ما هو تعريفك لل"أنظمة المركبة"؟
تعريفي في جملة واحدة هو
المنظومات التي لا تخضع
لأشكال التمثيل المدمجة
أو وصفها، وأود أن أشرح ذلك
في الأنظمة التي يدرسها الفزيائيون
يمكنك التدوين على صفحة واحدة
بعض المعادلات الجميلة والأنيقة، كمعادلات نيوتن
لقوانين الحفاظ على الحركة (الزخم)، أو معادلات
مجال ماكسويل الكهرومغناطيسية، وهكذا دواليك
ويمكنك شرح كميات هائلة من البيانات التجريبية
عندما يتعلق الأمر بالجينوم، أو الدماغ، أو خصائص
المجتمع أو التاريخ الأدبي، على حد علمنا
لا يوجد مثل هذه المعادلات الجميلة والأنيقة والمدمجة
وهذا بالنسبة لي دليل
على أننا نتعامل مع نظام مركب
والسؤال هنا، لماذا؟ والسبب أعتقد أنه من الصعب تكوين معادلات
لأن هذه المنظومات المركبة تحوي بيانات ذات تاريخ طويل
بالنسبة لي، أحد خصائص النظم المركبة
هي أنها وجدت وسيلة أو آليه
لإستخراج بعض المعلومات من البيئة
من أجل استخدامها للتصرف
بتكيف. ومن أجل التنبؤ والسيطرة
ولذلك، فإن وصف هذه النظم تحتاج إلى نماذج
لها نكهة مختلفة عن تلك النماذج
التقليدية المتعارف عليها في العلوم الرياضية الطبيعية
وعادةً ما تكون النماذج المستخدمة حسابية.
سوف أقوم بسؤالك
نفس السؤال الذي اسأله للجميع، وهو
ما تعريفك للأنظمة المعقدة؟ أوه لا!
هذا ما يقوله الجميع.
في علم الحاسوب النظري، لا نقول أن
الأنظمة مركبة أو بسيطة، في حد ذاتها
بل عادةً ما نقول أن المسائل
مركبة إذا كانت تلك المسألة تتطلب الكثير من الموارد الحاسوبية لحلها
الكثير من الوقت. الكثير من الذاكرة
والكثير من التواصل بين الناس
وبعض الموارد المحدودة
المسائل المختلفة قد يكون لها درجات مختلفة من التركيب الحسابي. فعلى سبيل المثال
إذا كان ما تريد معرفته هو ما ستكون عليه المنظومة
على بُعد عدد خطوات زمنية من الآن
يمكنك حل هذه المسألة بخصوص هذا العدد من الخطوات الزمنية
عن طريق المحاكاة للمستقبل، ولكن قد تكون المسألة
أنه ربما لا يوجد لها خوارزمية واضحة لحلها
ربما لا توجد طريقة لتفادي البيانات التاريخية
مثل منظومة فوضوية ديناميكية
ليس لها إجابة مغلقة وربما لا يوجد طرق مختصرة
للقيام بخطوات المحاكاة الشاقة خطوة بخطوة
لذلك، بالنسبة لي، أجد أنه من المفيد بدلاً من
سؤال إذا ما كانت المنظومة بسيطة أو معقدة؟ أعني، أنني لا أستطيع أن أُنكر
أننا في بعض الأحيان لدينا فكرة واضحة عن المسألة، ولكن أجد أنه من المفيد
تغيير شكل السؤال قليلاً ليصبح أعطني سؤالاً
بنعم أو لا تريد الإجابة عنه في هذه المنظومة
أو كمية تريد حسابها من هذه المنظومة، وعندها يمكننا أن نتكلم
عن صعوبة إيجاد حل حسابي لحل هذا السؤال أو المسألة
أو حساب تلك الكمية
حسناً، إنه مفهوم معقد
لم أقل أنه مركب بل معقد قليلاً
وهذا يرتبط بمناقشة سوف نقوم بها
عن المعلومات، ولدي مفهوم أكثر دقة
عما أعنيه عندما أشير إلى أن نظام طبيعي أو مصطنع
مركب، وما أعنيه بدقة هو أن لديه أسلوب بناء داخلي متطور
يحفظ ويعالج المعلومات
ولذلك فالأمور التقنية التي سنتحدث عنها بعد قليل لها علاقة
بكيفية قياس المعلومات المحفوظة وهيكل البناء
لذلك، المعلومات بشكل كبير تدخل في محاولة وصف
كيفية تركيب المنظومة المركبة والعديد
من أنواع معالجة البيانات وتخزينها الذي يترافق مع كيفية تنظيم المنظومة
