Nachdem wir verschiedene Beispiele für komplexe Systeme gesehen haben,
versuchen wir einige der gesehenen Eigenschaften zu abstrahieren.
Die erste Eigenschaft habe ich bereits mehrfach erwähnt.
Komplexe Systeme setzen sich aus einfachen Komponenten zusammen,
und werden oft Agenzien genannt.
Das heißt, sie sind einfach im Vergleich zum gesamten System.
Eine weitere gemeinsame Eigenschaft besteht darin, dass die Komponenten des Systems
auf eine nichtlineare Weise interagieren.
Was der Ausdruck "nichtlinear" bedeutet, besprechen wir in der nächsten Einheit.
Sehr formlos gesagt ist gemeint, dass die Komponenten auf eine Art interagieren,
dass man ihre Aktivitäten nicht einfach aufsummieren und dann
ableiten kann, was das gesamte System tut.
Umgangssprachlich können wir davon sprechen, dass das Ganze
mehr ist als die Summe der Teile.
Das ist die wirkliche Bedeutung von "nichtlinear". Wir werden darauf zurück kommen.
In den Systemen, die wir betrachtet haben, haben wir auch gesehen,
dass die Komponenten von keiner zentralen Führung kontrolliert wurden.
Es gab keinen zentralen Wächter über die Ameisen, oder im Immunsystem,
oder in unserem Wirtschaftssystem, auch nicht in irgendeinem anderen Beispiel, das ich gezeigt habe.
Stattdessen haben wir gesehen, dass das System in der Lage war sich selbst zu organisieren
auf eine dezentralisierte Art und Weise. Schließlich -
ein Schlüsselbegriff für alle komplexe Systeme -
ist der Ausdruck "emergentes Verhalten".
Der Begriff "emergent" bezieht sich hier auf Eigenschaften des Systems,
die nicht einfach erklärt werden können aus Sicht einzelner Komponenten
oder Gruppen einzelner Komponenten;
sie sind vielmehr gemeinschaftliche Folgen des Gesamtsystems
und müssen auf der Systemebene verstanden werden,
statt auf der Ebene der einzelnen Individuen.
Lassen Sie uns einige Beispiele betrachten von den Formen emergenten Verhaltens,
von denen ich gesprochen habe.
Die erste könnte man hierarchische Organisation nennen.
Sie bezieht sich auf Dinge wie biologische Organismen,
die hierarchische Strukturen besitzen;
das geht von Zellen über Organe über körperweit verteilte Systeme
bis zum Körper als Ganzes, und sogar bis zu Kolonien und Gesellschaften.
Wie solche Hierarchien erstmalig auftauchen
und wie die verschiedenen Ebenen wechselwirken,
das sind wichtige Fragen im Fachgebiet Komplexe Systeme.
In diesem Kurs werden wir einige Beispiele von verschiedenen Arten an Hierarchien sehen.
Ein weiteres emergentes Verhalten ist die Informationsverarbeitung,
d.h. wie das Gesamtsystem Information aus der Umgebung gewinnt,
und ebenso über seinen eigenen Zustand;
und wie es diese Information - als Ganzes - verwendet, um Entscheidungen zu treffen darüber
welche Maßnahmen ergriffen werden müssen.
Die einzelnen Komponenten erzielen die Information
oder fällen Entscheidungen nicht.
Diese Form der Informationsverarbeitung kann nur
auf der Ebene des Gesamtsystems erfolgen.
Wir werden sehen, wie komplexe Systeme, wie z.B. Ameisenkolonien,
das Immunsystem, usw.
in der Lage sind, gemeinschaftlich Information wahrzunehmen und zu verwenden,
für die Fitness des Gesamtsystems.
Ein anderes Beispiel für emergentes Verhalten
ist das, was ich die komplexe Dynamik eines Systems nenne.
Das Wort "Dynamik" steht dafür, wie sich das System in seiner Struktur verändert -
im Raum und in der Zeit.
Wir könnten beispielsweise Ameisen beim Aufbau von Pfaden zur Nahrungssuche beobachten.
Dabei nimmt die gesamte Kolonie ein bestimmtes Muster an,
das sich über die Zeit auf komplexe Art und Weise ändert.
Sie können ebenso an Aktienkurse denken,
die sich auf komplizierte und nicht vorhersagbare Weise ändern.
Komplexe Dynamik zu haben ist eine Eigenschaft aller
komplexen Systeme, die wir uns anschauen werden.
Schließlich finden wir in all diesen Systemen Evolution und Lernen.
All dieses Systeme, ob biologische, soziale oder technologische,
zeigen eine Art von Evolution im Darwinschen Sinn,
und diese Evolution führt oft zu Anpassung, oder Lernen.
D.h. Systeme verbessern sich um zu überleben
oder um sich in einer Umgebung besser zu behaupten.
Darauf werden wir uns in diesem Kurs viel konzentrieren.