Кіріспе

Жүйелер экологиясы саласында энергия ағыны диаграммаларын құруға қолданылатын модельдеу тілі – энергия жүйелері тілі, сондай-ақ энергези, энергия схемасы тілі немесе жалпы жүйелер символдары деп те аталады. Ол 1950 жылдары Говард Т. Одум және оның әріптестері Америка Құрама Штаттарының Атом энергиясы комиссиясы қаржылаған тропикалық ормандарды зерттеу барысында жасалған.

Жобалау мақсаты

Энергия жүйелері тілінің жобалау ниеті – физика заңдарын, әсіресе термодинамика заңдарын қамти отырып, кез келген масштабтағы жүйе арқылы энергия ағындарының жалпы сипатталуын жеңілдету болды (мысалы, энергия түрленуі). Атап айтқанда, Х.Т. Одум геобиосфера және оның көптеген кіші жүйелері сияқты жаһандық жүйелерді интеллектуалды талдау, инженерлік синтез және басқаруды жеңілдететін тілді жасауды көздеді. Осы мақсатта Х.Т. Одум көптеген абстрактілі математикалық модельдердің термодинамикалық жарамсыздығына үлкен мән берді. Сондықтан ол жүйелік модельдер жасау үшін аналогтық компьютерлерді пайдаланды, олардың ішкі құндылығын ескере отырып; яғни, электрлік тізбектер энергия ағыны заңдарына бағынатын табиғи жүйелерді модельдеу үшін бағалы, себебі тізбектердің өзі, табиғи жүйелер сияқты, энергия ағынының белгілі заңдарына бағынады, мұнда энергияның түрі – электрлік. Дегенмен, Одум тек электрлік тізбектерге ғана емес, сонымен қатар оларды энергия ағып жатқан басқа жүйелерді модельдеу үшін формальды аналогия ретінде қалай қолдануға болатынына да қызығушылық танытты. Нәтижесінде, Одум өзінің зерттеуін тек бір жүйені талдау және синтездеумен шектемеді. Осы тәсілмен және энергия жүйелері тілінің қолданылуымен ең көп байланыстырылатын ғылым – жүйелік экология деп аталады.

Жалпы сипаттамалары

Экологиялық және экономикалық жүйелерді модельдеу үшін электрондық тізбектерді (және схемаларды) қолданғанда Одум, жалпы санаттарды немесе ерекше модульдерді анықтау мүмкін екеніне сенді. Одан әрі, ол толыққанды электрондық терминдермен (соның ішінде математикасымен) анықталған жалпы символдық жүйенің, өндіріс, сақтау, ағын, түрлендіру және тұтыну сияқты нақты жүйелік ерекшеліктерді бейнелеу үшін пайдалы болады деп ойлады. Сондықтан электрониканың негізгі принциптері энергия жүйелері тілінің орталық ерекшеліктеріне айналды – Одумның жалпылама символизмі. Сол жақта бейнеленгені – Одумның жалпы жүйелер теориясының маманы Людвиг фон Берталанфидің құрметіне Bertalanffy модулі деп атаған сақтаудың жалпы символы. Одум үшін, көптеген сырттай түрлі жүйелердің бір-біріне қалай әсер ететінін толыққанды түсіну үшін, ғаламдықтан жергіліктіге дейін, экологиялық, физикалық және экономикалық жүйелерді модельдеуге қабілетті, кең ауқымды модельдеу тіліне ие болу маңызды болды. Бұл ниет, және оны әлі де қолданатындар үшін, биологиялық, физикалық, экологиялық, экономикалық және басқа жүйелік модельдерді термодинамикалық, демек энергетикалық тұрғыдан дұрыс және тексерілетін ету болды. Осының салдарынан тілді жобалаушылар кез келген жүйенің энергия метаболизмін зерттеу шеңберіне енгізуді көздеді.

Пиктографиялық таңбашалар

Оқуды жеңілдету мақсатында, барлық масштабтардағы модельдеуде Одум мен Одум (2000) жүйелерді алдымен пиктографиялық белгілермен таныстыруды, кейіннен оларды жалпылама символизмде анықтауды ұсынды. Сондықтан пиктограммалар ExtendSim сияқты бағдарламалық қамтамасыздарда Энергия жүйелері тілінің негізгі категорияларын бейнелеу үшін қолданылды. Кейбір мамандар мұндай тәсіл Отто Нейраттың изотоптық жобасымен, Лейбництің («Characteristica Universalis») Ағарту жобасымен және Бакминстер Фуллердің еңбектерімен ұқсас мақсаттарды бөліседі деп санайды.