Mga Sistema ng Fractal: Isang maikling paglalarawan ng Complexing umuusbong at Mga Sistema ng Adaptive, nina Peter Fryer at Jules Ruis

  • 2019
Itago ang talahanayan ng mga nilalaman 1 Ano ang mga Sistema ng Fractal? 2 Panimula 3 Kahulugan ng isang Sistema ng Fractal 4 Sanhi at Epekto 5 Teorya ng Fractal 6 Komplikadong sistema ng adaptive 7 Mga Katangian 8 Kagamitan 9 Co-evolution 10 Sub-optimal 11 Iba't ibang Mga Kinakailangan 12 Pagkakonekta 13 Simpleng Panuntunan 14 Ulitin 15 Sariling Pag-aayos ng 16 sa gilid ng Chaos 17 Nested System 18 Konklusyon

"Ang Uniberso ay isang bali. Anuman ang selyo ng enerhiya na dinadala namin, paulit-ulit itong paulit-ulit, hanggang sa mabago natin ang panginginig ng boses na iyon. "

- Paige Bartholomew

Ano ang mga fractal system ?

Isang maikling paglalarawan ng 'Mga umuusbong at Adaptive Complex Systems '

Ni Peter Fryer at Jules Ruis

Isinalin sa Espanyol ni Lucas RC

Panimula

Sa agham, ipinakilala namin ang ' fractality ' bilang isang santo at senyales para sa isang bagong paraan ng pag-iisip tungkol sa kolektibong pag-uugali ng maraming pangunahing ngunit interactive na mga yunit, maging sila mga atom, molecules, neuron o bits sa isang computer. Upang maging mas tumpak, ang aming kahulugan ay ang pagiging fractality ay ang pag-aaral ng pag-uugali ng mga koleksyon ng macroscopic ng mga yunit na pinagkalooban ng potensyal na magbago sa paglipas ng panahon. Ang kanilang pakikipag-ugnayan ay humahantong sa magkakaugnay na mga kolektibong phenomena, na kilala bilang mga umuusbong na mga katangian na maaaring inilarawan lamang sa isang mas mataas na antas kaysa sa mga indibidwal na yunit. Sa kahulugan na iyon, ang kabuuan ay mas malaki kaysa sa kabuuan ng mga bahagi nito.

Kahulugan ng isang Fractal System

Ang isang Fractal System ay isang kumplikadong non-linear interactive na sistema na may kakayahang umangkop sa isang pagbabago ng kapaligiran. Ang mga sistemang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng potensyal para sa self-organization, na mayroon sa isang hindi balanseng kapaligiran. Ang mga sistema ng fractal ay nagbabago sa pamamagitan ng mga random na mutation, self-organization, ang pagbabago ng kanilang mga panloob na mga modelo ng kapaligiran at natural na pagpili. Kabilang sa mga halimbawa ang mga nabubuhay na organismo, sistema ng nerbiyos, immune system, ekonomiya, korporasyon, lipunan at iba pa.

Sa isang fractal system, ang mga ahente ng semi-autonomous ay nakikipag-ugnay ayon sa mga tiyak na panuntunan sa pakikipag-ugnay, umuusbong upang mai-maximize ang ilang sukatan, tulad ng kalusugan. Ang mga ahente na ito ay magkakaiba sa anyo at sa kanilang kapasidad at umangkop sa pamamagitan ng pagbabago ng kanilang mga patakaran at, samakatuwid, ang kanilang mga pag-uugali, habang nakakuha sila ng karanasan. Ang mga sistemang fractal ay nagbabago sa kasaysayan, iyon ay, mula sa kanilang nakaraan o kasaysayan. Halimbawa, ang kanilang karanasan ay idinagdag sa kanila at tinutukoy ang kanilang hinaharap na tilapon. Ang kakayahang umangkop nito ay maaaring kapwa nadagdagan at nabawasan ng mga patakaran na humuhubog sa pakikipag-ugnay nito. Bilang karagdagan, hindi nang maaga, ang mga umuusbong na istruktura ay maaaring maglaro ng isang mapagpasyang papel sa ebolusyon ng mga sistemang ito, na gumagawa ng mga sistemang ito ng isang mataas na antas ng kawalan ng katinuan.

