Fractal Systems: een korte beschrijving van complexe opkomende en adaptieve systemen, door Peter Fryer en Jules Ruis
- 2019
“Het universum is een fractal. Wat voor energieverbinding we ook dragen, het zal oneindig worden herhaald, steeds opnieuw, totdat we die vibratie veranderen. "
- Paige Bartholomeus
Wat zijn fractale systemen ?
Een korte beschrijving van ' Emerging and Adaptive Complex Systems '
Door Peter Fryer en Jules Ruis
Vertaald in het Spaans door Lucas RC
introductie
In de wetenschap introduceren we ' fractality ' als een heilige en een signaal voor een nieuwe manier van denken over het collectieve gedrag van veel eenvoudige maar interactieve eenheden, of het nu atomen, moleculen, neuronen of stukjes in een computer zijn. Om precies te zijn, onze definitie is dat fractaliteit de studie is van het gedrag van macroscopische collecties van die eenheden die het potentieel hebben om in de loop van de tijd te evolueren. Hun interactie leidt tot coherente collectieve fenomenen, opkomende eigenschappen die alleen op een hoger niveau kunnen worden beschreven dan die van individuele eenheden. In die zin is het geheel groter dan de som van zijn delen.
Definitie van een fractaal systeem
Een fractaal systeem is een complex niet-lineair interactief systeem dat zich kan aanpassen aan een veranderende omgeving. Deze systemen worden gekenmerkt door het potentieel voor zelforganisatie, bestaande in een onevenwichtige omgeving. Fractale systemen evolueren door willekeurige mutaties, zelforganisatie, de transformatie van hun interne omgevingsmodellen en natuurlijke selectie. Voorbeelden hiervan zijn levende organismen, het zenuwstelsel, het immuunsysteem, de economie, bedrijven, samenlevingen en anderen.
In een fractaal systeem werken semi-autonome agenten samen volgens specifieke interactieregels, die evolueren om een bepaalde maatregel, zoals gezondheid, te maximaliseren. Deze agenten zijn divers, zowel in vorm als in hun capaciteit en passen zich aan door hun regels en dus hun gedrag te veranderen, naarmate ze ervaring opdoen. Fractale systemen evolueren historisch, dat wil zeggen uit hun verleden of geschiedenis. Hun ervaring wordt bijvoorbeeld aan hen toegevoegd en bepaalt hun toekomstige traject. Het aanpassingsvermogen kan zowel worden verhoogd als verlaagd door de regels die de interactie bepalen. Bovendien kunnen opkomende structuren niet van tevoren een beslissende rol spelen in de evolutie van deze systemen, waardoor deze systemen een hoge mate van onvoorspelbaarheid hebben.
Het kan echter ook zijn dat een van de fractale systemen potentie heeft voor een hoge mate van creativiteit die er vanaf het begin niet in was geprogrammeerd. Gezien een organisatie, bijvoorbeeld een ziekenhuis, wijzigt het als een fractaal systeem de manier waarop verandering wordt afgekondigd. Verandering kan bijvoorbeeld worden opgevat als een vorm van zelforganisatie die voortvloeit uit een intensievere interconnectiviteit en de verbinding met de omgeving, het cultiveren van diversiteit in de opvattingen van de leden. organisatorisch en experimenteer met alternatieve regels en structuren.
Oorzaak en gevolg
Al vele jaren zien wetenschappers het universum als een lineaire plaats. Een plaats waar eenvoudige regels van oorzaak en gevolg van toepassing zijn. Ze zagen het universum als een grote machine en dachten dat als ze deze machine konden verdelen en de onderdelen ervan konden begrijpen, ze het geheel konden begrijpen.
Ze dachten ook dat de componenten van het universum als machines konden worden gezien, omdat ze geloofden dat als we aan de onderdelen van die componenten zouden werken en de manier waarop deze onderdelen werken, het hele werk zou verbeteren. beter. Wetenschappers geloofden dat het universum en alles erin voorspeld en gecontroleerd kon worden . Maar ondanks de harde pogingen om de ontbrekende componenten te vinden die het beeld hebben voltooid, zijn ze mislukt.
