Fraktale Systeme: Eine kurze Beschreibung komplexer aufstrebender und adaptiver Systeme von Peter Fryer und Jules Ruis
- 2019
„Das Universum ist ein Fraktal. Welches Energiesiegel wir auch tragen, es wird immer wieder unendlich oft wiederholt, bis wir diese Schwingung ändern. “
- Paige Bartholomäus
Was sind fraktale Systeme ?
Eine kurze Beschreibung von ' Emerging and Adaptive Complex Systems '
Von Peter Fryer und Jules Ruis
Übersetzt ins Spanische von Lucas RC
Einleitung
In der Wissenschaft führen wir " Fraktalität " als Heiliges und Signal für eine neue Denkweise über das kollektive Verhalten vieler grundlegender, aber interaktiver Einheiten ein, sei es Atome, Moleküle, Neuronen oder Bits in einem Computer. Genauer gesagt ist unsere Definition, dass Fraktalität die Untersuchung des Verhaltens makroskopischer Sammlungen jener Einheiten ist, die das Potenzial haben, sich im Laufe der Zeit zu entwickeln. Ihre Wechselwirkung führt zu kohärenten kollektiven Phänomenen, sogenannten emergenten Eigenschaften, die nur auf einer höheren Ebene als die der einzelnen Einheiten beschrieben werden können. In diesem Sinne ist das Ganze größer als die Summe seiner Teile.
Definition eines Fraktalsystems
Ein Fraktalsystem ist ein komplexes nichtlineares interaktives System, das sich an eine sich ändernde Umgebung anpassen kann. Diese Systeme zeichnen sich durch das Potenzial zur Selbstorganisation aus, das in einem unausgewogenen Umfeld besteht. Fraktale Systeme entstehen durch zufällige Mutationen, Selbstorganisation, Transformation ihrer internen Umgebungsmodelle und natürliche Selektion. Beispiele sind lebende Organismen, das Nervensystem, das Immunsystem, die Wirtschaft, Unternehmen, Gesellschaften und andere.
In einem fraktalen System interagieren halbautonome Agenten gemäß spezifischen Interaktionsregeln und entwickeln sich, um ein gewisses Maß wie die Gesundheit zu maximieren. Diese Agenten unterscheiden sich sowohl in ihrer Form als auch in ihrer Kapazität und passen sich an, indem sie ihre Regeln und damit ihr Verhalten ändern, wenn sie Erfahrungen sammeln. Fraktale Systeme entwickeln sich historisch, das heißt aus ihrer Vergangenheit oder Geschichte. Zum Beispiel wird ihre Erfahrung zu ihnen hinzugefügt und bestimmt ihre zukünftige Flugbahn. Seine Anpassungsfähigkeit kann durch die Regeln, die sein Zusammenspiel bestimmen, sowohl erhöht als auch verringert werden. Darüber hinaus können neu entstehende Strukturen nicht im Voraus eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung dieser Systeme spielen, wodurch diese Systeme ein hohes Maß an Unvorhersehbarkeit aufweisen.
Es kann jedoch auch sein, dass eines der fraktalen Systeme das Potenzial für ein hohes Maß an Kreativität aufweist, das in ihnen von Anfang an nicht programmiert war. Betrachtet man eine Organisation, zum Beispiel ein Krankenhaus, ändert sich die Art und Weise, in der Veränderungen verbreitet werden, als fraktales System. Zum Beispiel kann Veränderung als eine Art Selbstorganisation verstanden werden, die sich aus der Intensivierung der Interkonnektivität sowie der Verbindung mit der Umwelt und der Pflege der Vielfalt in den Ansichten der Mitglieder ergibt organisatorische und experimentieren mit alternativen Regeln und Strukturen.
Ursache und Wirkung
Seit vielen Jahren betrachten Wissenschaftler das Universum als linearen Ort. Ein Ort, an dem einfache Regeln für Ursache und Wirkung gelten. Sie sahen das Universum als große Maschine und dachten, wenn sie diese Maschine teilen und ihre Teile verstehen könnten, könnten sie das Ganze verstehen.
Sie dachten auch, dass die Komponenten des Universums als Maschinen betrachtet werden könnten, und glaubten, dass, wenn wir an den Teilen dieser Komponenten arbeiten und die Funktionsweise dieser Teile verbessern würden, die gesamte Arbeit Besser Wissenschaftler glaubten, dass das Universum und alles in ihm vorhergesagt und kontrolliert werden könnten . Aber trotz der harten Versuche, die fehlenden Komponenten zu finden, die das Image vervollständigten, schlugen sie fehl.
