Fraktaalsüsteemid: tekkivate ja kohanemisvõimeliste süsteemide lühikirjeldus, autorid Peter Fryer ja Jules Ruis
- 2019
“Universum on fraktaal. Ükskõik, millist energiatihendit me kanname, seda korratakse lõpmata, ikka ja jälle, kuni me seda vibratsiooni muudame. ”
- Paige Bartholomew
Mis on fraktaalsüsteemid ?
' Emerging and Adaptive Complex Systems ' lühikirjeldus
Autorid Peter Fryer ja Jules Ruis
Hispaania keelde tõlkinud Lucas RC
Sissejuhatus
Teaduses tutvustame fraktaalsust kui pühakut ja signaali uue mõtlemisviisi jaoks paljude põhiliste, kuid interaktiivsete üksuste, olgu need siis aatomid, molekulid, neuronid või bitid arvutis, kollektiivse käitumise osas. Täpsemalt öeldes on meie määratluse kohaselt fraktaalsus nende üksuste makroskoopiliste kogude käitumise uurimine, millel on potentsiaal aja jooksul areneda. Nende koosmõju viib sidusate kollektiivsete nähtusteni, mida nimetatakse tekkivateks omadusteks, mida saab kirjeldada ainult kõrgemal tasemel kui üksikute üksuste omadusi. Selles mõttes on tervik suurem kui selle osade summa.
Fraktaalsüsteemi määratlus
Fraktaalsüsteem on keeruline mittelineaarne interaktiivne süsteem, millel on võime kohaneda muutuva keskkonnaga. Neid süsteeme iseloomustab enesekorralduse potentsiaal, mis eksisteerib tasakaalustamata keskkonnas. Fraktaalsüsteemid arenevad juhuslike mutatsioonide, iseorganiseerumise, nende sisekeskkonna mudelite muutmise ja loodusliku valiku teel. Näited hõlmavad elusorganisme, närvisüsteemi, immuunsussüsteemi, majandust, ettevõtteid, ühiskondi ja teisi.
Fraktaalses süsteemis interakteeruvad poolautonoomsed ained vastavalt spetsiifilistele interaktsiooni reeglitele, arenedes mõne meetme, näiteks tervise, maksimeerimiseks. Need esindajad on nii vormi kui ka võimekuse poolest mitmekesised ning kohanevad, muutes oma kogemusi omandades oma reegleid ja seega ka käitumist. Fraktaalsüsteemid arenevad ajalooliselt, see tähendab nende minevikust või ajaloost. Näiteks lisatakse neile kogemus, mis määrab nende tulevase trajektoori. Selle kohanemisvõimet saab nii interaktsiooni kujundavate reeglite abil suurendada kui ka vähendada. Lisaks võivad arenevad struktuurid, mitte ette, mängida nende süsteemide arengus otsustavat rolli, mis muudab nende süsteemide suure osa ettearvamatuse ulatuseks.
Kuid võib ka juhtuda, et ühel fraktaalsüsteemil on potentsiaal suureks loovuseks, mida polnud neisse algusest peale programmeeritud. Arvestades organisatsiooni, näiteks haiglat, muudab see fraktaalse süsteemina muutuste väljakuulutamise viisi. Näiteks võib muutust mõista kui enesekorralduse tüüpi, mis tulenevad omavahelist ühenduvuse tugevdamisest, samuti seotusest keskkonnaga, mitmekesisuse kasvatamisest liikmete vaadetes organisatsioonilisi ning katsetada alternatiivseid reegleid ja struktuure.
Põhjus ja tagajärg
Aastaid on teadlased näinud universumit kui lineaarset kohta. Koht, kus kehtivad lihtsad põhjuse ja tagajärje reeglid. Nad nägid universumit kui suurt masinat ja arvasid, et kui nad suudavad selle masina jagada ja selle osadest aru saada, saavad nad tervikust aru.
Samuti arvasid nad , et universumi komponente võib vaadelda kui masinaid, uskudes, et kui me töötame nende komponentide osade kallal ja parandame nende osade tööpõhimõtteid, on kogu töö Parem. Teadlased uskusid, et universumit ja kõike selles leiduvat on võimalik ette näha ja kontrollida . Kuid vaatamata rasketele katsetele leida puuduvaid komponente, mis pildi lõid, ei õnnestunud need.
