نظریه سیستم‌ها و سایبرنتیک در علوم شناختی

یک نوع حشره‌ی ریز به نام کرم چوب وجود دارد که روی تنه درخت زندگی می‌کند و برای زنده ماندن باید همواره در محیط‌های مرطوب حضور داشته باشد. به همین دلیل همیشه در حال حرکت از نواحی خشک به نواحی مرطوب درخت است. وقتی به عنوان ناظر از بیرون به این حشره نگاه می‌کنیم، به نظر می‌رسد که رفتارش در عین سادگی از نوعی هدفمندی و هوشمندی برخوردار است. در موجودات، پیچیده‌ترین نوع رفتارهای هدفمند و هوشمند را به صورتی مشخص‌تر می‌توان مشاهده کرد. برای مثال رفتارهایی مانند کمین کردن و تعقیب کردن شکار و در نهایت حمله سازمان یافته در بین شیرها را در نظر بگیرید. هر مشاهده‌گری که شکار جمعی شیرها را مشاهده نماید، هوشمندی آن‌ها را تحسین می‌کند. ولی هوشمندی رفتار شیرها با تمام جذابیت‌شان، در برابر هوشمندی انسان بسیار ناچیز است. عالی‌ترین و پیچیده‌ترین نوع رفتار هدفمند و هوشمندانه را در انسان می‌توان مشاهده کرد. انسان‌ها علاوه بر رفتارهای هوشمندانه‌ای که مشابه رفتار سایر حیوانات می‌باشد، رفتارهای پیچیده‌تری دارند که به نظر می‌رسد منحصر به مغز انسان و یا هوش انسانی باشد. انسان‌ها توانایی تفکر اتزاعی دارند. یعنی برای مثال قادرند اهداف بلند مدتی برای خود تعریف نمایند و شیوه‌های خاصی از زندگی را برای دستیابی به این اهداف طراحی کنند.اگر تصور کنیم که بروز رفتارهای هدفمند به خاطر وجود عاملی است که در درون موجودات قرار دارد و آن را هوشمندی یا اراده بنامیم و علت و راه انداز این گونه رفتارها را به خصوص در مورد انسان هدف یا غایت آن در نظر بگیریم، می‌توانیم بگوییم که اغلب رفتارهای انسان باید بر اساس دلایل و اهداف او مورد بررسی قرار بگیرد، نه علت‌های مادی. بدین ترتیب، عاملیت و غایی‌انگاری، دو عامل مهم و تعیین کننده در نظام‌های شناختی رفتارهای هدفمند و پیچیده، به ویژه رفتارهای هدفمند انسان و موجودات رده‌های بالا، می‌باشد.بر اساس این گفته‌ها در مورد الگوی متداول بررسی رفتارهای پیچیده و هدفمند، اکنون به شکل مناسب‌تری می‌توان نظریه سیستم‌ها و سایبرنتیک را توضیح داد. اهمیت نظریه سیستم‌ها و سایبرنتیک در این است که این نظریه مدل‌هایی را ارایه می‌دهد که در آن‌ها برای بررسی رفتارهای پیچیده نیاز به دو مولفه عاملیت و غایی‌انگاری وجود ندارد. موضوعی که وجه مشترک محققان در حوزه‌ی سیستم‌های پیچیده بود این بود که چگونه می‌توان پدیده‌ها و رفتارهای پیچیده فیزیکی، زیستی، انسانی و حتی اجتماعی را به صورت انتزاعی و در قالب یک سیستم توصیف کرد. نکته قابل توجه در نظریه سیستم‌ها این است که رفتار حاصل فعالیت سیستم است، نه یک عامل درونی. اگر سیستمی از برخی ویژگی‌ها یا شرایط برخوردار باشد، رفتارهای هدفمند در آن پدیدار می‌شود. در میان این سیستم‌ها، برخی از آن‌ها از ویژگی خود تنظیم‌گری برخوردارند. این سیستم‌ها را سیستم‌های سایبرنتیک می‌نامیم. سیستم‌های سایبرنتیکی، سیستم‌هایی هستند که از قابلیت دریافت، ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات برای کنترل خود برخوردارند. یکی از مولفه‌های کلیدی در سیستم‌های سایبرنتیکی، امکان استفاده از اطلاعات و فیدبک است. سیستم‌ها با دریافت فیدبک، به گونه‌ای هدفمند رفتار می‌کنند و قابلیت خودتنظیم‌گری را بدست می‌آورند.