Fractal Systems: En kort beskrivelse av Complex Emerging and Adaptive Systems, av Peter Fryer og Jules Ruis
- 2019
“Universet er en fraktal. Uansett energiforsegling vi bærer, vil den bli gjentatt uendelig, igjen og igjen, til vi endrer den vibrasjonen. ”
- Paige Bartholomew
Hva er fraktale systemer ?
En kort beskrivelse av ' Emerging and Adaptive Complex Systems '
Av Peter Fryer og Jules Ruis
Oversatt til spansk av Lucas RC
introduksjon
I vitenskapen introduserer vi ' brudd ' som en helgen og signaliserer for en ny måte å tenke på den kollektive atferden til mange grunnleggende, men interaktive enheter, det være seg atomer, molekyler, nevroner eller biter på en datamaskin. For å være mer presis, er vår definisjon at brudd er studiet av oppførselen til makroskopiske samlinger av de enhetene som har potensialet til å utvikle seg over tid. Deres samspill fører til sammenhengende kollektive fenomener, kjent som fremvoksende egenskaper som bare kan beskrives på et høyere nivå enn individuelle enheters. I den forstand er helheten større enn summen av delene.
Definisjon av et fraktalt system
Et fraktalt system er et komplekst ikke-lineært interaktivt system som har muligheten til å tilpasse seg et skiftende miljø. Disse systemene er preget av potensialet for selvorganisering, som eksisterer i et ubalansert miljø. Fraktale systemer utvikler seg ved tilfeldige mutasjoner, selvorganisering, transformasjon av deres interne miljømodeller og naturlig utvalg. Eksempler inkluderer levende organismer, nervesystemet, immunforsvaret, økonomien, selskaper, samfunn og andre.
I et fraktalt system samhandler semi-autonome midler i henhold til spesifikke samhandlingsregler, og utvikler seg for å maksimere et visst mål, for eksempel helse. Disse midlene er forskjellige både i form og i sin kapasitet og tilpasser seg ved å endre sine regler og derfor deres oppførsel når de får erfaring. Fraktive systemer utvikler seg historisk, det vil si fra deres fortid eller historie. For eksempel blir opplevelsen lagt til dem og avgjør deres fremtidige bane. Dets tilpasningsevne kan både økes og reduseres av reglene som former interaksjonen. I tillegg, ikke på forhånd, kan nye strukturer spille en avgjørende rolle i utviklingen av disse systemene, noe som gjør at disse systemene har en høy grad av uforutsigbarhet.
Imidlertid kan det også være at et av fraktalsystemene har potensial for en høy grad av kreativitet som ikke ble programmert i dem fra begynnelsen. Å betrakte en organisasjon, for eksempel et sykehus, endrer som et fraktalt system måten endring blir kunngjort på. Forandring kan for eksempel forstås som en type selvorganisasjon som følge av intensivering av samtrafikk samt tilknytning til miljøet, kultivering av mangfold i medlemmers syn. organisatorisk, og eksperimentere med alternative regler og strukturer.
Årsak og virkning
I mange år har forskere sett universet som et lineært sted. Et sted der enkle regler for årsak og virkning gjelder. De så universet som en stor maskin og tenkte at hvis de kunne dele denne maskinen og forstå dens deler, kunne de forstå helheten.
De tenkte også at komponentene i universet kunne sees på som maskiner, og trodde at hvis vi jobbet med delene av disse komponentene og forbedret måten disse delene fungerer, ville hele arbeidet bedre. Forskere trodde at universet og alt det i det kunne bli forutsagt og kontrollert . Men til tross for de harde forsøkene på å finne de manglende komponentene som fullførte bildet, mislyktes de.
Til tross for bruk av verdens kraftigste datamaskiner, forble været uforutsigbart, til tross for intensiv undersøkelse og analyse, oppførte økosystemene og immunsystemet seg ikke som forventet. Men det var innen kvantefysikken at de merkeligste funn ble gjort, og at det var tydelig at de minste subnukleære partiklene oppførte seg i i henhold til et sett med veldig forskjellige regler for årsak og virkning.
Fraktal teori
Etter hvert som forskere fra alle disipliner utforsket dette fenomenet, dukket det opp en ny teori - Fractal Theory, en teori basert på relasjoner, fremvekst, mønstre og repetisjoner. En teori som holder at universet er fullt av systemer, værsystemer, immunsystemer, sosiale systemer, etc. og at disse systemene er komplekse og tilpasser seg kontinuerlig til miljøet. Det vil si fraktalsystemer .
Komplekse adaptive systemer
Dette kan illustreres som i følgende diagram:
Agenter i systemet er alle komponenter i det systemet. For eksempel luft- og vannmolekylene i det meteorologiske systemet, og floraen og faunaen i et økosystem. Disse agentene samhandler og forbinder hverandre på uforutsigbare og uplanlagte måter. Men ut fra denne mengden regelmessighet i interaksjonene dukker opp og det begynner å dannes et mønster som mater systemet og informerer interaksjonene til agentene. For eksempel i et økosystem, hvis et virus begynner å utarme en art, er dette resultatet av mer eller mindre kosttilskudd for andre i systemet, noe som vil påvirke dens oppførsel og antall. En strømningsperiode forekommer i alle populasjoner i systemet til en ny balanse er etablert.
