causa de sua limitada força, um Energizador onipotente. A Segunda Lei da Termodinâmica, com seu princípio de entropia crescente, repudia o modelo evolucionário e confirma fortemente o modelo criacionista.
Henry M. Morris, Ph.D.
1. David Layzer, "The Arrow of Time", Sientific American, (Vi 223, dezembro de 1975), pág.56. O Dr. Layzer é professor de Astronomia em Harvard.
2. Ilya Prigogine, "Can The Thermodynamics Explain Biological Order?" Impact of Science on Society (vol.XXIII, no 3,1973), pág.162. O Dr. Prigogine é professor na Faculdade de Ciências da Universidade Livre da Bélgica e é um dos líderes em termodinâmica do mundo.
3. J.H.Rush, The Dawn of Life (New York, Signet,1962), pág. 35.
4. George Wald, "Fitness in the Universe", Origins of Life (vol.5,1974), pág. 26.
5. Mars and Earth, National Aeronaltics and Space Administration (Washington, U.S. Govt. Printing Office, NF-61, agosto de
1975), pág. 5.
6. George Wald, op. Cit., pág. 26. Wald é um famoso biólogo humanista em Harvard.
7. A.B. Pippard, Elements of Chemical Thermodynamics for advanced Studentes of Physics (Cambridge, England, Cambridge University Pres. 1966), pág. 100. Pippard era professor de Física em Cambridge.
8. Layzer, op cit., pág. 65.
9. Ilya Prigogine, Gregoire Nicolis and Agnes Babloyants, "Thermodinamics of Evolution", Physics Today (Vol.25, Novembro de 1972) pág. 23.
10. Ibid, pág.,23-28 -11- Ilya Prigogine, "Can Thermodynamics Explain Biological Order?" pág. 178.
11. Charles J. Smith, "Problems with Entropy in Biology" Biosystems (Vol. 1, 1975), pág. 259.
Sistemas abertos em administração
Até meados dos anos 50 a teoria administrativa clássica pouco considerava o ambiente externo das organizações. Não eram consideradas tanto questões de flexibilidade das organizações quanto as mudanças do ambiente extra-empresa. As organizações eram definidas com sistemas bastante fechados, sendo que a eficiência operacional era tida como o único meio para a empresa obter êxito e de se tornar eficaz.
Atualmente, porém, as mudanças do ambiente externo à empresa além de freqüentes, ocorrem rapidamente. Por isso elas têm um impacto de longo alcance nas organizações. Os acontecimentos do meio externo podem facilmente afetar a empresa e vice-versa, ao ponto que as organizações não podem mais ser consideradas como sistemas fechados, mas como sistemas abertos. Neste novo cenário as organizações devem ser permeáveis às mudanças do volátil ambiente externo, ou seja o ambiente externo deve ser mais considerado quando as empresas desenvolvem suas atividades.
Sistemas Abertos
A estrutura de sistemas abertas é formada pela interação e intercâmbio da organização com o ambiente. De acordo com as mudanças do ambiente externo, a organização se adapta para sobreviver mudando seus produtos, técnicas e estruturas. A interação e intercâmbio da organização com o ambiente moldam a estrutura de sistemas abertos. Quando ocorre uma mudança no ambiente externo, a organização se transforma mudando seus produtos, técnicas e estruturas para se adaptar à essas mudanças e sobreviver. As organizações, segundo a teoria dos sistemas, podem ser vistas como um sistema dinâmico e aberto, no qual o sistema é um conjunto de elementos mutuamente dependentes que interagem entre si com determinados objetivos e realizam determinadas funções. As organizações são dependentes de fluxos de recursos do ambiente externo, assim como os sistemas abertos. Essa dependência pode ocorrer de duas maneiras.
Por um lado, ela precisa do ambiente externo para conseguir os recursos humanos e materiais que vão garantir seu funcionamento. Por outro lado, ela precisa do ambiente externo para que se possa comprar e vender serviços e produtos. Desse modo, para a organização sobreviver ela precisa de ajustes como ambiente externo, além de ajustes no ambiente interno. Ademais, assim como um sistema aberto, uma organização pode ser definida como uma associação de grupos de interesses, sendo esses formados por elementos distintos, onde cada um busca os seus objetivos no contexto do ambiente mais amplo.
As ações que definem o comportamento organizacional dependem também de uma análise do ambiente em que ela se encontra e da maneira como a mesma se relaciona com o ambiente externo, respondendo a pressões, estabelecendo relações ou até evitando algumas Além disso, a teoria do sistema aberto também consiste em demonstrar o papel de um funcionário dentro de uma organização, expressando o conceito de “Homem Funcional”, ou seja, o homem tem um papel dentro das organizações, estabelecendo relações com outros indivíduos, exatamente como prega um sistema aberto. Sobre suas ações, o próprio funcionário cria diversas expectativas, tanto para seu papel, quanto para o papel de todos os outros elementos que fazem parte da organização como um todo, e ainda transmitindo–as a todos indivíduos participantes. Apesar dessa relação ser inevitável ela pode tanto alterar, como reforçar seu papel dentro da instituição. Logo, uma organização pode ser definida então como um sistema de papéis, nos quais indivíduos (ou no caso, funcionários), agem como verdadeiros transmissores de papel e pessoa focais.
