نستكشف في الوحدة الأولى ما هية التعقيد.
كما تلاحظون هذا يتحول الى سؤال تصعب الاجابة بدقة عاليه
سنبدأ بضرب سلسلة من الأمثة عن أنواع من الظواهر التي يدرسها علماء النظم المعقدة
وهذا سيكون عرض مسبق لأنواع المواضيع التي سنغطيها في هذا الكورس
ثم سنكتب قائمة ببعض الصفات الأهم التي تشيع في الانظمة المعقدة
سننظر بشكل مختصر على تعريف فكرة التعقيد و هذا ما سنعود له لاحقا في هذا الكورس.
و سنقوم بمسح لنعرف التخصصات الاساسسية و أهداف و منهجيات حقل البحث في النظم المعقدة
في هذه النقظة سنكون جاهزين لبداية سلسلة مما اسميه حيز الضيف والذي فيه
اقابل علماء الانظمة المعقدة البارزين حول رؤاهم في هذا الحقل
النصف الأخير من هذه الوحدة سيركز على Netlogo منصة محاكاة و برمجة
والتي سنستخدمها لشرح أفكار عدة عن أنظمة التعقيد في هذا الكورس
أصبحت جاهزاً للبدء؟ هيا لنبدأ.
النمل هو مثال عظيم لنبدأ به. كتب نايجل فرانكز - باحث مشهور في النمل- مرة
أن الجيش المتضامن من النمل هو سلوكيا واحد من أقل الحيوانات تطورا يمكن تخيلها
ولكن الموضوع يختلف عندما تكون بأعداد هائلة
هنا على سبيل المثال توجد مستعمرة من جيش النمل يبنون قناة.
كل نملة بحد ذاتها بسيطة لكن المستعمرة ككل يمكنها أن تعمل بشكل تعاوني
كي تنجز مهام معقدة للغاية دون أي تحكم مركزي.
وهذا يعني أنه بدون أي نملة أو مجموعة من النمل يتصدون لهذا الواجب.
و بمعنى أخر مستعمرات النمل يمكنها أن تنظم نفسها كي تنتج بنى اكثر تعقيدا
مما يمكن لأني نملة بمفردها أن تنتجه.
هذا مثال لنمل يبنون جسرا باجسادهم بحيث يمكن لبقية أفراد مستعمرة النمل
عبور الفجوة بين ورقتي شجر.
هذا الفيديو يري نملا يركب هذا النوع من الجسر.
تبدأ هنا، تاتي على عصا ، وتحتاز كل الطريق الى الاعلى ،
ثم يشكلون في النهاية سلسلة لتصل كل الطريق الى الأرض.
يمكنك مشاهدتهم يضيفون أنفسهم تدريجيا الى البنية.
تفرز كل نملة كيميائيات كي تتواصل مع نملات اخريات و يبنى كل الجسر
بدون تحكم مركزي
يمكنك تسمية هذا المثال نظام من اللامركزية و الانتظام الذاتي او التجميع الذاتي
الحشرات الاجتماعية الأخرى تقوم بسلوك مشابه
كمثال ، هذا مثلا من النبى المعقدة المبنية بواسطة النمل الأبيض
يستخدم كعش. التركيز الأكبر في بحث الانظمة المعقدة هو لفهم كيف
ينتج العملاء البسطاء سلوكا معقدا بدون تحكم مركزي.
في هذه الأمثلة العملاء البسطاء هم الحشرات ولكننا سنرى عدة أنواع أخرى.
الدماغ هو مثال كلاسيكي أخر. هنا، العملاء البسطاء هي
العصبونات, يتألف الدماع البشري من 100 بليون عصبون مع 100 تريليون رابط
بين هذه العصبونات. كل عصبون هو بسيط نسبيا مقارنة مع الدماغ ككل.
و أبضا لا يوجد هناك تحكم مركزي. بطريقة ما يعزز الطاقم الكبير من العصبونات
والروابط من السلوكيات المعقدة التي تسمى معرفة أو ذكاء او حتى ابداع
أظهر التصوير الدماغي أن هذه العصبونات تنظم نفسها في
أماكن عمل مختلفة. تماما كالنمل و النمل الابيض يمكن للعصبونات أن تنظم نفسها في بنى معقدة
والتي تساعد الأحياء على العمل و الحياة. وايضا لدينا نظام معقدة أخر وهو نظام المناعة
نظام المناعة ايضا موزع عبر أجزاء الجسم
شاملا عدة أعصاء مختلفة كما يشاهد في هذه الصورة و تريليون من الخلايا تتحرك حول
تدفق الدم او تدفق البلغم حامية و شافية الجسم من الاضرار و الامراض.
وكمثال هذه صورة خلايا مناعية . تلك التي باللون الأزرق تهاجم خلية سرطانية
هنا في المركز. مثلما رأينا من قبل في النمل، خلايا النظام المناعي تتواصل فيما بينها
من خلال اشارات كيميائية و تعمل مع بعضها بدون تحكم مركزي
كي تطلق هجوم متناسق على ما تعتبره تهديدا للجسم.
و كذلك تعداد الخلايا المناعية في الجسم له القدرة على تغيير او تكييف نفسه
كاستجابة لما تدركه الخلايا في محيطها.
