Tư duy hệ thống và thiết kế kiến trúc

NA1 tạo chủ đề này để các mem bàn về một quan điểm mới trong cách tiếp cận thiết kế một đồ án kiến trúc. Trước đây, chúng ta hay gặp những tình huống khi công trình được quan tâm đặc biệt một khía cạnh nào đó (Hình dáng, chi tiết, vật liệu sinh thái, hay lấy sáng, hoặc lấy view đẹp...) nhưng khi xây lên công trình không đạt được hiệu quả như tưởng tượng về cả chi tiết được quan tâm mà còn cả tổng thể công trình. Những hình ảnh công trình khi sử dụng vài tháng đã bừa bộn, luộm thuộm khác hẳn những hình ảnh ban đầu của công trình khi chuẩn bị được bàn giao. Đó là lối tư duy không quan tâm đến toàn bộ các khía cạnh tác động đến công trình, mà nguy hiểm hơn đó là không có khái niệm và không chú ý về sự tương tác của các khía cạnh tác động đó kết hợp với nhau. Tư duy hệ thống sẽ giúp các nhà thiết kế kiểm soát tốt hơn các vấn đề, tận dụng tính trội sự kết hợp của các yếu tố và tối ưu công trình theo hướng mong muốn.

- Khái niệm tư duy hệ thống:

Theo từ điển bách khoa vạn vật: hệ thống là tập hợp "tập hợp các hiện tượng và sự kiện phụ thuộc lẫn nhau và bằng phương pháp suy luận trí tuệ có thể xem xét tập hợp như một thể thống nhất", tuân theo 3 nguyên tắc cơ bản sau:

- Một là, các phần tử phụ thuộc lẫn nhau theo chức năng hoạt động của chúng; tác động giữa hai phần tử có thể chỉ theo một hoặc hai chiều (tương tác); tùy theo mức độ và tốc độ phân biệt thành tác động "mạnh", "yếu".

- Hai là, hệ quả xuất hiện các thuộc tính chung và liên kết giữa các phần tử tạo thành tập hợp cấu trúc và ngược lại tập hợp các cấu trúc tác động ngược lại đến các phần tử.

- Ba là, hệ thống tác động đến thuộc tính, chức năng và sự tiến hóa của các phẩn tử, các hệ thống không bị cô lập, tách biệt mà là "phần tử' của hệ thống lớn hơn và chứa đựng hệ thống nhỏ hơn. Chính vì nội dung này tạo ra các cấp độ và thứ bậc khác nhau trong hệ thống.

Tư duy hệ thống cung cấp một viễn cảnh mạnh mẽ, một ngôn ngữ riêng và một tập các công cụ có thể dùng để đề cập tới những vấn đề hóc búa nhất trong cuộc sống và công việc thường ngày. Tư duy hệ thống là cách hiểu thực tế nhấn mạnh tới mối quan hệ giữa các phần của hệ thống, thay vì chỉ bản thân các bộ phận. Dựa trên lĩnh vực nghiên cứu có tên là tính năng động hệ thống, tư duy hệ thống có giá trị thực tế dựa trên nền tảng lý thuyết chắc chắn.

Tư duy hệ thống bao gồm bốn thành phần:

Tư duy theo mô hình: hiểu tường minh việc mô hình hóa.

Tư duy theo tướng quan: tư duy theo cấu trúc hệ thống, tương quan.

Tư duy động tư duy theo các tiến trình động (trễ, chu trình phản hồi, dao động).

Chỉ đạo các hệ thống khả năng cho việc quản lý hệ thống thực hành và hệ thống kiểm soát.

Cách tiếp cận tư duy hệ thống về cơ bản khác với cách tiếp cận phân tích truyền thống. Phân tích truyền thống tập trung vào việc tách bạch từng mảnh từng mẩu của đối tượng được nghiên cứu, trong thực tến từ việc phân tích bắt nguồn từ nghĩa gốc- chia thành các bộ phận hợp thành. Ngược lại, tư duy hệ thống tập trung vào cách đối tượng được nghiên cứu tương tác với các thành phần khác của hệ thống có chứa nó- hệ thống vốn là tập hợp các phân tử tương tác để tạo ra hành vi. Điều này có nghĩa là thay vì cô lập những phần ngày càng nhỏ hơn của hệ thống được nghiên cứu, thì tư duy hệ thống làm việc bằng cách mở rộng góc nhìn của nó có tính tới số ngày càng lơn các tương tác xem như vấn đề để cần được nghiên cứu.

Ngày nay, tư duy hệ thống ngày càng trở nên phổ biến, dần thay thế cho lối tư duy tuyến tính vốn đã tồn tại trong một thời gian dài. Tư duy hệ thống cung cấp một viễn cảnh mới mạnh mẽ, một ngôn ngữ riêng và một tập hợp các công cụ có thể dùng để đề cập tới những vấn đề hóc búa nhất trong cuộc sống và công việc thường ngày.

