КОГНИТИВИСТИдейное ядро²Ранние признаки критических переходов
Часть 3
Прологи: наука о сознании становится точной
Ранние признаки критических переходов
Манифест когнитивиста
.
Узелки на распутку
.
Прологи
.
Степенные законы, распределения Парето и закон Зипфа
.
Когнитивный уровень
.
Мерцающие зоны
.
Органическая логика: резюме
Карта органической логики
.
Хвост ящерки. Метафизика метафоры.
.
Опус 1/F
.
Anschauung, научный метод Гёте
.
Закон серийности Пауля Каммерера
.
Ранние признаки критических переходов
Слабые сигналы
.
Меметика
.
Системный анализ и чувствительные точки
.
Спиральная динамика
.
Ранние признаки критических переходов, часть 3
Темы:
4. Несимметричность флуктуаций и мерцание
Еще один частый признак приближения к критическому переходу – нарастание асимметричности во флуктуациях состояния системы. При этом ширина разброса случайных отклонений в одну сторону от точки равновесия становится больше, чем в другую:
Причины этого наглядно объясняются так: вблизи критического перехода гомеостатические силы, действующие на восстановление равновесия с одной стороны (2) больше гомеостатических сил, действующих с другой стороны (1). Это неравенство связано с особенностью ландшафта равновесных состояний системы вблизи критических переходов. Оно приводит к характерной асимметричности распределения состояний системы в ее флуктуациях.
Если пертурбации, воздействующие на систему достаточно интенсивны, при приближении к критическому переходу она может перейти в "мерцающее" состояние, когда ее "носит" от одной области равновесия к другой:
В этом случае состояние системы флуктуирует не вокруг одной, а вокруг двух альтернативных точек равновесия. В любой момент такая система может совершить окончательный критический переход, и тогда вместо двух мерцающих точек равновесия, она получает одну новую, соответствующую закритическому состоянию системы.
Исследования электроэнцефалограмм больных эпилепсией показывают, что за несколько минут до начала припадка вариабельность (амплитуда флуктуаций) электрической активности мозга повышается:
В некоторых случаях еще за несколько часов до припадка, в электроэнцефалограмме могут возникать мерцающие всплески, похожие на микро-припадки, но они слишком кратковременны и остаются незамеченными больными.
5. Характерные пространственные структуры
В последнем разделе статьи речь идет о сложных системах, состоящих из множества взаимодействующих распределенных в пространстве элементов – хотя тут авторы не вдаются в детали. Они просто перечисляют некоторые характерные пространственные структуры, возникающие в них при приближении к критическим переходам, и начинают с самоподобных структур, фракталов. Классический пример тут - кусок железа в магнитном поле, претерпевающий фазовый переход от ненамагниченного к намагниченному состоянию или замерзающая вода. Существует изящное доказательство, что в середине фазового перехода структура вещества приобретает фрактальную структуру, так что приближение к самоподобному состоянию системы в этом случае ясно свидетельствует о приближающемся переходе:
На этих изображениях светлые и темные участки соответствуют двум различным состояниям, например жидкому и твердому состоянию вещества. При приближении к критическому переходу структура вещества приобретает масштабную инвариантность, фрактальность. Проще говоря, исчезает определенный характерный размер вкраплений - как это имеет место вдали от перехода.
Хотя возникновение масштабной инвариантности и самоподобия – частый сигнал приближения к критическому переходу, по мнению авторов статьи, не все системы ведут себя одинаково. Например, в модели пастбища, на котором пасутся травоядные, структура травяного покрова имеет признаки масштабной инвариантности в широких диапазонах параметров, но при приближении к критическому переходу (полное опустошение пастбища) фрактальность областей травяного покрова нарушается.
Далее, авторы бегло сообщают о том, что в некоторых системах о приближающемся критическом переходе свидетельствует рост "пространственной когерентности", который отмечается как повышение перекрестной корреляции между элементами системы, или (если элементы системы колеблются) как их резонанс.