ترموستات نمونه‌ای بسیار ساده، اما خوب برای معرفی یک سیستم کنترل سایبرنتیکی در ماشین‌ها است. برای توضیح مکانیسم کنترل در سیستم‌های سایبرنتیکی ابتدا یک ترموستات را بررسی می‌کنیم، بعد از آن به بررسی و تعمیم مدل در سایر سیستم‌ها می‌پردازیم. ترموستات از ۶ مولفه تشکیل شده است. مقایسه‌گرورودی مرجعورودی موجودتولید کننده حرارتخروجیعوامل خارجیفرض کنید این سیستم برای نگه داشتن درجه حرارت محیط بین ۳۰ تا ۳۵ درجه در نظر گرفته شده است. دمای واقعی محیط، ورودی واقعی را مشخص می‌کند. مقایسه‌گر این درجه حرارت را با درجه حرارت مرجع که برای دستگاه تعریف شده است، مقایسه می‌کند. اگر حرارت ورودی از حرارت مرجع، کم‌تر باشد تولید کننده حرارت روشن می‌شود. حرارت ایجاد شده از طریق فرآیند فیدبک ورودی واقعی و موجود را تغییر می‌دهد. سپس مقایسه‌گر بر اساس ورودی جدید و مقایسه آن با ورودی مرجع، تولید کننده حرارت را خاموش می‌کند. به این ترتیب دستگاه بدون استفاده از یک عامل هدایتگر، خودش رفتار خودش را تنظیم می‌کند. با استفاده از همین مولفه‌های ارایه شده در مدل ترموستات، می‌توان رفتار هدفمند سیستم‌های زنده را هم مورد بررسی قرار داد. برای مثال رفتار حشره‌ای که به دنبال مناطق مرطوب می‌گردد را به این صورت می‌توان تفسیر کرد که حشره گیرنده‌هایی دارد که به میزان رطوبت حساس هستند. همچنین در بدن این حشره یک سطح مرجع و مطلوب برای رطوبت تعریف شده است. بدن حشره با مقایسه ورودی رطوبت کنونی با مقدار تعریف شده مرجع یک سیستم عمل را که عبارت است از حرکت کردن، روشن می‌کند. با فعال شدن سیستم حرکت حشره شروع به حرکت می‌کند و کیرنده‌های او دایما میزان رطوبت ورودی را اندازه‌گیری می‌کنند. به محض این‌که به قسمتی از درخت برسد که میزان رطوبت ورودی با میزان رطوبت تعریف شده مرجه او برابر باشد، سیستم عمل خاموش می‌شود و حشره از حرکت بازمی‌ایستد. بدین ترتیب رفتار هدفمند این موجود را می‌توان با استفاده از یک بررسی مکانیستی و بدون نیاز به تبیین‌های غایت شناختی تفسیر کرد.بنابراین از سیستم‌های سایبرنتیکی، برای تبیین بعضی از رفتارهای پیچیده موجودات زنده نیز می‌توان استفاده کرد و اختلاف چشمگیری در این زمینه بین دانشمندان وجود ندارد. اما در مورد رفتار انسان چطور؟؟ آیا پدیده‌های پیچیده‌ی شناختی و روان‌شناختی را نیز می‌توان به همین صورت بررسی کرد؟؟ این سوال، سوال بسیار مهمی است و پاسخ مثبت دادن به آن پیامدهای سهمگینی در پی دارد. شاید برای همین است که مباحثات و اختلاف نظرهای جدی، میان دانشمندان در این زمینه وجود دارد. با توجه به این اختلاف نظرها این مساله همچنان یک مساله حل نشده است. اما چیزی که به لحاظ تاریخی بسیار مهم است، این است که برای کسانی که در آن مقطع به دنبال طراحی سیستم‌های هوشمند مصنوعی بودند، پذیرش چنین امکانی بسیار راهگشا به نظر می‌رسید. برای آن‌ها در صورت پذیرش این مدل، دیگر برای به دست آوردن رفتار هدفمند، نیازی به عامل درونی یا امری که از ویژگی‌های غیر فیزیکی برخوردار باشد، نیست. این نگرش نقش مهمی در پیش‌برد فضای علوم شناختی به سمت جلو داشته است. و کمک زیادی به پیشرفت حوزه‌ی هوش مصنوعی کرده است.