Trotz der Verwendung der leistungsstärksten Computer der Welt blieb das Wetter unvorhersehbar, und trotz intensiver Untersuchungen und Analysen verhielten sich die Ökosysteme und das Immunsystem nicht wie erwartet. Auf dem Gebiet der Quantenphysik wurden jedoch die seltsamsten Entdeckungen gemacht, und es zeigte sich, dass sich die kleinsten subnuklearen Teilchen darin verhielten nach einer Reihe von sehr unterschiedlichen Regeln von Ursache und Wirkung.
Fraktaltheorie
Allmählich, als Wissenschaftler aller Disziplinen dieses Phänomen erforschten, entstand eine neue Theorie - die Fraktaltheorie, eine Theorie, die auf Beziehungen, Entstehung, Mustern und Wiederholungen basiert. Eine Theorie, die besagt, dass das Universum voll von Systemen, Wettersystemen, Immunsystemen, sozialen Systemen usw. ist. und dass diese Systeme komplex sind und sich ständig an die Umgebung anpassen. Das heißt, fraktale Systeme .
Komplexe adaptive Systeme
Dies kann wie im folgenden Diagramm dargestellt werden:
Agenten im System sind alle Komponenten dieses Systems. Zum Beispiel die Luft- und Wassermoleküle im meteorologischen System und die Flora und Fauna in einem Ökosystem. Diese Agenten interagieren und verbinden sich auf unvorhersehbare und ungeplante Weise. Aber aus dieser Menge an Regelmäßigkeit in den Interaktionen entsteht ein Muster, das das System speist und die Interaktionen den Agenten mitteilt. Wenn beispielsweise in einem Ökosystem ein Virus beginnt, eine Art abzubauen, ist dies das Ergebnis von mehr oder weniger Nahrungsergänzungsmitteln für andere im System, die sein Verhalten und seine Anzahl beeinflussen. In allen Populationen des Systems tritt eine Flussperiode auf, bis ein neues Gleichgewicht hergestellt ist.
Aus Gründen der Klarheit werden in dem Diagramm zu den Regelmäßigkeiten das Muster und die Rückkopplung außerhalb des Systems gezeigt, aber in Wirklichkeit sind sie alle Bestandteile desselben.
Eigenschaften
Fraktale Systeme haben mehrere Eigenschaften, und die wichtigsten sind:
Notfall
Bevor Agenten im System geplant oder gesteuert werden, interagieren sie scheinbar auf zufällige Weise. Aus all diesen Interaktionen ergeben sich Muster, die das Verhalten von Agenten im System und das Verhalten des Systems selbst bestimmen. Zum Beispiel ist ein Termitenhügel ein wunderbares Stück Architektur mit einem Labyrinth aus miteinander verbundenen Gängen, großen Kavernen, Lüftungstunneln und vielem mehr. Es gibt jedoch keinen großen Plan, die Hügel entstehen nur als Folge der Befolgung einiger einfacher lokaler Regeln durch Termiten.
Koevolution
Alle Systeme existieren in ihrer eigenen Umgebung und sind auch Teil dieser Umgebung. Während sich die Umgebung ändert, müssen sie sich daher ändern, um eine bessere Fitness zu gewährleisten. Aber weil sie Teil der Umwelt sind, modifizieren sie, wenn sie sich ändern, auch die Umwelt, und da sie sich geändert hat, müssen sie neu angepasst werden und somit in einem konstanten Prozess fortfahren (vielleicht Darwins Theorie) es sollte Co-Evolutionstheorie genannt werden).
Einige Leute weisen auf die Unterscheidung zwischen komplexen adaptiven Systemen und komplexen evolutionären Systemen hin . Wo die ersteren sich an die Veränderungen anpassen, aber nicht aus dem Prozess lernen. Und letztere lernen und entwickeln sich aus jeder Veränderung heraus, indem sie Einfluss auf ihre Umwelt nehmen, zukünftige Veränderungen genauer vorhersagen und auf sie vorbereiten. Fraktale Systeme sind sowohl adaptiv als auch evolutionär.
Suboptimal
Fraktale Systeme müssen nicht perfekt sein, um in ihrer Umgebung gedeihen zu können. Sie sollten nur geringfügig besser sein als ihre Konkurrenten, und jede Energie, die früher verbraucht wurde, ist Energieverschwendung. Ein Fraktalsystem wird, sobald es den Zustand erreicht hat, gut genug zu sein, seine große Wirksamkeit zur Steigerung der Effizienz austauschen.
Vielzahl von Anforderungen
Je vielfältiger das System ist, desto stärker ist es. In der Tat gibt es in fraktalen Systemen eine Fülle von Mehrdeutigkeiten und Paradoxien, die ihre Widersprüche nutzen, um neue Möglichkeiten für die gemeinsame Entwicklung mit ihrer Umgebung zu schaffen .
