Sisteme fractale: o scurtă descriere a sistemelor complexe emergente și adaptative, de Peter Fryer și Jules Ruis
- 2019
„Universul este un fractal. Oricare ar fi sigiliul de energie pe care îl purtăm, acesta se va repeta la infinit, din nou și din nou, până când vom schimba această vibrație. "
- Paige Bartolomeu
Ce sunt sistemele fractale ?
O scurtă descriere a „ Sistemelor complexe emergente și adaptative ”
De Peter Fryer și Jules Ruis
Tradus în spaniolă de Lucas RC
introducere
În știință, introducem „ fractalitatea ” ca un sfânt și semnal pentru un nou mod de a gândi comportamentul colectiv al multor unități de bază, dar interactive, fie că sunt atomi, molecule, neuroni sau biți într-un computer. Pentru a fi mai precis, definiția noastră este că fractalitatea este studiul comportamentului colecțiilor macroscopice din acele unități dotate cu potențialul de a evolua în timp. Interacțiunea lor duce la fenomene colective coerente, cunoscute sub numele de proprietăți emergente care pot fi descrise doar la un nivel mai înalt decât cele ale unităților individuale. În acest sens, întregul este mai mare decât suma părților sale.
Definiția unui sistem fractal
Un sistem fractal este un sistem interactiv neliniar complex, care are capacitatea de a se adapta la un mediu în schimbare. Aceste sisteme se caracterizează prin potențialul de autoorganizare, existent într-un mediu dezechilibrat. Sistemele fractale evoluează prin mutații aleatorii, auto-organizare, transformarea modelelor lor de mediu intern și selecția naturală. Exemple includ organisme vii, sistemul nervos, sistemul imunitar, economia, corporațiile, societățile și altele.
Într-un sistem fractal, agenții semi-autonomi interacționează conform regulilor de interacțiune specifice, evoluând pentru a maximiza o anumită măsură, cum ar fi sănătatea. Acești agenți sunt diferiți atât ca formă, cât și prin capacitatea lor și se adaptează schimbându-și regulile și, prin urmare, comportamentele, pe măsură ce dobândesc experiență. Sistemele fractale evoluează istoric, adică din trecutul sau istoria lor. De exemplu, experiența lor le este adăugată și determină traiectoria lor viitoare. Adaptabilitatea sa poate fi atât crescută, cât și diminuată prin regulile care modelează interacțiunea sa. În plus, nu în avans, structurile emergente pot juca un rol decisiv în evoluția acestor sisteme, ceea ce face ca aceste sisteme să prezinte un grad ridicat de imprevizibilitate.
Cu toate acestea, poate fi și faptul că unul dintre sistemele fractale are potențialul unui grad ridicat de creativitate care nu a fost programat în ele de la început. Având în vedere o organizație, de exemplu un spital, modifică ca sistem fractal modul în care este promulgată schimbarea. De exemplu, schimbarea poate fi înțeleasă ca un tip de auto-organizare care rezultă din intensificarea interconectivității, precum și a conexiunii cu mediul, cultivarea diversității în viziunea membrilor organizatorice și experimentați cu reguli și structuri alternative.
Cauza și efectul
Mulți ani, oamenii de știință au văzut universul ca un loc liniar. Un loc în care se aplică reguli simple de cauză și efect . Au văzut universul ca o mașină mare și au crezut că, dacă ar putea împărți această mașină și înțelege părțile sale, ei ar putea înțelege întregul.
De asemenea, ei au crezut că componentele universului pot fi văzute ca mașini, crezând că dacă am lucra la părțile componentelor respective și am îmbunătăți modul în care aceste piese funcționează, întreaga lucrare mai bine. Oamenii de știință au crezut că universul și tot ce se află în el pot fi prezise și controlate . În ciuda încercărilor grele de a găsi componentele lipsă care au completat imaginea, acestea nu au reușit.
