Karmaşık sistemler, birbiriyle etkileşime girebilecek birçok bileşenden oluşur. Çoğu durumda, böyle bir sistemi düğümlerin bileşenleri temsil ettiği ve etkileşimlerini birbirine bağladığı bir ağ olarak göstermesi yararlıdır. Karmaşık sistemlerin örnekleri, Dünya'nın küresel iklimi, organizmalar, insan beyni, ekosistem, canlı bir hücre ve nihayetinde bütün evreni kapsar.
İnsanların binlerce yıldır karmaşık sistemleri incelediği tartışmalı olmasına rağmen, karmaşık sistemlerin modern bilimsel çalışması, fizik ve kimya gibi belirlenmiş bilim alanlarına kıyasla daha gençtir. Bu sistemlerin bilimsel çalışma öyküsü birkaç farklı araştırma eğilimi izlemektedir.
Matematik alanında, tartışmasız karmaşık sistemlerin çalışmasına yapılan en büyük katkı, deterministik sistemlerdeki kaosun keşfedilmesidir; belirli dinamik sistemlerin bir özelliği, doğrusal olmayanlık ile kuvvetli bir şekilde ilişkilidir.1 Sinir ağlarının incelenmesi, karmaşık sistemleri incelemek için gerekli matematiğin ilerletilmesinde de ayrılmaz bir rol oynamıştır.
Kendini organize eden sistemler kavramı, kimya ve Nobel ödüllü olan Ilya Prigogine öncülüğünü de içeren dengesiz termodinamik çalışmaları ile ilişkilidir. Ondan daha büyük yaşta olan Hartree-Fock'un kuantum kimyası denklemleri ve moleküllerin yapısının hesaplamaları bilimde ortaya çıkan en eski örneklerden biri olarak kabul edilebilir.
Karmaşık sistemlere odaklanan ilk araştırma enstitüsü olan Santa Fe Enstitüsü 1984 yılında kuruldu.2 İlk Santa Fe Enstitüsü katılımcıları, fizik Nobel ödüllüler Murray Gell-Mann ve Philip Anderson, ekonomi Nobel ödüllü Kenneth Arrow ve Manhattan Project bilim adamları George Cowan ve Herb Anderson dahil edildi.3 Bugün, karmaşık sistemlere odaklanan 50'den fazla enstitü ve araştırma merkezi bulunmaktadır.
Doğrusal olmayan sistemlerin davranışı, üst üste binme ilkesine tabi değilken, doğrusal sistemlerin davranışı süperpozisyona tabidir. Böylece, karmaşık bir doğrusal olmayan sistem, davranışları parçalarının (veya katlarının) davranışlarının bir toplamı olarak ifade edilemeyen sistemdir.4
Dinamik bir sistemin kaotik olarak sınıflandırılması için aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir:5 [[Dosya:Club_Lambda.png|küçükresim|
Z'yi, z'nin mutlak değeri iki'yi aşana kadar, z'nin konjugatını ek olarak, her bir piksel için orijinal değerinin yanı sıra piksel sayısını yineleme sayısına göre renklendirerek z2'ye atayın; (Sınırlar dahili olarak ayarlanır), böylece topolojik durumu karşıl bile olsa, yoğunluğun bozulmasını tehdit ettiğini görebilirsiniz.]]
Başlangıç koşullarına duyarlılık, böyle bir sistemdeki her bir noktanın, gelecekte belirgin şekilde farklı yörüngeleri bulunan diğer noktalar tarafından keyfi olarak yaklaştırıldığı anlamına gelir. Böylece, mevcut yörüngenin keyfi küçük bir pertürbasyonu, gelecekteki davranışların önemli ölçüde farklı olmasına yol açabilir.
Karmaşık uyarlamalı sistemler (CAS) karmaşık sistemlerin özel durumlarıdır. Farklı oldukları ve birbirleriyle bağlantılı birden fazla elementten oluştuğu ve deneyimden değişim ve öğrenme kapasitesine sahip oldukları için adaptif oldukları için karmaşıktırlar. Karmaşık uyarlamalı sistem örnekleri, borsa, sosyal böcek ve karınca kolonileri, biyosfer ve ekosistem, beyin ve bağışıklık sistemi, hücre ve gelişmekte olan embriyo, üretim işletmelerini ve herhangi bir kültürel ve sosyal çevredeki insani sosyal grup temelli çaba göstermektedir Siyasi partiler veya topluluklar gibi sosyal sistem. Buna, ortak etiketleme veya sosyal yer imi oluşturma sistemleri gibi bazı büyük ölçekli çevrimiçi sistemler dahildir.
