Karmaşıklığa giriş Karmaşıklık nedir? İlk ünite Karmaşıklık nedir? sorusunu inceliyor Gördüğünüz gibi bu soruyu eksiksiz olarak cevaplamanın zor olduğu anlaşılıyor Kompleks sistem çalışan bilim insanlarının incelediği bir dizi örnek olguyu vererek sezgisel olarak başlayacağız Bu kursun kapsadığı çeşitli başlıkların bir ön izlemesi olacak Daha sonra bir çok kompleks sistemde ortak olan bazı önemli özelliklerin listesini yapacağız Kursta yeniden açıklanacak olan karmaşıklık kavramına kısaca bakacağız Ayrıca ana disiplinleri, amaçları ve yöntemleri gözden geçireceğiz O noktada benim " konuk noktası" dediğim serinin ilki için hazır olacağız Seçkin karmaşık sistem bilim insanları ile alan hakkındaki görüşleri konusunda röportaj yapacağım Bu ünitenin son yarısı simulasyon ve programlama platformu netlogo' ya odaklanacak Netlogo bu kurstaki bir çok karmaşık sistem fikrini acıklamakta kullanılacak Başlamaya hazır mısınız? Haydi gidelim Başlangıç için harika bir örnek karıncalar. Ünlü bir karınca araştırmacısı Nigel Franks asker karınca hayal edilebilecek en az sofistike hayvanlardır, yazmıştı olağan üstü çok sayıda, fakat bu başka bir konu Örneğin burada bir asker karınca kolonisi bir tünel inşa ediyor Her bir karınca tek başına çok basit, fakat bir bütün olarak koloni birlikte iş birliği yaparak çalışabilir merkezi bir kontrol olmadan çok karmaşık görevleri başarmak için Herhangi bir karınca ya da karınca gurubu sorumlu olmadan Diğer bir değişle karınca kolonileri kendilerini tek bir karıncanın üretebileceğinden çok daha karmaşık yapılar üretmek için organize edebilir Burada karıncalar vücutlarıyla bir köprü inşa ediyorlar Böylelikle kolonideki diğer karıncalar iki yaprak arasındaki boşluğu geçebilecek Bu video karıncaların böyle bir köprüyü bir araya getirmelerini gösteriyor Buradan başlıyorlar, çubuk üzerinde buraya geliyorlar, en üste kadar bütün yol boyunca Nihayetinde kendilerini toprağa kadar zincirliyorlar Gitgide kendilerini yapıya eklediklerini görebilirsiniz Her bir karınca diğerleriyle iletişim kurmak için kimyasallar salgılıyor Köprü herhangi bir merkezi kontrol olmadan inşa ediliyor Bu örneğe mekezi olmayan, kendi kendini organize eden ya da kendini birleştirebilen diyebilirsiniz Diğer sosyal böcekler benzer davranış gösterir Mesela burada termitler tarafından inşa edilen bir karmaşık yapı var Bir yuva olarak hizmet veriyor. Karmaşık sistemlerin önemli bir araştırma odağı bağımsız basit faktörlerin merkezi kontrol olmadan nasıl karmaşık davranış gösterdiğini anlamaktır. Bu örneklerde basit faktörler böceklerdir, fakat bir çok çeşit göreceğiz Bir başka karmaşık sistem örneği beyindir. Burada bağımsız basit faktörler sinir hücreleridir. İnsan beyni 100 trilyon sinir hücresi ile bu hücreler arasında 100 trilyon bağlantı içerir Her bir nöron tüm beyinle kıyaslandığında basittir ve yine merkezi bir kontrol yoktur. Bir şekilde dev nöron birliği ve bağlantıları bilinç, zeka yada yaratıcılık dediğimiz karmaşık davranışları ortaya çıkarır. Beyin görüntülemesi bu nöronların kendilerini farklı fonksiyonel bölgelerde organize ettiklerini göstermiştir Aynı karınca ve termitler gibi, nöronlar kendi kendilerini organizmanın hayatta kalmasına ve fonksiyonuna yardım edecek yapılara organize edebilirler Bağışıklık sistemi tüm vücuda yayılmıştır bu resimde görüldüğü gibi farklı bir çok organı ve vücudu hasardan ve hastalıklardan koruyan ve iyileştiren Kan ve lenf dolaşımı içerisinde hareket eden trilyonlarca hücre içerir Örneğin bu bağışıklık hücrelerini bir resmi, buradaki mavi olanlar ortadaki kanser hücresine saldırıyor Daha önce gördüğümüz karıncalar gibi, bağışıklık sistemi hücreleri birbirleriyle kimyasal sinyaller vasıtasıyla iletişim kuruyor ve herhangi bir merkezi