لذلك، هو مفهوم رئيسي بالتأكيد
مفهوم شانون الأساسي عن المعلومات كدرجة للمفاجأة
أو درجة من عدم القدرة على التنبؤ في المنظومة أو درجة العشوائية في المنظومة
في حاجة إلى زيادة. ولذلك بهذا بالتأكيد محط كثير
من عملي في محاولة تحديد الأنواع المختلفة من المعلومات
وليس فقط نوعية معلومات شانون
تعريفي للمنظومة المركبة هو
منظومة لديها
تفاعلات. لديها عناصر غير خطية فيها
أنا أميل للعمل على منظومات ذات أبعاد كثيرة وليس منظومات ذات أبعاد قليلة
وأحب استخدام أساليب الإحصاء الميكانيكية
من الفيزياء لفهم المشاكل في هذه المنظومات
في معظم الأحيان، الملامح المثيرة للإهتمام في هذه المنظومات هي
الخصائص القياسية، وهذا يعني أنهم يتبعوا توزيع power-law
أو لديهم عناصر كسيرية فيهم مرسخة في مكان ما
إما في البناء المادي لهم
أو في الإحصاءات التي تراها
تعريفي الأساسي هو أن المنظومة المركبة تتكون من مجموعة من العناصر
التي من الممكن ألا تبدأ متنوعة ولكن في نهاية الأمر تصبح متنوعة
العناصر متصلة بشكل ما، عادةً من خلال بنية شبكية أو بنية مكانية
ويحصلون على معلومات وإشارات من خلال هذه الشبكة
أو البناء المحلي، بل وأيضاً يمكن أن يحصلوا على بعض الإشارات العالمية أو معلومات عالمية
مثل الاسعار في السوق، أو درجة الحرارة في المنظومة
لذلك بجانب كونهم متنوعين ومتصلين ببعض، هم أيضاً مترابطين
بحيث أن تصرفات عامل واحد في المنظومة
سيكون له تأثير على عامل آخر. لذلك في نطاق
منظومة إجتماعية، كالإقتصاد، أقول أنه إذا ذهبت لشراء خبز من محل بقالة
سواء اشتريت خبر قمح أو خبز ابيض، هذا لا يهمك
فهما غير مترابطان. لا يوجد علاقة ترابط حقيقي غير بالنسبة
للأسعار. اما إذا قررت أن أقود سيارتي على الطريق
أو أن أقود سيارتي بسرعة كبيرة على الطريق، هذه هي الأشياء التي يمكنها أن تؤثر
عليك بطريقة كبيرة. لذلك، فما مترابطان. وآخر شيء
هو أنه بجانب وجود
مثل هذه السلوكيات المترابطة والشبكات والعملاء المتنوعين، فإن العملاء يتكيفون
ويستجيبون للبيئة التي هم فيها. لذلك، فالمسألة ليست فقط كونهم
يتبعون بعض القواعد البسيطة بل إنهم يقومون بالتكيف أيضاً. والآن هذا الجزء الأخير
دقيق فلسفياً لأن التكيف هو حقاً قاعدة ذات مستوى اعلى
يمكن أن يكون لديك قاعدة ذات مستوى أول ثم قاعدة ذات مستوى فوقي
ولذلك يمكنك القول بأنهم مبنيون على أساس مستويات ولكن نوع من المستويات الفوقية
التي تسمح للسلوك بأن
يستجيب للإشارات التي تأتيهم عالمياً ومحلياً. والآن آخر شيء
سوف أذكره هو نوع آخر من المفارقات المتعلقة بتعريف المنظومة المركبة المتكيفة
فإن منظومة كهذه يمكن أن تكون مركبة ولكن هذا ليس ضرورياً
فالمنظومة يمكن أن تحتوي على هذه المكونات ولكن تنتهي بإصدار
نقطة توازن. خاصةً إذا نظرت إلى منظومة إقتصادية
بعض أجزاء المنظومات الإقتصادية تتوازن بشكل جيد ولكن آخرين
ينتهون بكونهم مركبين ومعقدين. فإذا نظرت إلى إستهلاك النفط
على المستوى العالمي مع مرور الوقت ستجد نمط الإستهلاك قابلاً للتنبؤ. هذا النمط مستقر
أما إذا نظرت إلى أسعار النفط مع مرور الوقت، فهذا مركب لأنه
يوجد العديد من الترابطات التي تلعب دوراً في تركيب السعر
لذلك جون هولاند وأنا في بعض الأحيان نمزح بقول أنه يجب تسميتهم بمنظومات قادرة على إنتاج
التركب.