- Một số đặc điểm của Tư duy hệ thống




- Tư duy môi trường – bối cảnh (environmental thinking, contextual thinking), tư duy toàn thể (holistic thinking), mở rộng sự thấu hiểu về các liên kết tồn tại giữa các hiện tượng, giữa sự vật với môi trường. Để hiểu một sự vật thấu đáo, ta không chỉ chú tâm vào chi tiết mà còn phải cân nhắc đến bối cảnh xung quanh nó.

- Tư duy mạng lưới (network thinking), chú trọng vào mối quan hệ giữa các sự vật hơn là từng vật thể riêng lẻ, khuyến khích tương tác linh động giữa các cấp bậc trong hệ thống.

- Tư duy tiến trình (process thinking), hiểu rằng muốn thay đổi kết quả, trước hết phải thay đổi tiến trình dẫn đến kết quả, khuyến khích cách quản lý tập trung vào tiến trình hơn là thành quả (liên hệ đến giáo dục, cách đánh giá học sinh qua quá trình học hơn chỉ là điểm số của bài thi cuối cùng).

- Tư duy hồi quy (backward thinking), kiểm tra giả thuyết, đặt ra những câu hỏi hồi tiếp để đi đến tận cùng vấn đề, đây là công cụ bổ túc cho dự đoán (foresight). Đặt ra kế hoạch dựa trên tầm nhìn lý tưởng tốt nhất về tương lai (không giới hạn khả năng của mình). Từ đó, suy nghĩ ngược lại để xác định những phương thức có tiềm năng dẫn đến kết quả mong muốn đó. Chọn giải pháp thích hợp nhất và tối ưu hóa tất cả những bộ phận, mối quan hệ trong hệ thống theo đó. Chưa dừng lại ở đây, với những thay đổi mới, vòng lặp sẽ tiếp tục được lập lại để kiểm tra, điều chỉnh theo những phản hồi từ hệ thống.

Tư duy hệ thống khuyến khích chúng ta thấy rừng chứ không chỉ từng cái cây, ”see the forest for the trees”. Đứng trong rừng, ta chỉ thấy cây, muốn thấy cả khu rừng ta cần góc nhìn bao quát như từ trên cao xuống. Tương tự, những vấn đề rắc rối mà ta đang mắc kẹt nhiều khi không thể giải quyết bằng chính lối tư duy đã gây ra nó. Những lúc như vậy, ta cứ thư giãn, tĩnh lặng cho tiềm thức hành động, để tư duy của chúng ta được tự do sáng tạo, thoát khỏi lối mòn cũ.

Chúng ta thường dính mắc vào chi tiết, mà quên đi cái toàn thể. Như câu chuyện những thầy bói mù xem voi, người sờ tai voi thì bảo con voi giống như cái quạt, người sờ chân voi bảo nó giống như cột nhà… Nhưng hai nửa con voi không phải là một con voi, một hệ thống sống không chỉ gồm tổng thể các bộ phận của nó. Mỗi hệ thống là một toàn thể thống nhất.

Tầm nhìn hệ thống về cuộc sống nhìn thế giới qua các mối liên quan tương tác, kết nối lẫn nhau của mọi hiện tượng vật lý, sinh học, tâm lý xã hội, văn hóa. Phân tích – chia chẻ và tổng hợp là hai cách tiếp cận bổ túc, khi được sử dụng trong cân bằng chừng mực, sẽ giúp ta có được tri kiến sâu sắc hơn về hiện thực.

12 nguyên tắc cơ bản của hệ thống




1. Bất kỳ sự vật, hiện tượng, quá trình nào trong thế giới đều được coi là một hệ thống. Mỗi hệ thống là một tập hợp các yếu tố, giữa chúng có sự liên hệ, tác động qua lại lẫn nhau và với môi trường bên ngoài, tạo nên tính chỉnh thể của hệ thống, đó là những thuộc tính tổng hợp, đặc trưng cho hệ thống, là phương thức tồn tại của hệ thống.

2. Trong mỗi hệ thống, cái toàn thể bao giờ cũng lớn hơn tổng số giản đơn những bộ phận cấu thành, nghĩa là cái toàn thể với tính cách là một hệ thống có những thuộc tính mới, chất lượng mới, chất lượng tổng hợp mà vốn không chứa đựng trong các bộ phận cấu thành. Thuộc tính mới gọi là tính toàn thể, thuộc tính hợp trội có chất lượng cao (emergence) không có ở các thành phần. Nó xuất hiện do tương tác của các thành phần chưa không phải là do hoạt động của các thành phần.

3. Trong sự tiến hoá, việc tham gia tương tác các thành phần góp phần tạo nên những tính chất hợp trội của hệ thống, mặt khác những tính chất hợp trội đó của hệ thống cũng làm tăng thêm phẩm chất của các thành phần.

