Karmaşık sistemlerde büyük ölçekli düzenin nasıl ortaya çıktığının gizemi

Yeni çerçeveye göre karmaşık bir sistem, her biri daha düşük seviyelerin detaylarından bağımsız olarak işleyen bir seviyeler hiyerarşisi halinde organize edilerek ortaya çıkar. Araştırmacılar, evrimi bir tür “doğal dünyadaki yazılım” olarak düşündüğümüzü öne sürüyorlar. Tıpkı dizüstü bilgisayar yazılımının, bilgisayar devrelerindeki elektronlar hakkındaki tüm mikroskobik düzeydeki bilgileri takip etmek zorunda kalmadan çalışması gibi, ortaya çıkan olgular da, bileşen parçalarının ne yaptığına bakılmaksızın, kendi kendine yeten görünen makro düzeydeki kurallar tarafından yönetilir. .

Araştırmacılar, hesaplamalı mekanik adı verilen matematiksel bir formül kullanarak, bu tür hiyerarşik yapıya sahip sistemleri tanımlamak için gereken kriterleri belirlediler. Bu parametreleri, yaşam oyununa benzeyen sinir ağları ve hücresel otomata sistemleri de dahil olmak üzere, ortaya çıkan tipte fenomenler sergilediği bilinen çeşitli model sistemler üzerinde test ettiler. Aslında, bu sistemlerin mikroskobik ve makro ölçeklerdeki davranışını yakalayan serbestlik dereceleri veya bağımsız değişkenler, tam olarak teorinin öngördüğü ilişkiye sahiptir.

Mikroskobik düzeyde var olmayan, gelişen sistemlerde elbette makro düzeyde yeni bir madde veya enerji ortaya çıkmıyor. Aksine, büyük kırmızı noktalardan bilinçli düşüncelere kadar ortaya çıkan fenomenler, sistemi tanımlamak için yeni bir dil gerektirir. Haynes, “Bu yazarların yaptığı şey bunu resmileştirmeye çalışmaktı” diyor. Chris AdamiMichigan Eyalet Üniversitesi’nden bir karmaşık sistem araştırmacısı, “Her şeyi matematiğe dönüştürme fikrini tamamen destekliyorum” diyor.

Kapatma ihtiyacı

Rosas evrim konusuna çeşitli yönlerden yaklaştı. Babası, Rosas’ın ilk kez müzik eğitimi aldığı ve çaldığı Şili’de ünlü bir grup lideriydi. “Konser salonlarında büyüdüm” diyor. Daha sonra felsefeye döndü ve saf matematik diploması aldı; bu ona “aşırı dozda soyutlama” verdi ve elektrik mühendisliği alanında doktora alarak “tedavi etti”.

Birkaç yıl önce Rosas, beynin bir bilgisayar olup olmadığı konusundaki can sıkıcı soruyu düşünmeye başladı. Dizüstü bilgisayarınızda neler olup bittiğini düşünün. Program, belirli bir girdi kümesi için öngörülebilir ve tekrarlanabilir çıktı üretir. Ancak sistemin gerçek fiziğine bakarsanız, elektronların her zaman aynı yolları izlemeyeceğini görürsünüz. Rosas, “Bu bir kaos. Hiçbir zaman eskisi gibi olmayacak” diyor.

Yazılım “kapalı” görünüyor, bu da mikroelektronik cihazların ayrıntılı fiziğine dayanmadığı anlamına geliyor. Beyin de bir bakıma şöyle davranır: Sinirsel aktivite herhangi bir durumda asla aynı olmasa da davranışlarımızda tutarlılık vardır.

Rosas ve meslektaşları, acil sistemlerde aslında üç farklı türde kapanmanın söz konusu olduğunu buldular. Sistemdeki tüm kesin durumlar (elektronların enerjileri vb.) hakkında bilgi toplamak için çok fazla zaman ve enerji harcarsanız dizüstü bilgisayarınızın çıktısı daha öngörülebilir olur mu? Genel olarak hayır. Bu duruma karşılık gelir Medya kapatmaRosas’ın dediği gibi, “Makronun altındaki tüm ayrıntılar, makro tahminler için yararlı değildir.”

Peki ya sistemi yalnızca tahmin etmekle kalmayıp aynı zamanda kontrol etmek de istiyorsanız, alt düzey bilgiler bu konuda yardımcı olabilir mi? Yine, daha düşük düzeydeki bilgiler genellikle işe yaramaz: Klavyede yazarak program kodunu değiştirmek gibi makro düzeyde yaptığımız müdahaleler, tek tek elektronların yollarını değiştirmeye çalışarak daha güvenilir hale getirilmez. Eğer alt seviyedeki bilgiler genel sonuçlara daha fazla kontrol katmıyorsa, toplam seviye daha güvenilir hale gelir. Nedensel olarak kapalıGeleceğini tek başına yaratır.