Ondanks het gebruik van 's werelds krachtigste computers, bleef het weer onvoorspelbaar, ondanks intensieve studie en analyse, gedroeg de ecosystemen en het immuunsysteem zich niet zoals verwacht. Maar het was op het gebied van de kwantumfysica dat de vreemdste ontdekkingen werden gedaan en dat het duidelijk was dat de kleinste subnucleaire deeltjes zich gedroegen volgens een reeks zeer verschillende regels van oorzaak en gevolg.
Fractal theorie
Geleidelijk aan, terwijl wetenschappers uit alle disciplines dit fenomeen verkenden, ontstond een nieuwe theorie - de Fractal Theory, een theorie gebaseerd op relaties, opkomst, patronen en herhalingen. Een theorie die stelt dat het universum vol is van systemen, weersystemen, immuunsystemen, sociale systemen, enz. en dat deze systemen complex zijn en zich voortdurend aanpassen aan de omgeving. Dat wil zeggen, fractale systemen .
Complexe adaptieve systemen
Dit kan worden geïllustreerd zoals in het volgende diagram:
Agenten in het systeem zijn alle componenten van dat systeem. Bijvoorbeeld de lucht- en watermoleculen in het meteorologische systeem en de flora en fauna in een ecosysteem. Deze agenten werken op onvoorspelbare en ongeplande manieren met elkaar in verbinding. Maar uit deze hoeveelheid regelmaat in de interacties komt naar voren en er begint zich een patroon te vormen dat het systeem voedt en de interacties informeert naar de agenten. In een ecosysteem bijvoorbeeld, als een virus een soort begint uit te putten, is dit het resultaat van min of meer voedingssupplementen voor anderen in het systeem, die zijn gedrag en aantallen zullen beïnvloeden. Er treedt een stroomperiode op in alle populaties in het systeem totdat er een nieuw evenwicht is bereikt.
Voor de duidelijkheid: in het schema over de regelmatigheden worden het patroon en de feedback buiten het systeem getoond, maar in werkelijkheid zijn ze er allemaal intrinsiek aan verbonden.
eigenschappen
Fractal systemen hebben verschillende eigenschappen, en de belangrijkste zijn:
noodgeval
Alvorens te worden gepland of gecontroleerd, werken agenten in het systeem schijnbaar op een willekeurige manier samen. Uit al deze interacties ontstaan patronen, patronen die het gedrag van agenten in het systeem bepalen, en het gedrag van het systeem zelf. Een heuvel met termieten is bijvoorbeeld een prachtig stuk architectuur met een doolhof van onderling verbonden passages, grote grotten, ventilatietunnels en nog veel meer. Er is echter geen geweldig plan, de heuvels ontstaan alleen als gevolg van de opvolging van een paar eenvoudige lokale regels door termieten.
coevolution
Alle systemen bestaan binnen hun eigen omgeving en maken ook deel uit van die omgeving. Terwijl de omgeving verandert, moeten ze daarom veranderen om een betere conditie te garanderen. Maar omdat ze deel uitmaken van de omgeving, veranderen ze ook de omgeving als ze veranderen, en omdat het is veranderd, moeten ze opnieuw worden aangepast en dus doorgaan in een constant proces (misschien Darwins theorie het moet Co-Evolution Theory ) worden genoemd.
Sommige mensen wijzen op het onderscheid tussen complexe adaptieve systemen en complexe evolutionaire systemen . Waar de eerste zich aanpassen aan de veranderingen om hen heen, maar niet leren van het proces. En de laatstgenoemden leren en evolueren van elke verandering, waardoor ze invloed hebben op hun omgeving, een meer accurate voorspelling van toekomstige veranderingen en bereidt ze daarop voor. Fractale systemen zijn zowel adaptief als evolutionair.
Sub-ptimos
Fractal systemen hoeven niet perfect te zijn om te gedijen in hun omgeving. Ze moeten alleen iets beter zijn dan hun concurrenten en energie was vroeger meer dan verspilde energie. Een fractaal systeem, wanneer het eenmaal de staat van goed genoeg heeft bereikt, zal zijn grote effectiviteit uitwisselen voor het verhogen van de efficiëntie.
Verscheidenheid aan vereisten
Hoe groter de variëteit in het systeem, hoe groter de sterkte. Ambiguïteit en paradox zijn zelfs in overvloed aanwezig in fractale systemen, die hun tegenstellingen gebruiken om nieuwe mogelijkheden te creëren om mee te evolueren met hun omgeving .