Gayunpaman, maaari rin itong ang isa sa mga sistema ng fractal ay may potensyal para sa isang mataas na antas ng pagkamalikhain na hindi na-program sa kanila mula sa simula. Isinasaalang-alang ang isang samahan, halimbawa isang ospital, binabago ito bilang isang fractal system sa paraan kung saan ipinangako ang pagbabago. Halimbawa, ang pagbabago ay maaaring maunawaan bilang isang uri ng self-organization na nagreresulta mula sa tumitindi na magkakaugnay na koneksyon pati na rin ang koneksyon sa kapaligiran, ang paglilinang ng pagkakaiba-iba sa mga pananaw ng mga miyembro organisasyon, at eksperimento sa mga alternatibong patakaran at istruktura.

Sanhi at Epekto

Sa loob ng maraming taon, nakita ng mga siyentipiko ang uniberso bilang isang guhit na lugar. Isang lugar kung saan naaangkop ang mga simpleng patakaran ng sanhi at epekto . Nakita nila ang uniberso bilang isang malaking makina at naisip na kung maaari nilang hatiin ang makina na ito at maunawaan ang mga bahagi nito, mauunawaan nila ang kabuuan.

Inisip din nila na ang mga sangkap ng uniberso ay makikita bilang mga makina, naniniwala na kung nagtatrabaho kami sa mga bahagi ng mga sangkap na iyon at napabuti ang paraan ng mga bahagi na ito, ang buong gawain Mas mabuti. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang sansinukob at lahat ng nasa loob nito ay maaaring mahulaan at kontrolado . Ngunit sa kabila ng mga mahirap na pagtatangka upang mahanap ang nawawalang mga sangkap na nakumpleto ang imahe, nabigo sila.

Sa kabila ng paggamit ng pinakamalakas na computer sa mundo, ang panahon ay nanatiling hindi mahuhulaan, sa kabila ng masinsinang pag-aaral at pagsusuri, ang mga ekosistema at ang immune system ay hindi kumilos tulad ng inaasahan. Ngunit nasa larangan ng pisika ang kabuuan na ang natagpuang mga pagtuklas ay ginawa at maliwanag na ang pinakamaliit na mga subnuklear na partido ay kumilos sa ayon sa isang hanay ng iba't ibang mga patakaran ng sanhi at epekto.

Teorya ng Fractal

Unti-unti bilang mga iskolar mula sa lahat ng disiplina na ginalugad ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, isang bagong teorya ang lumitaw - ang Fractal Theory, isang teorya batay sa mga relasyon, paglitaw, mga pattern at repetitions. Isang teorya na humahawak na ang uniberso ay puno ng mga system, system system, immune system, mga sistemang panlipunan, atbp. at ang mga sistemang ito ay kumplikado at patuloy na umaangkop sa kapaligiran. Iyon ay, mga sistemang bali .

Komplikadong Mga Sistema ng Adaptive

Maaari itong mailarawan tulad ng sa sumusunod na diagram:

Ang mga ahente sa system ay lahat ng mga bahagi ng system na iyon. Halimbawa, ang mga molekula ng hangin at tubig sa meteorological system, at ang flora at fauna sa isang ekosistema. Ang mga ahente na ito ay nakikipag-ugnay at kumonekta sa bawat isa sa hindi mahuhulaan at hindi planadong paraan. Ngunit mula sa halagang ito ng pagiging regular sa mga pakikipag-ugnay lumitaw at isang pattern ay nagsisimula upang mabuo na pinapakain ang system at ipinapaalam ang mga pakikipag-ugnay sa mga ahente. Halimbawa sa isang ecosystem, kung ang isang virus ay nagsisimula na maubos ang isang species, ito ang resulta ng higit o mas kaunting mga suplemento ng pagkain para sa iba pa sa system, na makakaapekto sa pag-uugali at numero nito. Ang isang panahon ng daloy ay nangyayari sa lahat ng populasyon sa system hanggang sa maitaguyod ang isang bagong balanse.

Para sa kalinawan, sa diagram sa mga regularidad, ang pattern at puna ay ipinapakita sa labas ng system ngunit sa katotohanan lahat sila ay mga bahagi ng intrinsiko.