Vaatamata maailma võimsaimate arvutite kasutamisele püsis ilm ettearvamatu, hoolimata intensiivsest uuringust ja analüüsist, ei käitunud ökosüsteemid ja immuunsüsteem ootuspäraselt. Kuid just kvantfüüsika valdkonnas tehti kummalisemaid avastusi ja oli ilmne, et väikseimad alamtuumaosakesed käitusid vastavalt väga erinevate põhjus- ja tagajärjereeglite kogumile.
Fraktaaliteooria
Järk-järgult, kui kõigi distsipliinide teadlased seda nähtust uurisid, tekkis uus teooria - Fractali teooria, teooria, mis põhineb suhetel, tekkimisel, mustritel ja kordustel. Teooria, mille kohaselt universum on täis süsteeme, ilmastiku, immuunsussüsteeme, sotsiaalseid süsteeme jne. ning et need süsteemid on keerukad ja kohanduvad pidevalt keskkonnaga. St fraktaalsüsteemid .
Komplekssed adaptiivsed süsteemid
Seda saab illustreerida järgmiselt skeemilt:
Ained süsteemis on kõik selle süsteemi komponendid. Näiteks õhu- ja veemolekulid meteoroloogilises süsteemis ning taimestik ja loomastik ökosüsteemis. Need ained suhtlevad ja ühenduvad üksteisega ettearvamatul ja kavandamata viisil. Kuid sellest hulgast vastastikmõjudes ilmneb korrapärasus ja hakkab moodustuma muster, mis toidab süsteemi ja informeerib interaktsioonidest agentidele. Näiteks kui ökosüsteemis viirus hakkab mõnda liiki vaesestama, on see süsteemi teiste inimeste jaoks enam-vähem toidulisandite tagajärg, mis mõjutab selle käitumist ja arvu. Vooluperiood toimub kõigis süsteemi populatsioonides kuni uue tasakaalu kehtestamiseni.
Selguse huvides on seaduspärasuste diagrammil muster ja tagasiside toodud väljaspool süsteemi, kuid tegelikult on nad kõik selle olemuslikud osad.
Omadused
Fraktaalsüsteemidel on mitu omadust ja kõige olulisemad neist on:
Avarii
Enne planeerimist või kontrollimist suhtlevad süsteemi esindajad näiliselt juhuslikult. Kõigist nendest interaktsioonidest tekivad mustrid, need, mis teavitavad süsteemi esindajate käitumisest ja süsteemi enda käitumisest. Näiteks on termiitide mägi imeline arhitektuuritükk, milles on omavahel ühendatud käikude labürint, suured koopad, ventilatsioonitunnelid ja palju muud. Suurt plaani aga pole, künkad tekivad alles mõne lihtsa kohaliku reegli järgimisel termiitide poolt.
Koevolutsioon
Kõik süsteemid eksisteerivad nende endi keskkonnas ja on ka selle keskkonna osa. Seetõttu peavad parema sobivuse tagamiseks keskkond muutudes muutuma. Kuid kuna nad on osa keskkonnast, siis muutudes muudavad nad ka keskkonda, ja kuna see on muutunud, tuleb neid kohandada ja jätkata seega pidevas protsessis (võib-olla Darwini teooria seda tuleks nimetada Co-Evolution Theory ).
Mõned inimesed juhivad tähelepanu keerukate adaptiivsete süsteemide ja keerukate evolutsioonisüsteemide eristamisele. Seal, kus endised kohanduvad ümbritsevate muutustega, kuid ei õpi protsessist. Ja viimased õpivad ja arenevad igast muudatusest, võimaldades neil mõjutada oma keskkonda, täpsemini ennustada tulevasi muutusi ja valmistada neid ette. Fraktaalsüsteemid on nii adaptiivsed kui ka evolutsioonilised.
Suboptimaalne
Fraktaalsüsteemid ei pea olema täiuslikud, et oma keskkonnas edukalt areneda. Need peaksid olema konkurentidest vaid pisut paremad ja kogu energia, mis on olnud raisatud energiast suurem. Fraktaalsüsteem, kui see on jõudnud piisavalt hea olekusse, vahetab selle suure tõhususe tõhususe suurendamiseks.