kontrol sistemi olmaksızın birlikte çalışıyor Vücuda tehtid olarak gördükleri şeylere koordine saldırılar başlatıyorlar Ek olarak, bağışıklık sistemi hücreleri çevrelerinden algıladıklarına cevap olarak kendilerini değiştirebiliyor ya da adapte edebiliyor Bu çeşit bir adaptasyon karmaşık sistemlerin bir başka anahtar özelliğidir Bir başka tanıdık karmaşık sistem örneği insan genomudur Buradaki her solucan benzeri yapı bir kromozom ve 23 çift var Bunun bir erkek olduğunu görebilirsiniz çünkü X-Y çifti var Bu kromozomların her biri binlerce genden oluşmakta Genler tabi ki kromozom boyunca uzanan DNA zincirleridir. Şu anda insan genomunun proteinlerin kodu olan yaklaşık 25.000 gene sahip olduğu düşünülmekte. Karmaşık sistemlerde genleri merkezi kontrol olmaksızın diğer genlerle iletişim halindeki basit bileşenler olarak düşünebilirsiniz Ve etkileşim yolları genetik düzenleyici ağlar üzerindendir. Birbirlerinin ekspresyonunu kontrol ederler. Ekspresyon proteine translasyon anlamına gelir. Burada araştırmacılar tarafından planlanmış genetik kontrol ağı var. Her bir kare ya da oval bir geni temsil ediyor Ve genden gene ok, birinci genin ikinci genin ekspresyonunu kontrol ettiğini gösteriyor İnsan genomunun buna benzer binlerce ağdan oluştuğu ortaya çıktı genler birbirleriyle karmaşık yollarla etkileşiyor Ve bu etkileşimler büyük ölçüde bizim kendi karışıklığımızdan sorumlu Ağ fikri doğadaki karmaşıklığı çalışmanın merkezindedir. Burada bir başka çeşit ağ var- bir yiyecek ağ örgüsü Her bir boğum noktası ya da ağdaki varlık, bir grup canlı türü Ve oklar kimin kimi yediğini temsil ediyor. Eğer bir grup canlı türü bir diğerini gösteriyorsa, birincisi ikincisi için yemektir. Örneğin burada tilkiler Alaska yiyecek ağ örgüsünün en tepesindedir. Çünkü çeşitli hayvanları yerler fakat hiç biri onları yemez, en azından bu tabloda. Burada çok daha karmaşık Alaska girdabından bir ağ örgüsünün özet şeması var. Daha sonra kursta ağlar hakkında konuştuğumuzda, Yiyecek ağ örğulerinde merkezi olmayan kendi kendine organize çok ilginç örneklerini göreceğiz Muhtemelen en bilinen ağ, sosyal ağdır. Bu benim kendi sosyal ağım. Şu bağlantılar arkadaşlık ilişkilerini temsil ediyor. Benim arkadaşlarım onların arkadaşlarına ve diğerlerine bağlı Sosyal ağlar biyolojik ve teknolojik ağlar gibi çok ilginç desenlere sahip. Bu kursun ilerisinde, bu desenlerin ne olduğuna ve nasıl oluştuğuna daha derinden bakacağız Karmaşık sistem çalışan bilim insanları Facebook gibi geniş sosyal ağlarla çok ilgilenirler Yapılarını, nasıl oluştuklarını, zamanla nasıl değiştiklerini anlamak ve belkide en ilginci; bu tip ağlarda bilginin nasıl aktarıldığı diğer sorular arasındadır Ekonomiler ağ etkileşimlerinin esas olduğu diğer bir tür karmaşık sistemdir. Burada uluslar arası finans ağının bir örneğini görüyoruz. Boğum noktaları finans enstitülerini ve bağlantılar aralarındaki ilişkiyi temsil ediyor Örneğin, eğer bir banka diğer bir bankanın hisse senetlerine sahipse, bu ikisi bağlantılı. Bunun gibi bir ağda var olan bağlantı çeşitleri kadar bağlantı miktarı da ağın değişimlere karşı kararlılığında büyük bir etkiye sahip olabilir. Bankanın işten çekilmesi gibi Karmaşık sistem araştırma topluluğunda ortaya çıkan yeni interdisipliner ağ alanı bilimi, çok değişik disiplinlerden bu çeşit fenomenleri çalışıyor. Son örnek olarak, karmaşık sistem olarak şehir çalışmalarına bakalım. Sıklıkla bir şehrin bir çok açıdan yaşayan bir organizmaya benzediği söylenir. Fakat, gerçekte şehirlerin yapıları, gelişmeleri, büyüklükleri ve çalışma şekilleri ne ölçüde yaşayan organizmaları andırır? Bu ve buna benzer sorular ileriki konularda detaylarına bakacağımız hızla gelişen karmaşık sistem araştırma alanının temelini oluşturuyor.