تاریخچه پویایی سیستم
پویایی سیستم در میانه‌های دهه ۱۹۵۰ توسط پروفسور جی دبلیو فارستر از مؤسسه فناوری ماساچوست ام.آی.تی پایه‌گذاری شد. فارستر در سال ۱۹۳۹ برای تحصیل در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق به ام.آی.تی رفت. اولین دوره فعالیتش به عنوان دستیار پژوهشی، او را تحت آموزش پروفسور گوردون براون، بنیانگذار آزمایشگاه سروومکانیسم قرار داد. در آن زمان، اعضای این آزمایشگاه، تحقیقات پیشگامانه‌ای در مورد مکانیسم‌های کنترل بازخوردی برای تجهیزات نظامی انجام می‌دادند. فارستر در خلال جنگ جهانی دوم، برای تعمیر یک سیستم راداری کنترل هیدرولیکی نصب‌شده بر روی ناو هواپیمابر لکسینگتون به اقیانوس آرام سفر کرد. این ناو در زمانی که فارستر روی آن بود، مورد اصابت اژدر قرار گرفت، اما غرق نشد. در پایان جنگ جهانی دوم، جی فارستر تمرکز خود را بر روی ساخت یک شبیه‌ساز پرواز برای هواپیماهای نیروی دریایی آمریکا معطوف کرد. ایده اصلی طراحی این شبیه‌ساز، بر پایه استفاده از یک کامپیوتر دیجیتال بود؛ ایده‌ای که در آن زمان هنوز آزمایش نشده بود. با این حال، با ادامه بحث‌ها درباره طراحی این شبیه‌ساز دیجیتال، به تدریج مشخص شد که این فناوری نوظهور یک کاربرد بهتر نیز دارد: آزمایش سیستم‌های کامپیوتری برای جمع‌آوری اطلاعات رزمی
در سال ۱۹۴۷، آزمایشگاه رایانه دیجیتال ام.آی.تی تأسیس و تحت مدیریت جی فارستر قرار گرفت. اولین وظیفه این آزمایشگاه، ساخت کامپیوتری به نام ویرلویند 1 بود که اولین کامپیوتر دیجیتال همه‌منظوره ام.آی.تی به شمار می‌رفت. هدف، ایجاد محیطی برای آزمایش این موضوع بود که آیا از کامپیوترهای دیجیتال می‌توان برای کنترل مؤثر سیستم‌های اطلاعات رزمی استفاده کرد یا خیر. فارستر در طول پروژه ویرلویند 1، حافظه مغناطیسی دسترسی تصادفی را اختراع و ثبت کرد. این اختراع به مدت حدوداً بیست سال به عنوان استاندارد صنعتی حافظه کامپیوترها مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر این، پروژه ویرلویند 1 انگیزه‌ای شد برای فارستر تا فناوری‌ای ایجاد کند که برای اولین بار، امکان کنترل عملی ماشین‌آلات صنعتی به وسیله کامپیوترهای دیجیتال را فراهم کرد.
بعد از پروژه ویرلویند 1 و سیج فارستر پذیرفت که هدایت بخشی از «آزمایشگاه لینکلن» دانشگاه ام‌آی‌تی را برای طراحی و ساخت رایانه‌های سامانه پدافند هوایی بر عهده بگیرد. رایانه‌هایی که تیم فارستر در طول این پروژه ساخت، در اواخر دهه ۱۹۵۰ میلادی نصب شدند و برای حدود ۲۵ سال به طور فعال در خدمت این سامانه باقی ماندند. قابلیت اعتماد این رایانه‌ها بسیار خارق‌العاده بود، به طوری که ۹۹.۸٪ از مواقع به طور کامل آماده به کار و در دسترس بودند.
