Sistemi frattali: una breve descrizione dei sistemi complessi emergenti e adattivi, di Peter Fryer e Jules Ruis
- 2019
“L'universo è un frattale. Qualunque sia il sigillo di energia che portiamo, sarà ripetuto all'infinito, ancora e ancora, fino a quando non cambieremo quella vibrazione. "
- Paige Bartolomeo
Cosa sono i sistemi frattali ?
Una breve descrizione di " Sistemi complessi emergenti e adattivi "
Di Peter Fryer e Jules Ruis
Tradotto in spagnolo da Lucas RC
introduzione
Nella scienza, introduciamo la " frattalità " come un santo e segnaliamo un nuovo modo di pensare al comportamento collettivo di molte unità di base ma interattive, che siano atomi, molecole, neuroni o bit in un computer. Per essere più precisi, la nostra definizione è che la frattalità è lo studio del comportamento delle raccolte macroscopiche di quelle unità che sono dotate del potenziale per evolversi nel tempo. La loro interazione porta a fenomeni collettivi coerenti, noti come proprietà emergenti che possono essere descritti solo a un livello superiore rispetto a quelli delle singole unità. In tal senso, il tutto è maggiore della somma delle sue parti.
Definizione di un sistema frattale
Un sistema frattale è un sistema interattivo non lineare complesso che ha la capacità di adattarsi a un ambiente in evoluzione. Questi sistemi sono caratterizzati dal potenziale di auto-organizzazione, esistente in un ambiente sbilanciato. I sistemi frattali si evolvono per mutazioni casuali, auto-organizzazione, trasformazione dei loro modelli di ambiente interno e selezione naturale. Esempi includono organismi viventi, sistema nervoso, sistema immunitario, economia, società, società e altri.
In un sistema frattale, gli agenti semi-autonomi interagiscono secondo specifiche regole di interazione, evolvendosi per massimizzare alcune misure, come la salute. Questi agenti sono diversi sia nella forma che nelle loro capacità e si adattano cambiando le loro regole e, quindi, i loro comportamenti, man mano che acquisiscono esperienza. I sistemi frattali si evolvono storicamente, cioè dal loro passato o dalla loro storia. Ad esempio, la loro esperienza viene aggiunta a loro e determina la loro traiettoria futura. La sua adattabilità può essere sia aumentata che diminuita dalle regole che modellano la sua interazione. Inoltre, non in anticipo, le strutture emergenti possono svolgere un ruolo decisivo nell'evoluzione di questi sistemi, il che rende questi sistemi presenti un alto grado di imprevedibilità.
Tuttavia, può anche essere che uno dei sistemi frattali abbia il potenziale per un alto grado di creatività che non è stato programmato in loro dall'inizio. Considerando un'organizzazione, ad esempio un ospedale, modifica come sistema frattale il modo in cui viene promulgato il cambiamento. Ad esempio, il cambiamento può essere inteso come un tipo di auto-organizzazione derivante dall'intensificarsi dell'interconnettività, nonché dalla connessione con l'ambiente, dalla coltivazione della diversità nelle opinioni dei membri organizzativo e sperimentare regole e strutture alternative.
Causa ed effetto
Per molti anni, gli scienziati hanno visto l'universo come un luogo lineare. Un luogo in cui si applicano semplici regole di causa ed effetto . Vedevano l'universo come una grande macchina e pensavano che se avessero potuto dividere questa macchina e comprenderne le parti, avrebbero potuto capire il tutto.
Hanno anche pensato che i componenti dell'universo potessero essere visti come macchine, credendo che se avessimo lavorato sulle parti di quei componenti e migliorato il modo in cui queste parti funzionano, l'intero lavoro meglio. Gli scienziati credevano che l'universo e tutto ciò che poteva essere previsto e controllato . Ma nonostante i duri tentativi di trovare i componenti mancanti che hanno completato l'immagine, non sono riusciti.
