Borda do caos - Edge of chaos
A borda do caos é um espaço de transição entre a ordem e a desordem que, supostamente, existe dentro de uma ampla variedade de sistemas. Esta zona de transição é uma região de instabilidade limitada que engendra uma interação dinâmica constante entre ordem e desordem.
Embora a ideia da borda do caos seja abstrata, ela tem muitas aplicações em campos como ecologia , administração de negócios , psicologia , ciência política e outros domínios das ciências sociais . Os físicos mostraram que a adaptação à beira do caos ocorre em quase todos os sistemas com feedback.
História
A expressão borda do caos foi cunhada no final dos anos 1980 pelo físico da teoria do caos, Norman Packard . Na década seguinte, Packard e o matemático Doyne Farmer foram coautores de muitos artigos sobre a compreensão de como a auto-organização e a ordem emergem à beira do caos. Um dos catalisadores originais que levaram à ideia da borda do caos foram os experimentos com autômatos celulares feitos pelo cientista da computação Christopher Langton, onde um fenômeno de transição foi descoberto. A frase se refere a uma área no intervalo de uma variável , λ (lambda), que foi variada ao examinar o comportamento de um autômato celular (CA). À medida que λ variou, o comportamento do CA passou por uma transição de fase de comportamentos. Langton encontrou uma pequena área propícia à produção de CAs capazes de computação universal . Mais ou menos na mesma época, o físico James P. Crutchfield e outros usaram a frase início do caos para descrever mais ou menos o mesmo conceito.
Nas ciências em geral, a frase passou a se referir a uma metáfora de que alguns sistemas físicos , biológicos , econômicos e sociais operam em uma região entre a ordem e a aleatoriedade total ou o caos , onde a complexidade é máxima. A generalidade e o significado da ideia, entretanto, foram desde então questionados por Melanie Mitchell e outros. A frase também foi emprestada pela comunidade empresarial e às vezes é usada de forma inadequada e em contextos que estão longe do escopo original do significado do termo.
Stuart Kauffman estudou modelos matemáticos de sistemas em evolução nos quais a taxa de evolução é maximizada perto da borda do caos.
Adaptação
A adaptação desempenha um papel vital para todos os organismos e sistemas vivos. Todos eles estão constantemente mudando suas propriedades internas para melhor se adequar ao ambiente atual. Os instrumentos mais importantes para a adaptação são os parâmetros de autoajuste inerentes a muitos sistemas naturais. A característica proeminente dos sistemas com parâmetros de autoajuste é a capacidade de evitar o caos . O nome desse fenômeno é "Adaptação à beira do caos" .
Adaptação à beira do caos refere-se à ideia de que muitos sistemas adaptativos complexos (CAS) parecem evoluir intuitivamente em direção a um regime próximo à fronteira entre o caos e a ordem. A física mostrou que a borda do caos são as configurações ideais para o controle de um sistema. Também é uma configuração opcional que pode influenciar a capacidade de um sistema físico de executar funções primitivas para computação. No CAS, a coevolução geralmente ocorre perto da borda do caos, e um equilíbrio deve ser mantido entre flexibilidade e estabilidade para evitar falha estrutural. Como uma resposta para lidar com ambientes turbulentos; CAS traz flexibilidade , criatividade , agilidade e inovação à beira do caos; desde que as estruturas de rede tenham estruturas de rede descentralizadas e não hierárquicas suficientes .
Devido à importância da adaptação em muitos sistemas naturais, a adaptação à beira do caos assume uma posição de destaque em muitas pesquisas científicas. Os físicos demonstraram que a adaptação ao estado na fronteira do caos e da ordem ocorre na população de regras de autômatos celulares que otimizam o desempenho evoluindo com um algoritmo genético . Outro exemplo desse fenômeno é a criticidade auto-organizada em modelos de avalanches e terremotos.
O modelo mais simples para dinâmica caótica é o mapa logístico . A dinâmica do mapa logístico autoajustável exibe adaptação à beira do caos. A análise teórica permitiu a previsão da localização do regime de parâmetros estreitos próximo ao limite para o qual o sistema evolui.
Veja também
Referências
- Christopher G. Langton (1990). "Computação à beira do caos" (PDF) . Physica D . 42 : 12. Bibcode : 1990PhyD ... 42 ... 12L . doi : 10.1016 / 0167-2789 (90) 90064-V .
- JP Crutchfield e K. Young (1990). "Computação no início do caos" (PDF) . Em W. Zurek (ed.). Entropia, complexidade e física da informação . Estudos SFI em Ciências da Complexidade, VIII. Reading, Massachusetts: Addison-Wesley . pp. 223–269.
- Mitchell, Melanie; Hraber, Peter T .; Crutchfield, James P. (1993). "Revisitando a borda do caos: autômatos celulares em evolução para realizar cálculos" (PDF) . Sistemas complexos . 7 : 89-130.
- Melanie Mitchell, James P. Crutchfield e Peter T. Hraber. Dinâmica, computação e a "borda do caos": um reexame
- Origens da ordem: auto-organização e seleção na evolução por Stuart Kauffman
- Mora, Thierry; Bialek, William (2010). "Os sistemas biológicos estão equilibrados na criticidade?". Journal of Statistical Physics . 144 (2): 268–302. arXiv : 1012.2242 . Bibcode : 2011JSP ... 144..268M . doi : 10.1007 / s10955-011-0229-4 .
links externos
- "The Edge of Chaos" - uma crítica à prevalência da ideia.