Šta je vaša definicija složenih sistema?
Moja definicija u jednoj rečenici je da su to
sistemi koji nemaju
kompaktnu formu reprezentacije
ili opisa, i ja bih to trebao objasniti.
U sistemima, koje studiraju fizičari,
često se može na jednoj stranici napisati
nekoliko lepih, elegantnih jednačina, kao Njutnov
zakon konzervacije momenta ili jednačina Maksvelovog polja
za elektromagnetizam, i tako dalje.
I tako može da se objasni ogroman broj eksperimentalnih podataka
kada govorimo o genomu ili mozgu ili svojstvima
društva ili istoriji književnosti, koliko ja znam
nema tako divnih, elegantnih, komaktnih opisa.
I za mene je to dokaz
da tu imamo posla sa složenim sistemima.
Zašto je to tako? Pa, razlog zašto ja mislim da je teško
to da se uradi je zato što ti sistemi u sebi sadrže duge kodirane istorije.
Jedna od karakteristika složenog sistema, po meni
je da on nalazi način ili mehanizam,
da izvuče iz svoje sredine
neke informacije, koje koriste za adaptaciju (prilagodjavanje).
Da predvide i kontrolišu.
I, prema tome se mogu opisati koristeći modele
koji imaju malo drugačiji oblik u odnosu na one koji
su tradicionalno poznati u matematičkim prirodnim naukama.
I obično, ovi modeli će biti izračunavajući.
Dakle, ja ću da vas pitam isto pitanje
koje postavljamo svima, koja je
vaša definicija složenog sistema? O ne.
Tako svako kaže.
U teorijskoj nauci o računarima, mi ne kažemo da
da su sistemi složeni ili jednostavni, sami po sebi,
mi obično kažemo da su pitanja
složena ako ona zahtevaju dosta računarskih
resursa da bi se rešila. Puno vremena, puno memorije,
puno kumunikacije između ljudi.
Neke ograničene resurse.
Različita pitanja mogu imati različite nivoe računske složenosti.
Tako na primer, ako je ono što želis da saznaš kako će
sistem izgledati posle t koraka,
možeš da odgovoriš na pitanje
simuliranjem u vremenu t, ali interesnatno
pitanje može da bude, pa, možda ne postoje algoritmi koji rade mnogo
brže od toga. Možda postoji način da se preskoči istorija.
Možda kao haotični dinamički sistem koji nema
konačno rešenje, možda ne postoji druga prečica
do da se uradi ta mučna korak po korak simulacija.
Po meni, to više vredi reći, nego
reći da li je sistem jednostavan ili kompleksan?
Ja ne poričem da mi često imamo jasnu ideju o tome,
ali po meni je je korisno da se pitanje malo promeni,
postavi mi da ili ne pitanje na koje želiš da odgovoriš o sistemu,
ili veličinu koju želiš da izračunas o sistemu, i onda popričajmo
koliko je teško računski odgovoriti na to pitanje.
ili izračunati taj iznos.
To je komplikovan koncept,
Ja nisam rekao kompleksan,
samo pomalo komplikovan.
Ovo je u stvari povezano sa diskusijom koju ćemo imatii
o informaciji, tako da ja imam dosta preciznu predstavu
šta ja mislim kada označavam prirodni ili veštački sistem
kao kompleksan. Posebo što mislim je da taj sistem ima veoma sofisticiranu
unutrašnju uzročnu arhitekturu za smeštaj i obradu informacija.
Tako da su tehničke stvari o kojima ćemo uskoro govoriti je
kako mi merimo smeštene informacije i strukturu.
Tako da, informacija na mnogo načina pokušava da objasni
koliko je kompleksan sistem kompleksan i različiti
načini obrade i smeštanja mogu da budu povezani sa načinom kako je seistem organizovan.
To je ključni pojam, sigurno.