Karmaşık sistemler aşağıdaki özelliklere sahip olabilir:6
Basamaklı arızalar
Karmaşık sistemlerde bileşenler arasındaki kuvvetli bağlanma nedeniyle,
bir veya daha fazla bileşende bir arıza, kademeli arızalara neden
olabilir ve bu da sistemin işleyişi üzerinde ciddi felaketler
doğurabilir.7
Karmaşık sistemler açık olabilir
Karmaşık sistemler genellikle açık sistemlerdir - yani termodinamik bir
gradyan içerisinde bulunurlar ve enerjiyi tüketirler. Başka bir deyişle,
karmaşık sistemler sıklıkla enerjik dengeden uzaktır: fakat bu akışa
rağmen kalıp stabilitesi olabilir,
Karmaşık sistemler bir bellek içerebilir
Karmaşık bir sistemin geçmişi önemli olabilir. Karmaşık sistemler
dinamik sistemler oldukları için zaman içinde değişirler ve önceki
durumlar mevcut durumlar üzerinde bir etkisi olabilir. Daha resmi
olarak, karmaşık sistemler genellikle histerez sergilerler.
Karmaşık sistemler iç içe olabilir
Karmaşık bir sistemin bileşenleri kendileri karmaşık sistemler olabilir.
Örneğin, bir ekonomi, hücrelerden oluşan insanların oluşturduğu
örgütlerden oluşur - hepsi karmaşık sistemlerdir.
Çokluk dinamik ağı
Birleştirme kurallarının yanı sıra, karmaşık bir sistemin dinamik ağı
önemlidir. Küçük dünya veya ölçeksiz ağlar8910 birçok lokal
etkileşimlere ve daha az sayıda alanlar arası bağlantılara sahip olanlar
genellikle kullanılmaktadır. Doğal kompleks sistemler genellikle böyle
topolojilere sahiptirler. Örneğin insan korteksinde yoğun yerel
bağlanırlık ve korteks içindeki bölgeler ile diğer beyin bölgeleri
arasında birkaç çok akson projeksiyonu görüyoruz. Kompleks sistemlerin
yeniden keşfedilmesi ve başarısızlıkları. Karmaşık bir sistem
kendiliğinden düzelme ve bozulmaya dönüşebilir ve histerez davranış
gösterebilir.11
Ortaya çıkan fenomen üretebilir
Karmaşık sistemler, ortaya çıkan davranışları sergileyebilir, yani
sonuçların, sistemin temel bileşenlerinin aktivitesi tarafından
yeterince belirlenebileceğini ancak yalnızca daha yüksek bir seviyede
incelenebilecek özelliklere sahip olabileceklerini söylemek gerekir.
Örneğin, bir höyükteki termitler fizyolojisi, biyokimyası ve biyolojik
gelişimi bir düzeyde analiz etmiş ancak sosyal davranışları ve höyük
yapımı, termitlerin toplanmasından ortaya çıkan ve farklı bir seviyede
analiz edilmesi gereken bir özelliktir.
İlişkiler doğrusal değildir
Pratik açıdan, bu, küçük bir pertürbasyon, büyük bir etkiye, orantılı
bir etkiye, hatta hiçbir etkisi olmayabileceği anlamına gelir. Doğrusal
sistemlerde, etki her zaman sebeple doğru orantılıdır.
İlişkiler geribildirim döngüleri içerebilir
Hem negatif (sönüm) hem de pozitif (yükseltici) geribildirim her zaman
karmaşık sistemlerde bulunur. Bir öğenin davranışının etkileri, öğenin
kendisinin değiştirileceği şekilde geri beslenir.
Orijinal kaynak: karmaşık sistem. Creative Commons Atıf-BenzerPaylaşım Lisansı ile paylaşılmıştır.
Ne Demek sitesindeki bilgiler kullanıcılar vasıtasıyla veya otomatik oluşturulmuştur. Buradaki bilgilerin doğru olduğu garanti edilmez. Düzeltilmesi gereken bilgi olduğunu düşünüyorsanız bizimle iletişime geçiniz. Her türlü görüş, destek ve önerileriniz için iletisim@nedemek.page