Modelo de Katz e Kahn
A partir da teoria dos sistemas, Danel Katz e Robert L. Kahn criaram um modelo organizacional aplicando-a à teoria das organizações. Segundo os criadores, as organizações sociais caracterizam-se como sistemas abertos, uma vez que a organização realiza transações com o meio ao qual esta inserida, sendo assim, converte o “input de energias” em outro input. As organizações denominadas sistemas abertos se caracterizam pela importação, transformação, exportação, ciclos de eventos, entropia negativa, feedback, homeostase, diferenciação e equifinalidade.
Importação: fluxo de entrada de materiais como matéria prima e informações.
Transformação: processamento dos insumos em produtos finais.
Exportação: saídas de certos produtos para o ambiente; output.
Entropia negativa : os sistemas abertos necessitam da aquisição de entropia negativa para sobreviver; inputs são maiores que outputs no processo de transformação. Feedback: está relacionado aos inputs de informação e possibilitam alertar à estrutura sobre o ambiente e sobre o funcionamento do próprio sistema.
Homeostase: pode ser chamado também de estado firma e é um equilíbrio caracterizado mais pela dinamicidade do que pela estaticidade; os sistemas abertos não estão em repouso; os inputs de energia para deter a entropia agem para manter um equilíbrio no intercâmbio de energia, para que os sistemas sobrevivam.
Diferenciação: em vez de aspectos difusos e globais, com certa padronização, há a substituição por funções mais especializadas, hierarquizadas e altamente diferenciadas. Diferenciar-se é uma tendência para a elaboração da estrutura.
Princípio da equifinalidade: diz que um sistema pode atingir um estado final igual com origem em condições inicias distintas e por meio de diversas formas e meios de desenvolvimento.
Exemplos
A difusão da abordagem sócio-técnica, um sistema aberto que interage com o meio ambiente, capaz de auto-regulação e com a propriedade de equifinalidade, ou seja, que alcança uma meta através de diferentes caminhos e recursos, passou por um caminho único. Sua ampla difusão só aconteceu quando a Volvo implementou essa abordagem em sua nova fábrica de automóveis, em Kalmar em 1974. Essa nova fábrica inovou na questão tecnológica e organizacional. Um dos objetivos era a erradicação da pressão sobre o trabalho que as linhas de montagem geram, dessa forma, a montagem é realizada por vagonetas (trolleys) que podem ser desengatados e assim, utilizados em um sistema de transporte que percorre toda a fábrica. A planta de montagem tem aproximadamente 650 funcionários, sendo 540 operacionais que se dividem em 30 grupos, com 1 líder para cada 3 grupos.
Cada uma dessas equipes tem um espaço definido onde deve trabalhar e assim, pode levar a vagoneta, transportando os carros, até esse local onde eles serão montados. Dessa forma, essas equipes têm autonomia para comandar o ritmo e métodos da montagem. Após a implementação pela Volvo, várias outras empresas como Saab-Scania, na Suécia , Shell, na Inglaterra e no Canadá, Phillips , na Holanda, Corning Glass, na Inglaterra e Estados Unidos, e Renault, na França, implementaram a abordagem sócio-técnica para a organização do trabalho. Em nosso páis, a experiência pioneira foi a da Rhodia , em São José dos Campos, seguida pela Alpargatas, Cibié, Método, entre outras.
Críticas
Dentre as críticas que podem ser feitas aos sistemas abertos podemos citar: 1. Eles são arriscados do ponto de vista psicológico, pois oferecem poucas certezas. Um sistema aberto não pode produzir conclusões demonstráveis se comparado a um sistema fechado que usa a lógica clássica. Dessa forma, o critério de consistência interna não existe, pois não é possível fazer compromissos.[9] 2. Os conflitos de papéis que esse tipo de sistema pode gerar dentro das organizações, dado que os interesses pessoais, grupais e organizacionais muitas vezes não estão aliados. O pressuposto de que organizações como sistemas abertos são variáveis organizacionais, de personalidade e de relações interpessoais às vezes não é internalizado por todos, dessa forma, cabe ao líder buscar um equilibro na empresa. .[10]
Sistema aberto no modelo de Chiavenato
Sistemas aberto[11] é formada pela interação e intercâmbio da organização com o ambiente. Quando ocorre uma mudança no ambiente externo, a organização se transforma mudando seus produtos, técnicas e estruturas param se afeiçoar-se à essas transformações para garantir sua sobrevivência.
É uma constante interação dual com o ambiente. Influencia e é influenciado; Não interage com o ambiente tem capacidade de crescimento, mudança, adaptação ao ambiente e até auto reprodução sob certas condições ambientais. E é compatível com outros sistemas.
Esse tipo de sistema pode ser aplicado perfeitamente na organização empresarial. Uma corporação é um sistema instituído pelo ser humano que sustenta uma dinâmica, influência mútua com o ambiente que se encontra, sejam os fornecedores, clientes , concorrentes ou organizações sindicais e muitos outros interessados.