Sanonva originalna predstava o informaciji kao stepenu iznenađenja,
stepenu nepredvidivosti u sistemu ili koliko je sistem slučajan
potrebno je da se naglasi. Moj rad je zasigurno fokusiran na
pokušaj da se razjasni da postoji mnogo različitih vrsta informacija,
ne samo Sanonova informacija.
Dakle, moja definicija kompleksnih sistema
je da su to sistemi koji imaju interakcije.
Sastoje se od elemenata koji su nelinerano povezani.
Ja pretendujem da radim sa više dimenzionalnim sistemima, a ne sa malim brojem dimenzija.
Volim da koristim metode statističke mehanike
iz fizike, da bih razumeo probleme u tim sistemima.
Većinu vremena, interesantna svojstva ovih sistema
imaju svojstva povećanja, to jest oni imaju snagu zakona
ili fraktalne objekte u njima, sadržane negde u sebi,
bilo u samom njihovom fizičkom rasporedu
ili u terminima statistike koju možete da vidite.
Pauza
Moja osnovna definicija je da se kompleksni sistem sastoji iz gomile entiteta
koji se u početku ne razlikuju, ali na kraju budu različiti.
Na neki način, obično kroz različite vrste mreže ili prostorne
strukture, i oni primaju informacije i signale putem te mreže
ili lokalne strukture, ali takođe ponekad dobijaju i globalne signale ili globalne informacije,
kao što su tržišne cene ili temperatura u sistemu, tako da
osim toga što su različiti i povezani, oni su takođe međusobno zavisni,
tako da će postupci jednog agenta u sistemu
da utiču ili da imaju implikacije na druge agente.
U kontekstu društvenih sistema, kao što je ekonomski, ja ću reći da ako odem i kupih hleb u prodavnicu
da li ću ja da kupim pšenični ili beli hleb, nije važno.
To nije međuzavisno. Ne postoji prava stroga međuzavisnost, osim cena.
Ali ako ja odlučim da vozim kola putem
ili da vozim zaista brzo, te stvari će zaista značajno pogoditi druge.
Tako da su one međuzavisne. I poslednja stvar
da pored svega
ova međuzavisnost ponašanja, mreža i različitost agenata, tako da se agenti prilagođavaju
i reaguju na sredinu u kojoj se nalaze. Tako da ne samo da prate
prosta pravila, nego se prilagođavaju. Sada poslednji deo
koji će biti malo filozofski, zato što je adaptacija pravilo viših nivoa,
tako da možeš da imaš pravilo prvog nivoa i onda zakoni najvišeg nivoa
i tako dalje, tako da može da se kaže da su ona zasnovana na pravilima, na opštim pravilima
koja dovode do ponašanja
koje može da odgovori na lokalne i globalne signale. I poslednja stvar
koju ću pomenuti je još jedna vrsta paradoksa u definiciji kompleksnih adaptivnih sistema
i to je da sistem kao takav može da bude kompleksan, ali i ne mora.
Dakle sistem može da ima sve ove komponente, ali može da bude u stanju ravnoteže.
Posebno ako pogledamo ekonomski sistem,
neki delovi ekonomskog sistema se lako uravnotežuju a neki
su zaista kompleksni. Ako pogledamo potrošnju nafte u vremenu
na globalnom nivou ona je prilično predvidiva, prilično stabilno pravilo,
ali ako pogledamo na cene nafte tokom vremena, to je složeno
zato što postoji mnogo međuzavisnosti koje ulaze u igru.
Tako se Džon Holand (John Holland) i ja ponekad šalimo da ih treba zvati sistemima koji su u stanju
da proizvedu kompleksnost. To zvuči izvanredno.
Pauza
To je pitanje o kome ljudi puno raspravljaju.
Pretpostavljam
da bi se većina ljudi složila da je složeni sistem sistem delova koju su povezani
gde je
sistem više od zbira svojih pojedinačnih delova.
On ispoljava nova svojstva koja nisu samo zbir pojedinačnih svojstava
delova. Neki ljudu dodaju
još ponešto ovoj definiciji, ali ovo je verovatno moja
definicija. To je sistem povezanih delova koji ispoljavaju nova svojstva.