Demokratie ist ein Beispiel, bei dem ihre Stärke in der Toleranz und sogar dem Beharren auf einer Vielzahl politischer Perspektiven liegt.
Konnektivität
Die Art und Weise, in der die Agenten eines Systems miteinander in Verbindung treten und interagieren, ist für das Überleben des Systems entscheidend, da aus diesen Verbindungen Muster gebildet und Rückkopplungen verbreitet werden. Die Beziehungen zwischen den Agenten sind im Allgemeinen wichtiger als die Agenten selbst.
Einfache Regeln
Fraktale Systeme sind nicht kompliziert. Aufkommende Muster mögen sehr vielfältig sein, aber als Kaleidoskop sind diese Regeln, die die Funktionen des Systems steuern, recht einfach. Ein klassisches Beispiel ist, dass alle Wassersysteme der Welt, alle Bäche, Flüsse, Seen, Ozeane, Wasserfälle usw. Mit ihrer unendlichen Schönheit, Kraft und Vielfalt unterliegen sie dem einfachen Prinzip, dass Wasser seinen eigenen Level erreicht.
Wiederholung
Kleine Änderungen der Anfangsbedingungen des Systems können nach Durchlaufen des Notfallzyklus erhebliche Auswirkungen haben - manchmal Feedback (manchmal als Butterfly-Effekt bezeichnetes Phänomen). Ein Schneeball, der zum Beispiel rollt, gewinnt mit jeder Runde mehr Schnee als in der vorherigen Runde, und aus einem faustgroßen Schneeball wird schnell ein Riese.
Selbstorganisierend
In einem fraktalen System gibt es keine Hierarchie von Befehlen und Kontrollen. Es gibt keine Planung oder Verwaltung, aber es gibt eine ständige Neuorganisation, um die beste Eignung für die Umwelt zu finden . Ein klassisches Beispiel ist, dass wir, wenn wir in eine Stadt im Osten gehen würden, alle Lebensmittel von den Märkten hinzufügen und auf die Einwohner der Stadt aufteilen würden, es würde genug Lebensmittel geben, um alle für etwa zwei Wochen zu versorgen, aber es gibt keinen Ernährungsplan oder keine Verwaltung. oder eine andere Art von formalen Kontrollverfahren. Das System organisiert sich kontinuierlich durch den Notfall- und Feedbackprozess .
Bis an die Grenzen des Chaos
Die Fraktaltheorie ist nicht dasselbe wie die Chaostheorie, die sich aus der Mathematik ableitet. Das Chaos findet jedoch in der Fraktaltheorie statt, in der Systeme in einem Spektrum existieren, das sich zwischen Gleichgewicht und Chaos bewegt. Ein System im Gleichgewicht besitzt nicht die interne Dynamik, um auf seine Umgebung reagieren zu können, und es stirbt sehr langsam (oder schnell). Ein System im Chaos funktioniert nicht mehr als System. Der produktivste Staat, dem es zu begegnen gilt, wird an der Grenze des Chaos stehen, wo er auf maximale Vielfalt und Kreativität trifft, was zu neuen Möglichkeiten führt.
Geschachtelte Systeme
Die meisten Systeme sind in anderen Systemen verschachtelt, und viele Systeme bestehen aus kleinen Systemen. Wenn wir das obige Beispiel der Selbstorganisation betrachten und einen Lebensmittelmarkt betrachten, ist dieser Markt wiederum ein System mit seinen eigenen Produkten, Kunden, Lieferanten und Nachbarn. Im Gegenzug gehört es zu dem Nahrungsmittelsystem, das dieser Stadt entspricht, und zu dem großen Nahrungsmittelsystem, das diesem Land entspricht, und wahrscheinlich zu vielen weiteren. Daher ist es Teil vieler Systeme, von denen die meisten wiederum Teil größerer Systeme sind.
Fazit
Fraktale Systeme sind überall um uns herum. Die meisten Dinge, die wir für selbstverständlich halten, sind fraktale Systeme, und die Agenten jedes Systems existieren und verhalten sich mit völliger Unkenntnis dieses Konzepts, aber das hindert sie nicht daran , zum System beizutragen . Fraktale Systeme sind ein Modell für das Nachdenken über die Welt um uns herum und ein Modell, um vorherzusagen, was passieren könnte.
Eindhoven, 18. Juni 2004.
ÜBERSETZUNG: Lucas, Herausgeber und Übersetzer der großen Familie von hermandadblanca.org
ORIGINAL: http://www.fractal.org/Bewustzijns-Besturings-Model/Fractal-systems.htm