Mga Katangian

Ang mga sistemang fractal ay may maraming mga katangian, at ang pinakamahalaga ay:

Emergency

Bago pinlano o kontrolado, ang mga ahente sa system ay nakikipag-ugnay na tila sa isang random na paraan. Mula sa lahat ng mga pakikipag-ugnay na ito ay lumitaw ang mga pattern, ang mga nagpapaalam sa pag- uugali ng mga ahente sa loob ng system, at ang pag-uugali ng system mismo. Halimbawa, ang isang burol ng mga anay ay isang kahanga-hangang piraso ng arkitektura na may isang maze ng magkakaugnay na mga sipi, malalaking cavern, mga bentilasyong lagusan at marami pa. Gayunpaman, walang mahusay na plano, lumilitaw lamang ang mga burol bilang isang resulta ng pag-follow-up ng ilang mga simpleng lokal na patakaran ng mga anay.

Co-evolution

Ang lahat ng mga sistema ay umiiral sa loob ng kanilang sariling kapaligiran at bahagi din ng kapaligirang iyon. Samakatuwid, habang nagbabago ang kapaligiran, kailangan nilang magbago upang masiguro ang mas mahusay na fitness . Ngunit dahil sila ay bahagi ng kapaligiran, kapag nagbago sila, binabago din nila ang kapaligiran, at dahil nagbago ito kailangan nilang ayusin at sa gayon ay magpatuloy sa isang palaging proseso (marahil ang teorya ni Darwin dapat itong tawaging Co-Evolution Theory ).

Ang ilang mga tao ay itinuro ang pagkakaiba sa pagitan ng mga kumplikadong mga adaptive system at kumplikadong mga sistema ng ebolusyon . Kung saan ang dating umangkop sa mga pagbabago sa kanilang paligid ngunit hindi natututo mula sa proseso. At ang huli ay natututo at nagbago mula sa bawat pagbabago, na nagbibigay-daan sa kanila ng isang impluwensya sa kanilang kapaligiran, isang mas tumpak na paghula sa mga pagbabago sa hinaharap, at inihahanda ang mga ito para sa kanila. Ang mga sistemang Fractal ay parehong umaangkop at ebolusyon.

Sub-optimal

Ang mga sistemang Fractal ay hindi kailangang maging perpekto upang umunlad sa kanilang kapaligiran. Dapat lamang silang maging mas mahusay kaysa sa kanilang mga katunggali at anumang enerhiya na ginamit upang maging higit pa sa nasayang na enerhiya. Ang isang fractal system, sa sandaling umabot na sa estado ng pagiging sapat na mabuti, ay magpapalit ng mahusay na pagiging epektibo para sa pagtaas ng kahusayan.

Iba't ibang mga Kinakailangan

Ang mas malaki ang iba't-ibang sa loob ng system, mas malaki ang lakas nito. Sa katunayan, ang kalabuan at kabalintunaan ay napakarami sa mga sistemang bali, na gumagamit ng kanilang mga pagkakasalungatan upang lumikha ng mga bagong posibilidad na co-evolve sa kanilang kapaligiran .

Ang demokrasya ay isang halimbawa kung saan ang lakas nito ay nagmula sa pagpapaubaya nito at kahit na pagpilit sa iba't ibang pananaw sa politika.

Pagkakakonekta

Ang mga paraan kung saan kumokonekta at nakikipag-ugnay ang mga ahente ng bawat isa sa bawat isa ay kritikal para sa kaligtasan ng sistema, dahil nagmula ito sa mga koneksyon na nabuo ang mga pattern at ang feedback ay ipinakalat. Ang mga relasyon sa pagitan ng mga ahente sa pangkalahatan ay mas mahalaga kaysa sa kanilang mga ahente mismo.

Mga simpleng Batas

Ang mga sistema ng fractal ay hindi kumplikado. Ang mga umuusbong na pattern ay maaaring magkaroon ng isang napaka-mayaman na iba't-ibang, ngunit bilang isang kaleydoskopo ang mga patakarang ito na namamahala sa mga pag-andar ng system ay medyo simple. Ang isang klasikong halimbawa ay ang lahat ng mga sistema ng tubig sa mundo, lahat ng mga sapa, ilog, lawa, karagatan, talon, atbp. Sa kanilang walang katapusang kagandahan, kapangyarihan at iba't ibang pinamamahalaan sila ng simpleng prinsipyo na ang tubig ay nakakatugon sa sarili nitong antas.