پویایی سیستم
دستاورد مهم دیگری که پروژه‌های ویرلویند 1 و سیج داشتند این بود که جی فارستر درک عمیقی از مشکلات و چالش‌های مدیران شرکتی پیدا کرد. تجربیات او به عنوان یک مدیر، او را به این نتیجه رساند که بزرگ‌ترین مانع پیشرفت، مسائل فنی نیست، بلکه مسائل مدیریتی است. دلیلش این است که به باور او، درک و کنترل سیستم‌های اجتماعی (مانند یک شرکت یا سازمان) بسیار سخت‌تر از سیستم‌های فیزیکی است. در سال ۱۹۵۶، فارستر قبول کرد که به عنوان استاد در دانشکده مدیریت تازه‌تأسیس ام.آی.تی مشغول به کار شود. هدف اولیه او این بود که ببیند چطور می‌تواند از پیشینه علمی و مهندسی خودش استفاده کند تا راهکاری مفید برای حل مسائل اساسی که موفقیت یا شکست شرکت‌ها را تعیین می‌کنند، ارائه دهد.
دانش فارستر درباره‌ی مبانی مشترک مهندسی و مدیریت که به ایجاد “پویایی سیستم” انجامید، عمدتاً از همکاری او با مدیران شرکت جنرال الکتریک در میانه‌های دهه ۱۹۵۰ شکل گرفت. در آن زمان، مدیران این شرکت درگیر یک معما بودند: تعداد کارکنان در کارخانه‌های لوازم خانگی جنرال الکتریک کنتاکی، هر سه سال یک بار، نوسانات منظمی را نشان می‌داد. آنها توضیح رایج “چرخه‌های اقتصادی” را برای این بی‌ثباتی کافی نمی‌دانستند. فارستر با شبیه‌سازی دستی ساختار درونی این کارخانه‌ها، که شامل فرآیندهای تصمیم‌گیری برای استخدام و اخراج کارکنان نیز می‌شد، نشان داد که منشأ این نوسانات، ساختار داخلی خود شرکت است، نه عوامل خارجی مانند چرخه‌های اقتصادی. این شبیه‌سازی‌های دستی، در واقع نقطه آغازین رشته “پویایی سیستم” بود. در ادامه و اواخر دهه ۱۹۵۰ تا اوایل ۱۹۶۰، فارستر به همراه تیمی از دانشجویان تحصیلات تکمیلی، این حوزه نوپا را به سرعت از مرحله شبیه‌سازی دستی به مدل‌سازی کامپیوتری رساندند. “ریچارد بنت” اولین نرم‌افزار مدل‌سازی این حوزه به نام سیمپل را در بهار ۱۹۵۸ ساخت. سپس در سال ۱۹۵۹، “فیلیس فاکس” و “الکساندر پوگ” نسخه پیشرفته‌تری به نام داینامو را ارائه کردند که برای بیش از سه دهه به عنوان استاندارد صنعت مورد استفاده قرار گرفت. فارستر نیز در سال ۱۹۶۱ کتاب کلاسیک “دینامیک صنعتی” را منتشر کرد که اولین کتاب مرجع در این زمینه به شمار می‌رود.
دینامیک شهری
از اواخر دهه ۱۹۵۰ تا اواخر دهه ۱۹۶۰، پویایی سیستم اکثرا برای مشکلات شرکتی/مدیریتی به کار گرفته می‌شد. با این حال، در سال ۱۹۶۸، یک اتفاق غیرمنتظره باعث شد که این حوزه فراتر از مدل‌سازی شرکتی گسترش یابد. جان کالینز، شهردار سابق بوستون، به عنوان استاد مدعو امور شهری در دانشگاه ام.آی.تی منصوب شد و به طور اتفاقی، به دفتر کناری دفتر جی فارستر منتقل شد. بنابراین کالینز همسایه فارستر شد و این دو شروع به گفتگوهای منظم در مورد مشکلات شهرها و چگونگی استفاده از پویایی سیستم برای رسیدگی به این مشکلات کردند. نتیجه همکاری کالینز-فارستر کتابی با عنوان دینامیک شهری بود. مدل دینامیک شهری ارائه شده در این کتاب، اولین کاربرد عمده غیرشرکتی پویایی سیستم بود. این مدل بسیار بحث‌برانگیز بوده و هست، زیرا نشان می‌دهد که چرا بسیاری از سیاست‌های شهری شناخته‌شده یا بی‌اثر هستند یا مشکلات شهری را بدتر می‌کنند. علاوه بر این، این مدل نشان می‌دهد که سیاست‌های خلاف شهود – یعنی سیاست‌هایی که در نگاه اول نادرست به نظر می‌رسند، اغلب نتایج شگفت‌انگیزی به بار می‌آورند. به عنوان مثال، در مدل دینامیک شهری، سیاست ساخت مسکن برای افراد کم‌درآمد، تله فقری ایجاد می‌کند که به رکود شهر کمک می‌کند، در حالی که سیاست تخریب مسکن برای افراد کم‌درآمد، شغل ایجاد می‌کند و سطح زندگی را برای همه ساکنان شهر افزایش می‌دهد.