هذا لا يبدو لافتاً للنظر
حسناً، هذا سؤال ناقشه الناس كثيراً
أظن
أن معظم الناس تتفق في أن المنظومة المركبة هي منظومة تتكون من أجزاء تتفاعل
بحيث أن
المنظومة تصبح أكبر من مجرد مجموع أجزائها
وتصدر سلوكيات ناشئة ليست مجرد مجموع السلوكيات الفردية
للأجزاء. يضيف بعض الاشخاص
عناصر أخرى لهذا ولكن هذا هو تعريفي
هي منظومة من الأجزاء التي تتفاعل وتصدر سلوكيات ناشئة
حسناً، هذا بسيط. توضيح ذلك
يحتاج إلى المزيد من الوقت
لذلك، سأقوم بإعطاء تعريف للمنظومات المركبة ولكن
أذكرك بأن كثير من المفاهيم المهمة
كالفضيلة والحياة من الصعب جداً تعريفهم
وأعتقد أن المنظومات المركبة تقع في هذه الفئة
ولكن مع ذلك، أنواع المنظومات التي أدعوها مركبة
لديها العديد من المكونات النشطة التي تتفاعل
وهذا التفاعل بين المكونات لديه
تفاعلات غير بسيطة و غير خطية
وهذا يؤدي إلى أن المنظومة يكون لديها سلوك غير قابل للتبؤ. ربما
سمعت بكل هذا من قبل. ولكن الأهم
أن كل المكونات إما تتعلم
أو تعدل سلوكها بشكل ما بينما
تتصرف المنظومة
وهذا ما يؤدي إلى جميع التحركات الديناميكية المثيرة للإهتمام
وهذا ما أفكر فيه عندما أفكر في منظومة مركبة
هل تعتقدين أن التكيف أساسي بالنسبة للسلوك المركب؟
حسناً، هو مهم بالنسبة لنوع السلوك المركب الذي أهتم به
حسناً، إجابة عادلة.
أعتقد أن تعريفي على الأرجح مثل تعريف الكثير من الناس
في أن المنظومة المركبة هي شيء
لديه الكثير من الأجزاء التي تتفاعل بينما يوجد شيء ما
متعلق بشكل سلوك هذه الأجزاء عندما تتفاعل تختلف نوعياً
عن شكل السلوك عندما تنظر إليهم فردياً
لذلك فهو شيء متعلق بالظاهرة الناشئة. وأظن أننا عندها يمكننا المراوغة
عما تعنيه هذه الكلمات بالتحديد
فعلى سبيل المثال قد أعني شيئاً مختلفاً قليلاً عن بعض الناس الآخرين
ولكن لا أعتقد أن لدي اي شيء مميز بالتحديد في تعريفي
المنظومات المركبة تميل إلى أن تكون أشياء
مختلفة عن أشياء أكثر بساطة، عادةً ما تكون
منظومات طبيعية، منظومات تميل إلى عدم التجانس، تميل إلى
أن تكون مركبة من أجزاء ليست بنفس النوع. على سبيل المثال
الناس والشركات في مدينة ما كلهم مختلفون. ليسوا كلهم نفس الشيء
الكثير منهم لهم نهاية مفتوحة، ولكن ليس كلهم
لذلك، فإن مدينة ما أو نظام بيئي يمكن أن يتطور
عادةً الشيء الأكثر صعوبة في الدراسة من حيث القيام بتنبؤات
عن هذه المنظومات هي أن لديهم سلاسل سببية
آليات تجعل الأشياء التي تصدر دائرية لذلك فهناك ردود أفعال
إيجابية وسلبية في نفس الوقت وهذا يجعل تطورها
أكثر صعوبة في الدراسة من المنظومات الطبيعية الأبسط
أو المنظومات الهندسية حيث يمكن التعامل معهم في نظام أكثر بساطة
وخطية، ويمكنهم الاستجابة بطرق يمكننا أن نأمل أن نميزها
هذه الأشياء مازالت تعريف عملي لما تعنيه المنظومة المركبة
ولكن البعض يقطعون شوطاً اكبر لتعريف ماهية المنظومة المركبة
من نظام بيئي إلى كائنات إلى عقول
المنظومة المركبة هي منظومة
تحتوي على أعداد هائلة من العملاء أو الممثلين
الذين يتفاعلون بطريقة عادةً ما تكون غير خطية
التي ينتج عنها
تطور سلوك متعدد المستويات
فيكون هناك ظواهر ناشئة ولكن أيضاً
أعتقد أن من الأجزاء الحاسمة التي تميز المنظومة المركبة عن
ما يمكن مناداته بالمنظومة البسيطة مثل حركة دوران الكواكب حول الشمس
هي أنه من جهة لا يمكنك
تغليف الديناميكيات في بعض
المعادلات البسيطة وأنه يتصل إتصالاً وثيقاً
بحقيقة أن هذه المنظومات تتطور
وتتأقلم. وأظن أن هذه من أكثر
الإختلافات الحاسمة بينها وبين المنظومات التقليدية التي
تعاملت معها معظم حياتي العملية تحت ستار الفيزياء