Pag-uulit

Ang mga maliliit na pagbabago sa mga paunang kondisyon ng system ay maaaring magkaroon ng makabuluhang epekto pagkatapos nilang dumaan sa emergency cycle - puna minsan (feedback minsan (ang kababalaghan kung minsan ay tinutukoy bilang epekto ng butterfly ). Ang isang snowball na gumulong, halimbawa, ay nanalo sa bawat pagliko ng higit na dami ng niyebe kaysa sa dating, at mabilis na isang snowball ang laki ng isang kamao ay nagiging isang higante.

Pag-aayos ng sarili

Walang hierarchy ng command at control sa isang fractal system. Walang pagpaplano o pangangasiwa, ngunit may patuloy na muling pag-aayos upang mahanap ang pinakamahusay na kakayahan para sa kapaligiran . Ang isang klasikong halimbawa ay kung napunta kami sa anumang bayan sa silangan, idaragdag namin ang lahat ng pagkain mula sa mga pamilihan at hatiin ito ng mga naninirahan sa bayan, magkakaroon ng sapat na pagkain upang maibigay ang lahat sa loob ng dalawang linggo, ngunit walang plano sa pagkain o pangangasiwa, o ilang iba pang uri ng pormal na proseso ng kontrol. Ang system ay patuloy na nag-aayos ng sarili sa pamamagitan ng proseso ng emergency at feedback .

Sa hangganan ng kaguluhan

Ang teorya ng fractal ay hindi pareho sa mga chaos theory na nagmula sa matematika. Ngunit ang kaguluhan ay naganap sa fractal theory, kung saan ang mga system ay umiiral sa isang spectrum na gumagalaw sa pagitan ng balanse at kaguluhan . Ang isang sistema sa balanse ay hindi nagtataglay ng panloob na dinamika upang pahintulutan ang sarili na tumugon sa kapaligiran nito at napakabagal (o mabilis) ito ay mamamatay. Ang isang sistema sa kaguluhan ay hindi na gumana bilang isang sistema. Ang pinaka-produktibong estado upang matugunan ay nasa limitasyon ng kaguluhan kung saan nakakatugon ito sa maximum na iba't-ibang at pagkamalikhain, na humahantong sa mga bagong posibilidad.

Nested Systems

Karamihan sa mga sistema ay nested sa loob ng iba pang mga system at maraming mga sistema ay gawa sa mga maliliit na sistema. Kung kukuha tayo ng halimbawa ng self-organization sa itaas at isaalang-alang ang isang merkado ng pagkain, ang merkado na iyon ay sa isang sistema na may sariling mga produkto, customer, supplier at kapitbahay. Kaugnay nito, kabilang ito sa sistema ng pagkain na naaayon sa bayan at sa pangunahing sistema ng pagkain na nauugnay sa bansang iyon, at marahil marami pa. Samakatuwid, ito ay bahagi ng maraming mga system, na ang karamihan ay nasa bahagi ng mas malalaking mga ito.

Konklusyon

Ang mga sistema ng fractal ay nasa paligid natin. Karamihan sa mga bagay na pinapahalagahan namin ay mga sistema ng fractal, at ang mga ahente ng bawat sistema ay umiiral at kumikilos nang may kabuuang kamangmangan ng konsepto na iyon, ngunit hindi nito pinipigilan ang mga ito na mag- ambag sa system . Ang mga sistemang fractal ay isang modelo ng pag-iisip tungkol sa mundo sa paligid natin at isang modelo upang mahulaan kung ano ang maaaring mangyari.

Eindhoven, Hunyo 18, 2004.

TRANSLATION: Si Lucas, editor at tagasalin ng dakilang pamilya ng hermandadblanca.org

ORIGINAL: http://www.fractal.org/Bewustzijns-Besturings-Model/Fractal-systems.htm

Susunod Na Artikulo