Systèmes fractaux: une brève description des systèmes complexes et émergents adaptatifs, par Peter Fryer et Jules Ruis

  • 2019
Table des matières masquer 1 Que sont les systèmes fractals? 2 Introduction 3 Définition d'un système fractal 4 Cause et effet 5 Théorie fractale 6 Systèmes adaptatifs complexes 7 Propriétés 8 Urgence 9 Co-évolution 10 Sub-optimal 11 Variété d'exigences 12 Connectivité 13 Règles simples 14 Répéter 15 Auto-organisation 16 Au bord du chaos 17 Systèmes imbriqués 18 Conclusion

«L'univers est une fractale. Quel que soit le sceau d'énergie que nous portons, il sera répété indéfiniment, encore et encore, jusqu'à ce que nous changions cette vibration. "

- Paige Bartholomew

Quels sont les systèmes fractaux ?

Brève description de ' Systèmes complexes émergents et adaptatifs '

Par Peter Fryer et Jules Ruis

Traduit en espagnol par Lucas RC

Introduction

En science, nous introduisons la « fractalité » en tant que saint et signal d'une nouvelle façon de penser le comportement collectif de nombreuses unités basiques mais interactives, qu'il s'agisse d'atomes, de molécules, de neurones ou de bits dans un ordinateur. Pour être plus précis, notre définition est que la fractalité est l'étude du comportement des collections macroscopiques de ces unités dotées du potentiel d'évolution dans le temps. Leur interaction conduit à des phénomènes collectifs cohérents, appelés propriétés émergentes, qui ne peuvent être décrits qu’à un niveau supérieur à celui des unités individuelles. En ce sens, le tout est plus grand que la somme de ses parties.

Définition d'un système fractal

Un système fractal est un système interactif complexe non linéaire capable de s’adapter à un environnement en mutation. Ces systèmes se caractérisent par le potentiel d'auto-organisation existant dans un environnement déséquilibré. Les systèmes fractaux évoluent par mutations aléatoires, auto-organisation, transformation de leurs modèles d'environnement interne et sélection naturelle. Les exemples incluent les organismes vivants, le système nerveux, le système immunitaire, l'économie, les sociétés, les sociétés et autres.

Dans un système fractal, les agents semi-autonomes interagissent selon des règles d'interaction spécifiques, évoluant pour maximiser certaines mesures, telles que la santé. Ces agents ont des formes et des capacités diverses et s’adaptent en modifiant leurs règles et, par conséquent, leurs comportements, à mesure qu’ils acquièrent de l’expérience. Les systèmes fractaux évoluent historiquement, c'est-à-dire à partir de leur passé ou de leur histoire. Par exemple, leur expérience leur est ajoutée et détermine leur trajectoire future. Son adaptabilité peut être à la fois augmentée et diminuée par les règles qui façonnent son interaction. De plus, les structures émergentes peuvent jouer un rôle décisif dans l’évolution de ces systèmes, ce qui leur confère un degré élevé d’imprévisibilité.

Cependant, il se peut également que l’un des systèmes fractals présente un potentiel de créativité élevé qui n’a pas été programmé dans ces systèmes depuis le début. Considérant une organisation, par exemple un hôpital, il modifie comme un système fractal la manière dont le changement est promulgué. Par exemple, le changement peut être compris comme un type d'auto-organisation résultant de l'intensification de l'interconnectivité ainsi que de la connexion avec l'environnement, de la culture de la diversité dans les points de vue des membres. organisationnel et expérimenter des règles et des structures alternatives.

Cause et effet

Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont vu l'univers comme un lieu linéaire. Un lieu où de simples règles de cause à effet s'appliquent. Ils voyaient l'univers comme une grosse machine et pensaient que s'ils pouvaient diviser cette machine et en comprendre les parties, ils pourraient comprendre le tout.

Ils pensaient également que les composants de l'univers pouvaient être vus comme des machines, estimant que si nous travaillions sur les parties de ces composants et améliorions le fonctionnement de ces pièces, l'ensemble du travail Mieux. Les scientifiques croyaient que l'univers et tout ce qui s'y trouvait pouvaient être prédits et contrôlés . Mais malgré les efforts acharnés pour trouver les composants manquants qui ont complété l'image, ils ont échoué.