Democratie is een voorbeeld waarin haar kracht voortkomt uit haar tolerantie en zelfs aandringen op een verscheidenheid aan politieke perspectieven.
connectiviteit
De manieren waarop de agenten van een systeem verbinding maken en met elkaar communiceren, is van cruciaal belang voor het overleven van het systeem, omdat vanuit deze verbindingen patronen worden gevormd en feedback wordt verspreid. De relaties tussen de agenten zijn over het algemeen belangrijker dan de agenten zelf.
Eenvoudige regels
Fractal systemen zijn niet ingewikkeld. Opkomende patronen kunnen een zeer rijke variëteit hebben, maar als een caleidoscoop zijn deze regels die de functies van het systeem regelen vrij eenvoudig. Een klassiek voorbeeld is dat alle watersystemen ter wereld, alle stromen, rivieren, meren, oceanen, watervallen, enz. Met hun oneindige schoonheid, kracht en variëteit worden ze beheerst door het eenvoudige principe dat water zijn eigen niveau bereikt.
herhaling
Kleine veranderingen in de initiële omstandigheden van het systeem kunnen aanzienlijke effecten hebben nadat ze door de noodcyclus zijn gegaan - feedback soms (fenomeen dat soms het vlindereffect wordt genoemd ). Een sneeuwbal die bijvoorbeeld rolt, wint bij elke beurt een grotere hoeveelheid sneeuw dan in de vorige beurt, en al snel wordt een sneeuwbal ter grootte van een vuist een reus.
Zelf organiseren
Er is geen hiërarchie van commando en controle in een fractaal systeem. Er is geen planning of administratie, maar er is een constante reorganisatie om de beste aanleg voor het milieu te vinden . Een klassiek voorbeeld is dat als we naar een stad in het oosten zouden gaan, we al het voedsel van de markten zouden toevoegen en delen door de inwoners van de stad, er genoeg voedsel zou zijn om iedereen ongeveer twee weken te bevoorraden, maar er is geen voedselplan of administratie, of een ander soort formeel controleproces. Het systeem organiseert zichzelf continu via het nood- en feedbackproces .
Tot het uiterste van chaos
Fractal theorie is niet hetzelfde als chaos theorie die is afgeleid van wiskunde. Maar chaos vindt plaats in de fractale theorie, waarin systemen bestaan in een spectrum dat beweegt tussen evenwicht en chaos . Een evenwichtssysteem bezit niet de interne dynamiek om zichzelf in staat te stellen te reageren op zijn omgeving en zal zeer langzaam (of snel) sterven. Een systeem in chaos functioneert niet langer als een systeem. De meest productieve staat om te ontmoeten zal op de grens van chaos zijn waar het maximale variëteit en creativiteit ontmoet, wat leidt tot nieuwe mogelijkheden.
Geneste systemen
De meeste systemen zijn genest in andere systemen en veel systemen zijn gemaakt van kleine systemen. Als we het voorbeeld van zelforganisatie hierboven nemen en een voedselmarkt overwegen, is die markt op zijn beurt een systeem met zijn eigen producten, klanten, leveranciers en buren. Op zijn beurt behoort het tot het voedselsysteem dat overeenkomt met die stad en tot het grote voedselsysteem dat overeenkomt met dat land, en waarschijnlijk nog veel meer. Daarom is het onderdeel van veel systemen, waarvan de meeste op hun beurt onderdeel zijn van grotere.
conclusie
Fractal systemen zijn overal om ons heen. De meeste dingen die we als vanzelfsprekend beschouwen, zijn fractale systemen, en de agenten van elk systeem bestaan en gedragen zich met totale onwetendheid van dat concept, maar dat belet hen niet om bij te dragen aan het systeem . Fractale systemen zijn een model van denken over de wereld om ons heen en een model om te voorspellen wat er zou kunnen gebeuren.
Eindhoven, 18 juni 2004.
VERTALING: Lucas, redacteur en vertaler van de grote familie van hermandadblanca.org
ORIGINEEL: http://www.fractal.org/Bewustzijns-Besturings-Model/Fractal-systems.htm