U redu, to je prilično jednostavno. Ali pojašnjenje toga
zahteva malo više vremena.
Tako da ću vam ja dati definiciju kompleksnih sistema, ali
ću da vas podsetim da mnogi značajni pojmovi
kao što je vrlina ili život je teško definistati
i ja mislim da su kompleksni sistemi negde u ovoj kategoriji.
Pored toga, vrsta sistema koje ja nazivam kompleksnim
imaju mnogo povezanih aktivnih komponenti
i interakcija između komponenanata
koje su netrivijalne i nelinearne.
i to dovodi do toga da se sistem ponaša nepredvidivo. Možda
ste već čuli ove stvari pre. Ali što je značajno,
sve ove komponente ili uče
ili menjaju svoje ponašanje na neki način
dok se sistem ponaša.
I to dovodi do različite i interesantne dinamike.
To be uopšteno bilo o čemu ja mislim kada mislim
o kompleksnim sistemima. Da li vi mislite da je prilagođavanje
suštinski važna za ponašanje kompleksnih sistema?
Da, ono je od suštinskog značaja za kompleksne sisteme koji mene interesuju.
Okej, to je dovoljno.
Mislim da je moja definicija verovatno kao i definicija mnogih
drugih u smislu da je kompleksni sistem nešto
što se sastoji od mnogo povezanih delova pri čemu
način na koji se ovi delovi ponašaju kada su povezani je kvalitativno različito
nego kako se oni ponašaju kad ih pogledaš pojedinačno.
To je nešto povezano sa fenomenom novog. I ja mislim da mi možemo sada da
idemo do detalja šta ove reči stvarno znače
Tako na primer, ja možda podrazumevam nešto malo drugačije nego ostali ljudi, ali ja
ne mislim da ima ništa posebno novo u mojoj definiciji.
Složeni sistemi teže da budu stvari
koje su različite od jednostavnijih, obično
fizičkih, sistema koji teže da budu heterogeni, oni teže
da budu sastavljeni od različitih vrsta delova. Na primer,
ljudi i preduzeća u gradu su različiti. Oni nisu isto.
Oni teže da budu, mnogi su otvoreni, ali ne svi od njih.
Tako na primer, grad ili neki ekološki sistem može da evoluira.
Često su stvari, koje ih čine teškim za izučavanje u smislu pravljenja prognoza
o njima, lanci uzročnih mehanizama
koji dovode do toga da su stvari koje se dešavaju cirkularne, dakle postoje povratne sprege
kako pozitivne tako i negativne koje doprinose da je proučavanje
njihove evolucije mnogo teže za studiranje nego u prostim fizičkim sistemima
ili inženjerskim sistemima , gde možemo da radimao sa mnogo sa elementima koji su u jednostavnijem režimu ili
linearni, i oni mogu da dovedu do rezultata koji smo mi u stanju da opišemo.
U stvari ovo je još uvek jedna operativna definicija šta bi komleksan sistem
mogao da bude. Ali postoji i duži način da se objasni šta su složeni sistemi, tipično
od ekoloskih sistema, preko organizama, gradova do mozga.
Kompleksan sistem je onaj
koji se sastoji od ogromnog broja učesnika ili agenata
koji su nelinearno povezani
i iz kojih sve vrste
ponašanja na višim nivoima evoluiraju.
Dakle postoji taj fenomen novoga, ali takođe
mislim da je kritično ono što kompleksne sisteme razlikuje od
onoga što zovemo jednostavni sistem, kao sto je kretanje planeta oko Sunca,
a to je da, s jedne strane, ne može
da se sažme dinamika u nekoliko
jednostavnih jednačina i to je blisko povezano sa
činjenicom da se ovi sistemi evoluiraju
i da se prilagođavaju. Mislim da je to najbitnija
razlika u odnosu na tradicionalne sisteme koje sam ja
proučavao u mojoj karijeri fizičara.