Malgré l'utilisation des ordinateurs les plus puissants du monde, les conditions météorologiques sont restées imprévisibles. Malgré des études et des analyses approfondies, les écosystèmes et le système immunitaire ne se sont pas comportés comme prévu. Mais c’est dans le domaine de la physique quantique que les découvertes les plus étranges ont été faites et qu’il était évident que les plus petites particules sous-nucléaires se comportaient de la même manière. selon un ensemble de règles de cause à effet très différentes.

Théorie fractale

Au fur et à mesure que les spécialistes de toutes les disciplines exploraient ce phénomène, une nouvelle théorie émergeait: la théorie de la fractale, une théorie basée sur les relations, l'émergence, les modèles et les répétitions. Une théorie selon laquelle l'univers est rempli de systèmes, de systèmes météorologiques, de systèmes immunitaires, de systèmes sociaux, etc. et que ces systèmes sont complexes et s'adaptent constamment à l'environnement. C'est-à-dire les systèmes fractals .

Systèmes adaptatifs complexes

Ceci peut être illustré comme dans le diagramme suivant:

Les agents du système sont tous des composants de ce système. Par exemple, les molécules d'air et d'eau dans le système météorologique, ainsi que la flore et la faune dans un écosystème. Ces agents interagissent et se connectent les uns aux autres de manière imprévisible et non planifiée. Mais de cette quantité de régularité dans les interactions émerge et un schéma commence à se former qui nourrit le système et informe les interactions des agents. Par exemple, dans un écosystème, si un virus commence à épuiser une espèce, c'est le résultat de plus ou moins de compléments alimentaires pour les autres membres du système, ce qui affectera son comportement et son nombre. Une période de flux se produit dans toutes les populations du système jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre soit établi.

Pour plus de clarté, dans le diagramme des régularités, le modèle et le retour sont présentés en dehors du système, mais en réalité, ils en font tous des parties intrinsèques.

Propriétés

Les systèmes fractaux ont plusieurs propriétés, les plus importantes étant:

Urgence

Avant d'être planifiés ou contrôlés, les agents du système interagissent apparemment de manière aléatoire. De toutes ces interactions émergent des modèles, ceux qui informent le comportement des agents au sein du système et le comportement du système lui-même. Par exemple, une colline de termites est une merveilleuse architecture avec un dédale de passages interconnectés, de grandes cavernes, de tunnels de ventilation et bien plus encore. Cependant, il n'y a pas de grand projet, les collines émergent uniquement à la suite du suivi de quelques règles locales simples par les termites.

Co-évolution

Tous les systèmes existent dans leur propre environnement et font également partie de cet environnement. Par conséquent, même si l'environnement change, ils doivent changer pour assurer une meilleure forme physique . Mais parce qu’ils font partie de l’environnement, quand ils changent, ils modifient également l’environnement et, comme il a changé, ils doivent être réajustés et ainsi continuer dans un processus constant (peut-être la théorie de Darwin ). on devrait l'appeler The Théorie de la co-évolution ).

Certaines personnes soulignent la distinction entre systèmes adaptatifs complexes et systèmes évolutifs complexes . Où les premiers s’adaptent aux changements qui les entourent mais n’apprennent pas du processus. Et ces derniers apprennent et évoluent à partir de chaque changement, leur permettant d'influencer leur environnement, de prévoir plus précisément les changements futurs et de les préparer. Les systèmes fractaux sont à la fois adaptatifs et évolutifs.

Sous-optimal

Les systèmes fractaux n'ont pas besoin d'être parfaits pour prospérer dans leur environnement. Ils ne devraient être que légèrement meilleurs que leurs concurrents et toute énergie utilisée auparavant était supérieure à une perte d'énergie. Un système fractal, une fois qu'il aura atteint l'état suffisant, échangera sa grande efficacité pour augmenter l'efficacité.