Nonostante l'utilizzo dei computer più potenti del mondo, il tempo è rimasto imprevedibile, nonostante studi e analisi approfonditi, gli ecosistemi e il sistema immunitario non si sono comportati come previsto. Ma fu nel campo della fisica quantistica che furono fatte le scoperte più strane e che era evidente che le particelle subnucleari più piccole si comportavano secondo una serie di regole di causa ed effetto molto diverse.
Teoria Frattale
A poco a poco mentre gli studiosi di tutte le discipline esploravano questo fenomeno, emerse una nuova teoria: la teoria dei frattali, una teoria basata su relazioni, emergenze, schemi e ripetizioni. Una teoria secondo cui l'universo è pieno di sistemi, sistemi meteorologici, sistemi immunitari, sistemi sociali, ecc. e che questi sistemi sono complessi e si adattano costantemente all'ambiente. Cioè, sistemi frattali .
Sistemi adattivi complessi
Questo può essere illustrato come nel seguente diagramma:
Gli agenti nel sistema sono tutti componenti di quel sistema. Ad esempio, le molecole di aria e acqua nel sistema meteorologico e la flora e la fauna in un ecosistema. Questi agenti interagiscono e si connettono tra loro in modi imprevedibili e non pianificati. Ma da questa quantità di regolarità emerge l'interazione e inizia a formarsi un modello che alimenta il sistema e informa le interazioni con gli agenti. Ad esempio in un ecosistema, se un virus inizia a esaurire una specie, questo è il risultato di più o meno integratori alimentari per gli altri nel sistema, che influenzeranno il suo comportamento e il suo numero. Un periodo di flusso si verifica in tutte le popolazioni del sistema fino a quando non viene stabilito un nuovo equilibrio.
Per chiarezza, nel diagramma delle regolarità, lo schema e il feedback sono mostrati fuori dal sistema ma in realtà sono tutti parti intrinseche ad esso.
proprietà
I sistemi frattali hanno diverse proprietà e le più importanti sono:
emergenza
Prima di essere pianificati o controllati, gli agenti del sistema interagiscono apparentemente in modo casuale. Da tutte queste interazioni emergono modelli, quelli che informano il comportamento degli agenti all'interno del sistema e il comportamento del sistema stesso. Ad esempio, una collina di termiti è un meraviglioso pezzo di architettura con un labirinto di passaggi interconnessi, grandi caverne, tunnel di ventilazione e molto altro. Tuttavia, non esiste un grande piano, le colline emergono solo a seguito del follow-up di alcune semplici regole locali da parte delle termiti.
La coevoluzione
Tutti i sistemi esistono nel loro ambiente e fanno anche parte di quell'ambiente. Pertanto, mentre l'ambiente cambia, devono cambiare per garantire una migliore forma fisica . Ma poiché fanno parte dell'ambiente, quando cambiano, modificano anche l'ambiente, e poiché è cambiato devono essere riadattati e quindi continuare in un processo costante (forse la teoria di Darwin dovrebbe essere chiamato Teoria di co-evoluzione ).
Alcune persone sottolineano la distinzione tra sistemi adattativi complessi e sistemi evolutivi complessi . Dove i primi si adattano ai cambiamenti che li circondano ma non imparano dal processo. E questi ultimi apprendono e si evolvono da ogni cambiamento, permettendo loro un'influenza sul loro ambiente, una previsione più accurata dei cambiamenti futuri e li prepara per loro. I sistemi frattali sono sia adattativi che evolutivi.
Sub-ptimos
I sistemi frattali non devono essere perfetti per prosperare nel loro ambiente. Dovrebbero essere solo leggermente migliori dei loro concorrenti e qualsiasi energia usata per essere più di quella è energia sprecata. Un sistema frattale, una volta raggiunto lo stato di essere abbastanza buono, cambierà la sua grande efficacia per aumentare l'efficienza.
Varietà di requisiti
Maggiore è la varietà all'interno del sistema, maggiore è la sua forza. In effetti, ambiguità e paradosso abbondano nei sistemi frattali, che usano le loro contraddizioni per creare nuove possibilità di co-evoluzione con il loro ambiente .