În ciuda utilizării celor mai puternice computere din lume, vremea a rămas imprevizibilă, în ciuda studiilor și analizelor intense, ecosistemele și sistemul imunitar nu s-au comportat așa cum era de așteptat. Dar în domeniul fizicii cuantice au fost făcute cele mai ciudate descoperiri și că a fost evident că cele mai mici particule subnucleare s-au comportat în conform unui set de reguli de cauză și efect foarte diferite.
Teoria fracturilor
Treptat, în timp ce savanții de la toate disciplinele au explorat acest fenomen, a apărut o nouă teorie - teoria fracturilor, o teorie bazată pe relații, emergență, tipare și repetări. O teorie care susține că universul este plin de sisteme, sisteme meteorologice, sisteme imune, sisteme sociale etc. și că aceste sisteme sunt complexe și se adaptează constant mediului. Adică sisteme fractale .
Sisteme complexe de adaptare
Acest lucru poate fi ilustrat ca în următoarea diagramă:
Agenții din sistem sunt componente ale sistemului respectiv. De exemplu, moleculele de aer și apă din sistemul meteorologic și flora și fauna dintr-un ecosistem. Acești agenți interacționează și se conectează între ei în moduri imprevizibile și neplanificate. Dar din această cantitate de regularitate apare interacțiunile și începe să se formeze un model care alimentează sistemul și informează interacțiunile către agenți. De exemplu, într-un ecosistem, dacă un virus începe să epuizeze o specie, acesta este rezultatul suplimentelor alimentare mai mult sau mai puțin pentru alții din sistem, ceea ce va afecta comportamentul și numărul. O perioadă de curgere are loc în toate populațiile din sistem până la stabilirea unui nou echilibru.
Pentru claritate, în diagrama cu privire la regularități, modelul și feedback-ul sunt afișate în afara sistemului, dar, în realitate, toate sunt părți intrinseci ale acestuia.
proprietăţi
Sistemele fractale au mai multe proprietăți, iar cele mai importante sunt:
caz de urgență
Înainte de a fi planificat sau controlat, agenții din sistem interacționează aparent într-un mod aleatoriu. Din toate aceste interacțiuni apar modele, cele care informează comportamentul agenților din cadrul sistemului și comportamentul sistemului în sine. De exemplu, un deal de termite este o minunată arhitectură cu un labirint de pasaje interconectate, caverne mari, tuneluri de ventilație și multe altele. Cu toate acestea, nu există un plan grozav, dealurile apar doar ca urmare a urmăririi câtorva reguli locale simple de către termite.
Coevoluția
Toate sistemele există în propriul mediu și sunt, de asemenea, parte a acelui mediu. Prin urmare, în timp ce mediul se schimbă, trebuie să se schimbe pentru a asigura o mai bună stare de fitness . Dar, deoarece fac parte din mediu, atunci când se schimbă, modifică și mediul și, pe măsură ce s-a schimbat, trebuie reajustate și, astfel, să continue într-un proces constant (probabil teoria lui Darwin ar trebui numit Teoria co-evoluției ).
Unii oameni subliniază distincția dintre sistemele complexe de adaptare și cele complexe . În cazul în care primii se adaptează la schimbările din jurul lor, dar nu învață din proces. Iar aceștia din urmă învață și evoluează din fiecare schimbare, permițându-le o influență asupra mediului lor, o predicție mai exactă a schimbărilor viitoare și îi pregătește pentru ei. Sistemele fractale sunt atât adaptive, cât și evolutive.
Sub-ptimos
Sistemele fractale nu trebuie să fie perfecte pentru a prospera în mediul lor. Acestea ar trebui să fie puțin mai bune decât concurenții lor și orice energie obișnuită să fie mai mare decât aceasta este energie irosită. Un sistem fractal, odată ce a ajuns la starea de a fi suficient de bun, își va schimba eficacitatea mare pentru creșterea eficienței.
Varietate de cerințe
Cu cât varietatea este mai mare în cadrul sistemului, cu atât rezistența sa este mai mare. De fapt, ambiguitatea și paradoxul abundă în sistemele fractale, care își utilizează contradicțiile pentru a crea noi posibilități de co-evoluție cu mediul lor .