دینامیک جهان
دومین کاربرد عمده غیرشرکتی پویایی سیستم، اندکی پس از اولین کاربرد آن، رخ داد. در سال ۱۹۷۱، جی فارستر توسط باشگاه رم به جلسه‌ای در برن، سوئیس دعوت شد. باشگاه رم سازمانی است که به حل چیزی اختصاص دارد که اعضای این باشگاه، آن را «معضل بشریت» می‌نامند – یعنی بحران جهانی که ممکن است در آینده به دلیل تقاضاهای جمعیت رو به رشد جهان بر ظرفیت تحمل زمین (منابع تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر آن و چاه‌های دفع آلاینده‌ها) ظاهر شود. در جلسه برن، از فارستر پرسیده شد که آیا می‌توان از پویایی سیستم برای رسیدگی به معضل بشریت استفاده کرد. فارستر در هواپیما هنگام بازگشت از جلسه برن، اولین پیش‌نویس مدل پویایی سیستم از سیستم اقتصادی-اجتماعی جهان را ایجاد کرد. او این مدل را جهان 1 نامید. پس از بازگشت به ایالات متحده، فارستر جهان1 را برای آماده‌سازی جهت بازدید اعضای باشگاه رم از دانشگاه ام.آی.تی اصلاح کرد. فارستر نسخه اصلاح‌شده مدل را جهان 2 نامید. فارستر جهان 2 را در کتابی با عنوان «دینامیک جهان» منتشر کرد.
از همان ابتدا، «دینامیک جهان» توجه زیادی را به خود جلب کرد. مدل جهان 2 روابط متقابل مهم بین جمعیت جهان، تولید صنعتی، آلودگی، منابع و غذا را ترسیم کرد. این مدل، نشان داد که در صورتی که اقداماتی برای کاهش تقاضا بر ظرفیت تحمل زمین انجام نشود، سیستم اجتماعی اقتصادی جهان در قرن بیست و یکم دچار فروپاشی خواهد شد. این مدل همچنین برای شناسایی تغییرات سیاستی که قادر به انتقال سیستم جهان به وضعیتی نسبتاً با کیفیت بالا و پایدار در آینده‌ای دور هستند، مورد استفاده قرار گرفت. باشگاه رم پیشنهاد تأمین مالی یک مطالعه گسترده در مورد وضعیت دشوار بشر از طریق پویایی سیستم را داد. از آنجایی که فارستر در آن زمان متعهد به گسترش پروژه «پویایی‌های شهری» خود بود، از شرکت در آن خودداری کرد. با این حال، او پیشنهاد داد که یکی از دانشجویان دکترای سابقش – دنیس میدوز – این مطالعه را انجام دهد. مدلی که توسط میدوز و همکارانش ایجاد شد، (جهان 3) نام داشت و در کتابی با عنوان «محدودیت‌های رشد» منتشر شد. اگرچه مدل (جهان 3) پیچیده‌تر از (جهان 2) بود، اما همان رفتارها و همان پیام‌های اساسی کتاب قبلی را منتقل می‌کرد.