4. Mỗi hệ thống vừa là hệ thống, đồng thời lại vừa là yếu tố của một hệ thống khác có cấp độ rộng lớn hơn. Mỗi yếu tố vừa là yếu tố, đồng thời lại vừa là hệ thống của các yếu tố, đồng thời lại vừa là hệ thống của các yếu tố khác có cấp độ hẹp hơn.

5. Tính chỉnh thể của hệ thống được cụ thể hoá thông qua các mối liên hệ giữa các yếu tố cấu thành hệ thống và giữa hệ thống với môi trường. Có thể nói, đây cũng chính là sự cụ thể hoá nguyên lý nguyên lý của phép biện chứng duy vật về mối liên hệ phổ biến giữa các sự vật, hiện tượng trong thế giới hiện thực.

6. Tổng thể các mối liên hệ đưa đến khái niệm cấu trúc và tổ chức hệ thống. Theo trình tự, cấu trúc của hệ thống có thể được biểu thị theo chiều ngang (khi nói đến các mối liên hệ giữa các yếu tố khác loại). Cấu trúc dọc dẫn đến khái niệm cấp độ của hệ thống.

7. Phương thức điều chỉnh các cấu trúc đa cấp độ là điều khiển. Đó là phương thức liên hệ giữa các cấp độ hết sức đa dạng mà nhờ đó hệ thống mới hoạt động và phát triển bình thường.

8. Từ vấn đề điều khiển dẫn đến vấn đề tính hướng đích của các hành vi hệ thống, bởi vì điều khiển nghĩa là giải quyết một nhiệm vụ nào đó, đạt đến một mục đích nào đó theo một chương trình nhất định. Tuy nhiên tính hướng đích ở đây không phải là mục đích luận tầm thường, mà là theo nghĩa hiện đại của điều khiển học.

9. Gắn liền với vấn đề điều khiển và tính hướng đích, phương pháp hệ thống còn quan tâm đến trình độ tự tổ chức của giới hữu sinh và tiính tự điều chỉnh của các hệ thống hữu sinh và kỹ thuật. Đặc biệt, trong đời sống xã hội, các hệ thống xã hội không chỉ là một hệ thống tự tổ chức, mà còn là một hệ thống tổ chức. Sự thống nhất giữa tự tổ chức và tổ chức, giữa tự điều khiển và điều khiển là đặc trưng cơ bản của các hệ thống xã hội.

10. Nguồn gốc biến đổi của hệ thống nằm ở bản thân hệ thống, mà trước hết là ở sự thống nhất và đấu tranh của các mặt đối lập bên trong hệ thống. Chẳng hạn sự thống nhất có mâu thuẫn giữa hệ thống và yếu tố, giữa yếu tố và cấu trúc, giữa cái toàn thể và bộ phận, giữa cấu trúc và chức năng…

11. Phương pháp hệ thống quan tâm đến mối quan hệ giữa hoạt động và phát triển của hệ thống, tức là xem xét mối quan hệ giữa trạng thái ổn định bên trong và quá trình phát triển của nó. Nói cách khác phương pháp hệ thống cần giải quyết vấn đề đồng đại và lịch đại, nhằm tìm ra cơ chế tương ứng để xây dựng nên bức tranh thống nhất của khách thể. Xét về mặt đồng đại, tức là xem xét sự vật ở một thời điểm nhất định với tất cả các mối liên hệ phức tạp của nó, còn xét về mặt lịch đại, tức là xem xét sự vật trong quá trình vận động, phát triển theo thời gian của nó. Theo đi, phương pháp hệ thống gắn liền với nguyên lý về mối liên hệ phổ biến và sự phát triển.

12. Tính đa chiều (multidimensionality) là một đặc điểm cốt yếu của tư duy hệ thống. Đa chiều là có nhiều cách nhìn nhiều mặt, nhiều cấp độ, nhiều cách hiểu khác nhau về các đối tượng, hệ thống. Một lý thuyết về một loại hệ thống nào đó bao giờ cũng phản ánh một cách hiểu nhất định về từng mặt, từng cấp độ khi xem xét nó. Cần hết sức tránh việc áp đặt một lý thuyết cụ thể nào là chân lý tuyệt đối về các hệ thống đó, mà nên xem mỗi lý thuyết đều có những giới hạn giải thích nhất định.

Quan điểm đa chiều còn là sự cố gắng phát hiện cái giống nhau trong những cái khác nhau và cái khác nhau trong những cái giống nhau.
- Tìm cái giống nhau trong những cái khác nhau là khoa học hướng tới cái phổ biến, cái có tính quy luật
- Tìm cái khác nhau trong những cái giống nhau là nghệ thuất hướng tới cái đặc biệt, sắc thái riêng của cảm thụ, cái mới ngoài quy luật.
- Cả hai cái đều cần thiết và bổ sung cho nhau để sáng tạo nên những chất lượng phong phú mới của cuộc sống

​

Illustration:
Whole Systems Design

Energy Loads