Democrația este un exemplu în care puterea sa decurge din toleranța sa și chiar din insistența asupra diverselor perspective politice.
conectivitatea
Modurile în care agenții unui sistem se conectează și interacționează între ei este esențial pentru supraviețuirea sistemului, deoarece din aceste conexiuni se formează tiparele și se difuzează feedback-ul. Relațiile dintre agenți sunt în general mai importante decât agenții înșiși.
Reguli simple
Sistemele fractale nu sunt complicate. Modelele emergente pot avea o varietate foarte bogată, dar ca caleidoscop aceste reguli care guvernează funcțiile sistemului sunt destul de simple. Un exemplu clasic este acela că toate sistemele de apă din lume, toate fluxurile, râurile, lacurile, oceanele, cascadele etc. Prin frumusețea, puterea și varietatea lor infinită, ele sunt guvernate de principiul simplu potrivit căruia apa atinge propriul nivel.
repeta
Micile modificări ale condițiilor inițiale ale sistemului pot avea efecte semnificative după trecerea ciclului de urgență - feedback uneori (fenomen denumit uneori efect fluture ). Un bulgăre de zăpadă care se rostogolește, de exemplu, câștigă cu fiecare rotație un volum mai mare de zăpadă decât a avut-o în virajul precedent și rapid o minge de zăpadă de dimensiunea unui pumn devine un gigant.
Organizarea de sine
Nu există o ierarhie de comandă și control într-un sistem fractal. Nu există planificare sau administrare, dar există o reorganizare constantă pentru a găsi cea mai bună aptitudine pentru mediu . Un exemplu clasic este că, dacă am merge în orice oraș din est, am adăuga toată mâncarea de pe piețe și am împărți-o după locuitorii orașului, ar fi suficient de hrană pentru a le aproviziona pe toată lumea timp de aproximativ două săptămâni, dar nu există un plan alimentar sau administrare, sau un alt tip de proces formal de control. Sistemul se organizează continuu prin procesul de urgență și feedback .
Până la limita haosului
Teoria fractală nu este aceeași cu teoria haosului care derivă din matematică. Dar haosul are loc în teoria fractalelor, în care sistemele există într-un spectru care se mișcă între echilibru și haos . Un sistem în echilibru nu posedă dinamica internă care să-și permită să răspundă mediului său și foarte lent (sau rapid) va muri. Un sistem în haos încetează să mai funcționeze ca un sistem. Cel mai productiv stat care se va întâlni va fi la limita haosului, unde întrunește varietatea și creativitatea maximă, ceea ce va conduce la noi posibilități.
Sisteme cuiburi
Majoritatea sistemelor sunt amplasate în alte sisteme și multe sisteme sunt realizate din sisteme mici. Dacă luăm exemplul autoorganizării de mai sus și luăm în considerare o piață alimentară, acea piață este la rândul său un sistem cu produse proprii, clienți, furnizori și vecini. La rândul său, aparține sistemului alimentar care corespunde acelui oraș și sistemului alimentar major care corespunde țării respective și, probabil, multor altele. Prin urmare, este parte a multor sisteme, majoritatea fiind la rândul lor parte a celor mai mari.
concluzie
Sistemele fractale sunt în jurul nostru. Majoritatea lucrurilor pe care ni le asumăm sunt sisteme fractale, iar agenții fiecărui sistem există și se comportă cu totală ignoranță a conceptului respectiv, dar acest lucru nu împiedică contribuția lor la sistem . Sistemele fractale sunt un model de gândire despre lumea din jurul nostru și un model de a prezice ce s-ar putea întâmpla.
Eindhoven, 18 iunie 2004.
TRADUCERE: Lucas, redactor și traducător al marii familii de hermandadblanca.org
ORIGINAL: http://www.fractal.org/Bewustzijns-Besturings-Model/Fractal-systems.htm