Еще одна указанная авторами возможность – возникновение регулярных пространственных структур, предвещающих критический переход, как в модели динамики растительного покрова в пустынях:
Этим авторы статьи завершают обзор статистических и пространственных признаков приближающихся критических переходов в сложных системах. В заключение, они фактически признают: поиск универсальных сигналов раннего предупреждения - многообещающая тема, но пока у них есть лишь некоторые более-менее общие догадки и наблюдения.
Статья Мартена Шеффера и его соавторов - действительно любопытная попытка поставить вопрос о практически значимых универсалиях в сложных системах. Их мысли и наблюдения иногда оказываются очень созвучны идеям органической логики, хотя в некоторых пунктах органическая логика, на наш взгляд, продвинулась немного дальше.
1
Авторы статьи поставили важный вопрос -
"могут ли существовать какие-то универсальные признаки, которые бы позволяли заранее узнавать, что сложная система приближается к критическому переходу – вне зависимости от природы системы?"
субъективное мнение - безусловно существует, но существует на подсознательном уровне, на уровне интуиции. Как часто во время анализа неудач мы признаемся самому себе: "вот я же знал..." etc
step2zer0 step2zer0@yahoo.ca (28.05.2016 6:12)
2
Пожалуй, соглашусь
Видимо, нет единых критических признаков для всех типов систем. Более того, сам термин "система" обманчив. Кажется, так можно назвать любую взаимодействующую совокупность феноменов. Но природа натуральных взаимодействий настолько многообразна, что объединять все эти совокупности под одним термином "система" кажется недопустимым упрощением.
Роман Уфимцев (1.06.2016 1:21)
3
Универсальный критерий
Вольно или невольно при прогнозе землетрясений исследователи приходят к мысли, что прогнозным является любое необычное изменение. И это те, кто еще верит в возможность таких прогнозов. Учитывая, что счет прогнозных признаков идет на тысячи (надеюсь, не слишком ошибаюсь), а эффективность каждого из них довольно мала, эта концепция уже фактически узаконена - это тупик! И это при обширнейшем накопленном материале!
Учитывая сложность и многоплановость, скажем, процесса подготовки землетрясений, что может означать "универсальность" предвестников? Не думаю, что, скажем, в экономике, где сейчас проводятся намного более серьезные работы, ситуация лучше - тамошние исследователи пойдут в тот же тупик.
Под влиянием Ваших работ (они, кстати, помогли мне написать одну из самых важных моих работ - за что огромное спасибо!) я уже вижу, что сам процесс современного познания находится в критической точке: каждое следующее открытие все менее значимо, и над познанием все более тяготеет груз прошлых идей прошлых авторитетов, причем, часто ошибочных.
Алексей alf55@mail.ru (25.03.2017 10:49)
Ваш комментарий
image Поля, отмеченные звездочкой, нужно обязательно заполнить
Заголовок комментария:
image Текст комментария: (не более 2000 символов, HTML-разметка удаляется)
image Ваше имя:
Ваш E-mail:
image Сколько будет дважды два? (ответьте цифрой, это проверка от спам-рассылок)
Отправить комментарий
Главные темы
Внимание (8)Геогештальт (1)Гештальт (16)Динамика внимания (5)Инсайт (5)Интуиция (2)Кибернетика (5)Когнитивное управление (6)Когнитивный анализ (4)Когнитивный словарь (5)Культура наблюдения (5)Мерцающие зоны (7)Метафизика (3)Метафора (13)Механизмы восприятия (15)Мифы и парадигмы (7)Органическая логика (5)Прогнозирование (6)Роль языка (4)Симметрии (5)Синхронизмы (5)Сложные системы (10)Степенной закон (8)Творческое мышление (5)Три уровня систем (4)Управление знаниями (3)Фазы развития (7)Фракталы (18)Цветные шумы (9)
КОГНИТИВИСТ: когнитивные методы и технологии © Роман Уфимцев, при поддержке Ателье ER