La democrazia è un esempio in cui la sua forza deriva dalla sua tolleranza e persino dall'insistenza su una varietà di prospettive politiche.
connettività
I modi in cui gli agenti di un sistema si connettono e interagiscono tra loro sono fondamentali per la sopravvivenza del sistema, poiché è da queste connessioni che si formano modelli e si diffonde il feedback. Le relazioni tra gli agenti sono generalmente più importanti degli agenti stessi.
Regole semplici
I sistemi frattali non sono complicati. I modelli emergenti possono avere una varietà molto ricca, ma come caleidoscopio queste regole che governano le funzioni del sistema sono abbastanza semplici. Un classico esempio è che tutti i sistemi idrici del mondo, tutti i corsi d'acqua, fiumi, laghi, oceani, cascate, ecc. Con la loro infinita bellezza, potenza e varietà sono governati dal semplice principio secondo cui l'acqua incontra il proprio livello.
ripetizione
Piccoli cambiamenti nelle condizioni iniziali del sistema possono avere effetti significativi dopo che sono passati attraverso il ciclo di emergenza - il feedback a volte (fenomeno a volte chiamato effetto farfalla ). Una palla di neve che rotola, per esempio, vince ad ogni turno un volume di neve maggiore di quello che aveva nel turno precedente, e rapidamente una palla di neve delle dimensioni di un pugno diventa un gigante.
Auto-organizzazione
Non esiste una gerarchia di comando e controllo in un sistema frattale. Non c'è pianificazione o amministrazione, ma c'è una riorganizzazione costante per trovare la migliore attitudine per l'ambiente . Un classico esempio è che se andassimo in una qualsiasi città dell'est, aggiungeremmo tutto il cibo dai mercati e lo divideremmo per gli abitanti della città, ci sarebbe abbastanza cibo da fornire a tutti per circa due settimane, ma non ci sono piani alimentari o amministrazione, o qualche altro tipo di processo di controllo formale. Il sistema si organizza continuamente attraverso il processo di emergenza e feedback .
Al limite del caos
La teoria dei frattali non è la stessa della teoria del caos che deriva dalla matematica. Ma il caos si svolge nella teoria dei frattali, in cui esistono sistemi in uno spettro che si muove tra equilibrio e caos . Un sistema in equilibrio non possiede la dinamica interna per consentire a se stesso di rispondere al suo ambiente e molto lentamente (o rapidamente) morirà. Un sistema nel caos smette di funzionare come un sistema. Lo stato più produttivo da incontrare sarà al limite del caos dove incontra la massima varietà e creatività, portando a nuove possibilità.
Sistemi nidificati
La maggior parte dei sistemi sono nidificati all'interno di altri sistemi e molti sistemi sono fatti di piccoli sistemi. Se prendiamo l'esempio di auto-organizzazione sopra e consideriamo un mercato alimentare, quel mercato è a sua volta un sistema con i propri prodotti, clienti, fornitori e vicini. A sua volta, appartiene al sistema alimentare che corrisponde a quella città e al principale sistema alimentare che corrisponde a quel paese, e probabilmente molti altri. Pertanto, fa parte di molti sistemi, molti dei quali a loro volta fanno parte di sistemi più grandi.
conclusione
I sistemi frattali ci circondano. La maggior parte delle cose che diamo per scontate sono i sistemi frattali e gli agenti di ciascun sistema esistono e si comportano con totale ignoranza di quel concetto, ma ciò non impedisce loro di contribuire al sistema . I sistemi frattali sono un modello di pensiero sul mondo che ci circonda e un modello per prevedere cosa potrebbe accadere.
Eindhoven, 18 giugno 2004.
TRADUZIONE: Lucas, redattore e traduttore della grande famiglia di hermandadblanca.org
ORIGINALE: http://www.fractal.org/Bewustzijns-Besturings-Model/Fractal-systems.htm
