Може би сте забелязали, че в предишната част говорих за комплексността по неформален начин.
Но аз още не съм дефинирала термина "комплексност".
Това е защото се оказва, че е трудно да се дефинира "комплексността"
или се оказва, че има твърде много дефиниции в много области.
Така че как изследователите мерят комплексността на една система?
Статията на Сет Лойд дава един неизчерпателен списък с 42 дефиниции за начините на мерене на комплексността,
като включва информацията на Шанон, алгоритмична сложност, размер на фракталността, термодинамична характеристика, т.н.
Съществува ли проста и полезна дефиниция на комплексността?
Много е съмнително. Различни дефиниции служат за мерене на различни аспекти на системите.
В този курс ще говорим за две от тях: информацията на Шанон и размер на фракталността.
Как те се използват и как те могат да бъдат полезни?
Ние също представяме общия проблем за дефиниране на мерене на комплексността в реалния свят.
Преди да продължа бих искала да спомена някои идеи за комплексността като използвам една класическа и ценна статия, наречена "Наука и комплексност",
написана от американския математик Уорън Уивър през 1948 г.
Уивър разделя проблема на интереса към науката в три катогории.
Първата нарича "проблем на простотата".
Това са проблеми, които включват само няколко променливи.
Някои примери могат да се свържат с отношението между налягането и температура в термодинамиката
или в електротехниката: отношенията между сила на тока, съпротивление и ел. напрежение;
в популационната динамика: връзката на населението с времето.
Това са проблеми, разработвани в края на 19ти и началото на 20ти век във физиката, химията, биологията и т.н..
Тогава се отива към втората каатегория
Проблеми на неорганизираната сложност.
Това са проблеми, които включват милиарди и трилиони променливи.
Едив пример може да бъде разбирането на законите, които управляват отношението между температурата и налягането,
които се появяват от трилиони неорганизирани молекули във въздуха или атмосферата.
Разбирането е да се вземе извадка от средни стойности от голям брой променливи
Когато се стремим да разберем влиянието на температурата ние не гледаме енергията и локализацията на всяка индивидуална молекула.
По-скоро разбираме температурата като средна стойност на енергията на трилиони молекули.
Науката на средните стойности се нарича "Статистическа механика",
която се занимава с тези проблеми. Ключовият проблем тук е, че предполагаме твърде малко взаимодействия между променливите.
Това ни дава възможност да получим физически значими средни стойности.
В случая на температурата на един газ цялата стойност е равна на сумата или тя е еквивалентна на средната стойност на съставните части.
Последната категория на Уивър се отнася за проблемите на организираната комплексност.
Тук се включват примерите, които ви дадох по-рано:
проблемите, които интересуват изследователите на комплексните системи.
Това са проблеми, които включват умерен до голям брой променливи,
но ключът тук е, че поради големия брой строго нелинейни взаимодействия
средните им стойности не могат да бъдат усреднени и едновременно с това да имат значим физически смисъл.
Ние отново ще говорим за това какво означава нелинейността в следващата част.
Уивър нарича това: "Проблеми, които включват едновременното изучаване на значим брой фактори, които са органически свързани в едно цяло.
Така стигаме до разбиране на понятието "появяване".
Това органично цяло отговаря на поведението на "появяване" на системата.
В тази статия, Уивър дава хубав списък с въпроси
като примери на проблемите на организираната комплексност.
Учудващо е, че дори статията на Уивър да е публикувана през 1948 г., всички повдигнати въпроси са актуални и днес,
почти 7 десетилетия по-късно. Аз само ще отбележа някои от неговите въпроси тук.
На какво се дължи отварянето на цветчето на една вечерна иглика?
Какво е описанието на остаряването от гледна точка на биохимията?
Какво е генът и как оригиналната генетична структура на един жив организъм се проявява и развива характеристики на възрастен индивид?
От какво зависи цената на пшеницата?
Как може една парична единица да бъде мъдро и ефективно стабилизирана?
Как може да се обясни поведението на на една организирана група от хора като работнически синдикат или група производители, или расистко малцинство?
Уивър продължава: тези проблеми са твърде сложни, за да се обхванат от инструментариума на 19ти век,
които са толкова ефективни за решаване на проблеми с 2-3 или 4 променливи.
Тези нови проблеми не могат да се решават със статистически техники, които са толкова ефективни в описанието на
усредненото поведение на дезорганизираната комплексност.
По-нататък Уивър дори казва: "Бъдещето на на света зависи от тези нови проблеми, което изисква науката да направи трето голямо развитие.
Това трябва да бъде по-голямо развитие от това през 19ти век и решаването на проблемите на обикновените взаимодействия
или на решаването на проблемите на дезорганизираната комплексност през 20ти век.
През следващите 50 години науката трябва да се научи да решава проблемите на организираната комплексност".
Минали са почти 70 години от написването от Уивър на тази статия.
Основната цел на този курс е да покажем колко далеч сме стигнали в решаването на проблемите на организираната комплексност.
Какви нови инструменти науката за комплексните системи е развила, за да ги разрешава.
Макар че няма да се задълбочаваме в разглеждането на формални дефиниции в този курс
нека направим нещо повече в разглеждането на въпроса: "Какво е една комплексна система?"
Има много възможни отговори.
Нека отидем направо при специалистите.
В следващата част ще ви дадем избрани отговори от някои от най-добрите експерти в тази област.
Забележете, че макар да има големи различия в отговорите има и сходимост в отговорите за дефиницията.