For klarhet, i diagrammet om regelmessighetene, vises mønsteret og tilbakemeldingene utenfor systemet, men i virkeligheten er de alle iboende deler av det.
egenskaper
Fraktalsystemer har flere egenskaper, og de viktigste er:
nødsituasjon
Før planlegging eller kontroll, interagerer agenter i systemet tilsynelatende på en tilfeldig måte. Fra alle disse interaksjonene kommer mønstre, de som informerer virkemåten til agenter i systemet, og atferden til selve systemet. For eksempel er en høyde med termitter et fantastisk stykke arkitektur med en labyrint av sammenkoblede passasjer, store huler, ventilasjonstunneler og mye mer. Det er imidlertid ingen stor plan, åsene dukker bare opp som et resultat av oppfølging av noen få enkle lokale regler av termitter.
koevolusjon
Alle systemer eksisterer i sitt eget miljø og er også en del av det miljøet. Derfor, mens miljøet endres, må de endres for å sikre bedre kondisjon . Men fordi de er en del av miljøet, når de endrer seg, endrer de også miljøet, og etter hvert som det har endret seg, må de omjusteres og dermed fortsette i en konstant prosess (kanskje Darwins teori det skal kalles Co-Evolution Theory ).
Noen mennesker peker på skillet mellom komplekse adaptive systemer og komplekse evolusjonssystemer . Hvor førstnevnte tilpasser seg endringene rundt seg, men ikke lærer av prosessen. Og sistnevnte lærer og utvikler seg fra hver forandring, slik at de kan påvirke miljøet, en mer nøyaktig prediksjon av fremtidige endringer og forberede dem på dem. Fraktive systemer er både adaptive og evolusjonære.
Under ptimos
Fraktale systemer trenger ikke å være perfekte for å trives i miljøet. De skal bare være litt bedre enn konkurrentene, og all energi som brukes til å være mer enn det er bortkastet energi. Når fraktalt system når det har kommet til å være godt nok, vil det bytte ut sin store effektivitet for å øke effektiviteten.
Ulike krav
Jo større variasjon i systemet, jo større er dens styrke. Faktisk florerer flertydighet og paradoks i fraktale systemer, som bruker deres motsetninger for å skape nye muligheter for å utvikle seg sammen med miljøet .
Demokrati er et eksempel der styrken stammer fra dens toleranse og til og med insisterer på en rekke politiske perspektiver.
tilkobling
Måtene som agentene til et system kobler sammen og interagerer med hverandre er kritiske for overlevelsen av systemet, siden det er fra disse forbindelsene mønstre blir dannet og tilbakemelding blir spredt. Forholdene mellom agentene er generelt viktigere enn agentene selv.
Enkle regler
Fraktale systemer er ikke kompliserte. Fremvoksende mønstre kan ha en veldig rik variasjon, men som kalejdoskop er disse reglene som styrer systemets funksjoner ganske enkle. Et klassisk eksempel er at alle verdens vannsystemer, alle bekker, elver, innsjøer, hav, fosser, etc. Med sin uendelige skjønnhet, kraft og variasjon styres de av det enkle prinsippet om at vann oppfyller sitt eget nivå.
gjenta
Små endringer i de opprinnelige forholdene i systemet kan ha betydelige effekter etter at de har gått gjennom nødsyklusen - noen ganger tilbakemelding (fenomen noen ganger referert til som sommerfugleffekten ). En snøball som ruller for eksempel, vinner med hver sving større volum snø enn den hadde i forrige sving, og raskt blir en snøball på størrelse med en knyttneve en gigant.
Selvorganiserende
Det er ikke noe hierarki med kommando og kontroll i et fraktalt system. Det er ingen planlegging eller administrasjon, men det er en kontinuerlig omorganisering for å finne den beste egnetheten for miljøet . Et klassisk eksempel er at hvis vi dro til noen by i øst, ville vi legge til all mat fra markedene og dele den av innbyggerne i byen, det ville være nok mat til å forsyne alle i omtrent to uker, men det er ingen matplan eller administrasjon, eller en annen form for formell kontrollprosess. Systemet organiserer seg kontinuerlig gjennom nød- og tilbakemeldingsprosessen .
Til kaos grense
Fraktal teori er ikke det samme som kaosteori som stammer fra matematikk. Men kaos foregår i fraktal teori, der systemer eksisterer i et spekter som beveger seg mellom likevekt og kaos . Et system i likevekt har ikke den indre dynamikken for å tillate seg å svare på omgivelsene og veldig sakte (eller raskt) vil det dø. Et system i kaos slutter å fungere som et system. Den mest produktive staten å møte vil være på grensen til kaos der den møter maksimal variasjon og kreativitet, noe som fører til nye muligheter.
Nested Systems
De fleste systemer hekker innenfor andre systemer, og mange systemer er laget av små systemer. Hvis vi tar eksemplet med egenorganisasjon ovenfor og vurderer et matmarked, er det markedet igjen et system med egne produkter, kunder, leverandører og naboer. I sin tur hører det til matsystemet som tilsvarer den byen og til det store matsystemet som tilsvarer det landet, og sannsynligvis mange flere. Derfor er det en del av mange systemer, de fleste er igjen en del av større.
konklusjon
Fraktive systemer er rundt oss. Det meste av det vi tar for gitt er fraktale systemer, og agentene til hvert system eksisterer og oppfører seg med total uvitenhet om det konseptet, men det forhindrer ikke dem fra å bidra til systemet . Fraktale systemer er en modell for å tenke på verden rundt oss og en modell for å forutsi hva som kan skje.
Eindhoven 18. juni 2004.
OVERSETNING: Lucas, redaktør og oversetter for den store familien hermandadblanca.org
ORIGINAL: http://www.fractal.org/Bewustzijns-Besturings-Model/Fractal-systems.htm