Nõuete mitmekesisus
Mida suurem on süsteemis mitmekesisus, seda suurem on selle tugevus. Tegelikult on fraktaalsüsteemides palju ebaselgust ja paradoksi, mis kasutab nende vastuolusid, et luua uusi võimalusi oma keskkonnaga ühiseks arenguks .
Demokraatia on näide, kus selle tugevus tuleneb sallivusest ja isegi mitmesuguste poliitiliste vaadete nõudmisest.
Ühenduvus
Süsteemi esindajate ühendumise ja üksteisega suhtlemise viisid on süsteemi püsimiseks kriitilised, kuna just nendest ühendustest moodustuvad mustrid ja levitatakse tagasisidet. Esindajate vahelised suhted on üldiselt tähtsamad kui esindajad ise.
Lihtsad reeglid
Fraktaalsüsteemid pole keerulised. Tekkivatel mustritel võib olla väga rikkalik mitmekesisus, kuid kaleidoskoobina on need süsteemi funktsioone reguleerivad reeglid üsna lihtsad. Klassikaline näide on see, et kõik maailma veesüsteemid, kõik ojad, jõed, järved, ookeanid, kosed jne. Oma lõpmatu ilu, jõu ja mitmekesisusega juhib neid lihtne põhimõte, et vesi vastab oma tasemele.
Kordamine
Süsteemi algtingimuste väikestel muutustel võib olla hädavajalik mõju pärast hädatsükli läbimist - tagasiside mõnikord (nähtust nimetatakse mõnikord liblika efektiks ). Näiteks veerev lumepall võidab iga pöördega suurema hulga lumega, kui see oli eelmisel pöördel, ja kiiresti muutub rusika suurune lumepall hiiglaseks.
Iseorganiseerumine
Fraktaalses süsteemis puudub käskude ja juhtimise hierarhia. Ei ole planeerimist ega administreerimist, kuid keskkonna jaoks parima sobivuse leidmiseks toimub pidev ümberkorraldamine. Klassikaline näide on see, et kui me läheksime mõnda idaosas asuvasse linna, lisaksime kogu turgude toidu ja jagaksime selle linna elanike kaupa, oleks toitu kõigile kahe nädala jooksul piisavalt, kuid toiduplaani ega -haldust pole olemas, või mõnda muud tüüpi ametlikku kontrolliprotsessi. Süsteem korraldab ennast pidevalt hädaolukorra ja tagasiside protsessi kaudu .
Kaose piirini
Fraktaalteooria pole sama, mis matemaatikast tulenev kaoseteooria. Kuid kaos toimub fraktaalses teoorias, kus süsteemid eksisteerivad spektris, mis liigub tasakaalu ja kaose vahel . Tasakaalustatud süsteemil puudub sisemine dünaamika, mis võimaldaks reageerida oma keskkonnale ja väga aeglaselt (või kiiresti) see sureb. Kaoses olev süsteem lakkab enam toimimast. Kõige produktiivsem riik, kellega kohtuda, on kaose piiril, kus see vastab maksimaalsele mitmekesisusele ja loovusele, tuues kaasa uusi võimalusi.
Pesastatud süsteemid
Enamik süsteeme on pesastatud teistes süsteemides ja paljud süsteemid on valmistatud väikestest süsteemidest. Kui võtame ülaltoodud iseorganiseerumise näite ja arvestame toiduturuga, on see turg omakorda süsteem, kus on oma tooted, kliendid, tarnijad ja naabrid. See omakorda kuulub toidusüsteemi, mis vastab sellele linnale, ja suuremale toidusüsteemile, mis vastab sellele riigile, ja tõenäoliselt veel paljudele teistele. Seetõttu on see osa paljudest süsteemidest, millest enamik on omakorda osa suurematest.
Järeldus
Fraktaalsüsteemid on meie ümber kõik. Enamik asju, mida me iseenesestmõistetavaks peame, on fraktaalsüsteemid ja iga süsteemi esindajad eksisteerivad ja käituvad selle kontseptsiooni täieliku teadmatusega, kuid see ei takista neil süsteemi panustamast . Fraktaalsüsteemid on mudel ümbritseva maailma mõtestamiseks ja eeskujuks, mis võib juhtuda.
Eindhoven, 18. juuni 2004.
TÕLGE: hermandadblanca.org suure pere toimetaja ja tõlkija Lucas
ORIGINAL: http://www.fractal.org/Bewustzijns-Besturings-Model/Fractal-systems.htm