در سال ۱۹۹۱، سه نفر از نویسندگان اصلی جهان 3 این مطالعه را برای آماده‌سازی بیستمین سالگرد انتشار کتاب، دوباره انجام دادند. نتایج در کتابی با عنوان «فراتر از محدودیت‌ها» منتشر شد. مدل پویایی سیستم اصلاح‌شده‌ای که برای این مطالعه ایجاد شده بود، جهان 3-91 نام گرفت. بار دیگر، نتایج ارائه شده در کتاب «فراتر از محدودیت‌ها» با نتایج ارائه شده در «پویایی‌های جهان» و «محدودیت‌های رشد» سازگار بود،
مدل ملی پویایی سیستم و آموزش کی-12
در طول بیست سال گذشته، توجه جی فارستر عمدتاً در دو حوزه متمرکز بوده است: ۱) ایجاد یک مدل ملی پویایی سیستم از اقتصاد ایالات متحده، و ۲) گسترش آموزش پویایی سیستم از مهدکودک تا دبیرستان.
فارستر پروژه اول را منجر به رویکردی جدید به علم اقتصاد و درک اساسی از نحوه عملکرد سیستم‌های اقتصاد کلان می‌داند. او پروژه دوم را نه تنها برای سلامت آینده حوزه پویایی سیستم، بلکه برای سلامت آینده جامعه بشری نیز حیاتی می‌داند. اگرچه مدل اقتصاد ملی فارستر ناتمام مانده است، اما نتایج اولیه و میانی منتشر شده است. قابل توجه‌ترین نتایج این پروژه این است که این مدل یک چرخه اقتصادی چهل تا شصت ساله یا «موج بلند» ایجاد می‌کند که نه تنها رکود بزرگ دهه 1930 را توضیح می‌دهد، بلکه نشان می‌دهد که رکودهای عمیق اقتصادی از ویژگی‌های تکراری اقتصادهای سرمایه‌داری هستند. در زمان نگارش این مقاله، مدل فارستر نشان می‌دهد که اقتصاد ایالات متحده تازه شروع به خروج از رکود موج بلند اخیر کرده است.
تلاش‌های فارستر برای گسترش پویایی سیستم به آموزش کی-12، او را به یک چرخه کامل رسانده است، زیرا داستان با گوردون براون، مربی اصلی او در ام.آی.تی، آغاز می‌شود. براون در سال 1973 از ام.آی.تی بازنشسته شد و زمستان را در توسان، آریزونا گذراند. در اواخر دهه 1980، براون پویایی سیستم را به معلمان در مدرسه توسان معرفی کرد. نتایج قابل توجه بود. پویایی سیستم نه تنها در دبیرستان اصلی که در آن معرفی شد، بلکه در کل مدارس منطقه گسترش یافت. امروزه موضوعات متنوعی مانند شکسپیر، اقتصاد و فیزیک، به طور کامل یا جزئی، در منطقه از طریق پویایی سیستم تدریس می‌شوند. علاوه بر این، خود منطقه نیز در تلاش برای تبدیل شدن به یک سازمان یادگیرنده، از پویایی سیستم استفاده می‌کند.
آینده پویایی سیستم در آموزش کی-12 امیدوارکننده به نظر می‌رسد. امروزه، یک مرکز تبادل بین‌المللی برای مطالب پویایی سیستم کی-12 وجود دارد و وب‌سایت‌های اینترنتی و جهانی برای انتشار اطلاعات ایجاد شده‌اند. بسیاری از معلمان کی-12، در ایالات متحده و خارج از کشور، شروع به تدریس پویایی سیستم در کلاس‌های خود کرده‌اند و در کنفرانس‌های بین‌المللی در مورد این موضوع شرکت می‌کنند. همه این تحولات نشان می‌دهد که تصمیم‌گیرندگان شرکت‌ها و بخش دولتی در آینده ممکن است به خوبی شروع به دیدن مشکلات از طریق لنز پویایی سیستم کنند.