Variété d'exigences

Plus la variété au sein du système est grande, plus sa force est grande. En fait, l'ambiguïté et le paradoxe abondent dans les systèmes fractaux, qui utilisent leurs contradictions pour créer de nouvelles possibilités de co-évolution avec leur environnement .

La démocratie est un exemple dans lequel sa force provient de sa tolérance et même de son insistance sur diverses perspectives politiques.

Connectivité

La manière dont les agents d’un système se connectent et interagissent entre eux est essentielle à la survie du système, car c’est à partir de ces connexions que des motifs se forment et que les retours d’information sont diffusés. Les relations entre les agents sont généralement plus importantes que les agents eux-mêmes.

Règles simples

Les systèmes fractaux ne sont pas compliqués. Les modèles émergents peuvent avoir une variété très riche, mais en tant que kaléidoscope, ces règles qui régissent les fonctions du système sont assez simples. Un exemple classique est que tous les systèmes d'eau de la planète, tous les ruisseaux, rivières, lacs, océans, cascades, etc. Avec leur beauté infinie, leur puissance et leur variété, ils sont gouvernés par le principe simple selon lequel l'eau atteint son propre niveau.

Répétition

De petits changements dans les conditions initiales du système peuvent avoir des effets significatifs une fois qu'ils ont traversé le cycle d'urgence - rétroaction parfois (phénomène parfois appelé effet papillon ). Une boule de neige qui roule, par exemple, gagne à chaque tour un volume de neige supérieur à celui du tour précédent, et rapidement une boule de la taille d’un poing devient un géant.

Auto-organisation

Il n'y a pas de hiérarchie de commandement et de contrôle dans un système fractal. Il n'y a pas de planification ou d'administration, mais il y a une réorganisation constante pour trouver la meilleure aptitude pour l'environnement . Un exemple classique est que si nous allions dans n'importe quelle ville de l'est, nous ajoutions toute la nourriture des marchés et la divisions par les habitants de la ville. Il y aurait suffisamment de nourriture pour fournir à tout le monde pendant environ deux semaines. ou un autre type de processus de contrôle formel. Le système s'organise en permanence tout au long du processus d'urgence et de retour d'informations .

À la limite du chaos

La théorie fractale n’est pas la même chose que la théorie du chaos dérivée des mathématiques. Mais le chaos a lieu dans la théorie fractale, dans laquelle les systèmes existent dans un spectre qui oscille entre équilibre et chaos . Un système en équilibre ne possède pas la dynamique interne pour se permettre de réagir à son environnement et mourra très lentement (ou rapidement). Un système en chaos cesse de fonctionner en tant que système. L’état le plus productif à rencontrer se situe à la limite du chaos, là où il rencontre une variété et une créativité maximales, ouvrant de nouvelles possibilités.

Systèmes imbriqués

La plupart des systèmes sont imbriqués dans d'autres systèmes et de nombreux systèmes sont constitués de petits systèmes. Si nous prenons l'exemple d'auto-organisation ci-dessus et considérons un marché alimentaire, ce marché est à son tour un système avec ses propres produits, clients, fournisseurs et voisins. À son tour, il appartient au système alimentaire correspondant à cette ville et au principal système alimentaire correspondant à ce pays, et probablement à bien d'autres. Par conséquent, il fait partie de nombreux systèmes, dont la plupart font à leur tour partie de systèmes plus grands.

conclusion

Les systèmes fractaux sont tout autour de nous. La plupart des choses que nous prenons pour acquis sont des systèmes fractals, et les agents de chaque système existent et agissent avec une ignorance totale de ce concept, mais cela ne les empêche pas de contribuer au système . Les systèmes fractaux sont un modèle de réflexion sur le monde qui nous entoure et un modèle permettant de prédire ce qui pourrait arriver.

Eindhoven, le 18 juin 2004.

TRADUCTION: Lucas, éditeur et traducteur de la grande famille de hermandadblanca.org

ORIGINAL: http://www.fractal.org/Bewustzijns-Besturings-Model/Fractal-systems.htm

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