هذا النوع من التكييف هو خاصية مفتاحية للانظمة المعقدة.
الجينوم البشري هو مثال أخر للانظمة المعقدة
هذه صورة للجينوم البشري. كل ما هو يشبه الدودة في شكله هو كروموسوم وهذه هي الازواج ال 23 منها
يمكنك مشاهدة أنها ذكر لأن لها كل من الازواج X-Y
تتألف كل من هذه الكروموزمات من ألاف الجينات. و الجينات هي طبعا
خيوط من ال DNA على طول الكروموزوم. يعتقد حاليا أن كل جينوم بشري يحتوي حوالي 25000
من الجينات و التي تحمل شيفرة البروتينات. و باستخدام مصطلحات الانظمة المعقدة يمكنك أن تفكر بالجينات على
أنها عناصر تتفاعل مع الجينات الاخرى بشكل لامركزي. و الطريقة التي
تتفاعل وفقها هي شبكة تنظيمية من الجينات. وهي تتحكم بعبارة بعضها البعض حيث
أن العبارة تعني الترجمة الى بروتينات. هنا شبكة تنظيم جينية صغيرة
تم رسمها مخططها من قبل الباحثين. يمثل كل مستطيل او شكل بيضوي جينا
و السهم من الجين الى الأخر يعني أن الجين الاول يتحكم بعبارة
الجين الأخر . و هكذا نجد أن الجينوم البشري يتألف من آلاف من الشبكات مثل هذه.
حيث تتفاعل الجينات مع بعضها بطرق معقدة
و هذه التفاعلات هي المسؤولة عن تعيقدنا الخاص,
فكرة الشبكات هي فكرة مركزية في دراسة التعقيد في الطبيعة.
هنا نوع أخر من الشبكة- الشبكة الغذائية,
في كل عقدة او مكوّن من الشبكة يوحد مجموعة من الكائنات ، تمثل الأسهم من يأكل من.
فاذا توجه السهم من مجموعة احياء الى أخرى فهذا يعني أن الاولى هي غذاء للثانية
مثال: يمكنك مشاهدة الثعالب في أعلى الشبكة الغذائية الخاصة بألاسكا
لأنها تأكل عدة أنواع من الحيوانات ولا يأكلها أحد منها.
على الاقل لا يأكلها أحد مما هو موجود في هذا الرسم. و نجد أيضا في المخطط التجريدي الاخر شبكة غذائية أكثر تعقيدا
من تلك الخاصة بخليج الاسكا. عندما سنتحدث عن الشبكات لاحقا في هذا الكورس
سترون أمثلة لتنظيمات ذاتية لا مركزية في الشبكات الغذائية مثل هذه و انواع أخرى من الشبكات
ربما تكون الشبكات الاجتماعية هي اكثر شبكة مألوفة بالنسبة لك.
اليكم هنا جزء من شبكتي الاجتماعية و انا في داخلها. الروابط تمثل علاقات الصداقة
و أصدقائي مرتبطون بأصدقائهم و هكذا . أصبحت للشبكات الاجتماعية نماذج ممتعة للغاية
هذه النماذج تظهر أيضا في الشبكات التقنية و البيولوجية.
سننظر لاحقا في هذا الكورس بعمق على ما هية هذه النماذج وكيف تتشكل.
علماء النظم المعقدة مستمتعون في دراسة الشبكات الاجتماعية الكبيرة كالفيسبوك
لفهم بنيتها وكيف تتشكل و كيف تتغير مع الوقت و ربما
ما هو أكثر امتاعا هو كيف تنتقل المعلومات في هذه الشبكات. هذا ضمن اسئلة اخرى من هذا القبيل.
الاقتصاديات هي صنف أخر من النظم المعقدة التي تكون شبكات التفاعل جوهرية.
ترون هنا مثالا على شبكة تمويل دولية حيث تمثل كل عقدة
مراكز تمويل و الروابط تمثل علاقات فيما بينها.
و كمثال كان البنك لديه حصة في بنك اخر فهذين البنكين مرتبطان. وهكذا تصبح كمية الترابطات
في هكذا شبكة كما نوعية هذه الاربتاطات وما تمثله انواعها تصبح ذات تأثير كبير على
استقرار الشبكة. و التغيرات التي ستحدث ككون البنك سيخرج من عالم الأعمال.
هذا الحقل العملي عبر التخصصي الذي يسمى علم الشبكات و الذي انبثق من المجتمع البحثي
للأنظمة المعقدة و الدارسات لأنواع هذه الظواهر في شكل شبكات من عدة تخصصات مختلفة.
وكمثال اخير. نعتبر دراسة المدن كدراسة نظم معقدة ايضا.
كثيرا ما يقال أن المدينة تماثل العضو الحي من عدة وجوه.
لكن الى أي حد المدن فعلا تمثل الاعضاء الحية في الطريقة التي تتشكل بها
وتنمو وتتمدد بالحجم و بالعمل؟ تشكل هذه الاسئلة و غيرها القاعدة لكمية من
من أبحاث النظم المعقدة مستمرة بالزيادة و التي سندرسها بالتفصيل لاحقا في هذا الكورس