Atsiliepimų grandinės yra pagrindinė sistemų, kurioms šis straipsnis skirtas, ypatybė, pvz., ekosistemos ir atskiri organizmai. Jie taip pat egzistuoja žmonių pasaulyje, bendruomenėse, organizacijose ir šeimose.
Tokios dirbtinės sistemos apima robotus su valdymo sistemomis, kurios naudoja neigiamą grįžtamąjį ryšį norimoms būsenoms palaikyti.
Pagrindinės funkcijos
Pritaikančioje sistemoje parametras keičiasi lėtai ir neturi pageidaujamos reikšmės. Tačiau savireguliuojančioje sistemoje parametro reikšmė priklauso nuo sistemos dinamikos istorijos. Viena iš svarbiausių savireguliuojančių sistemų savybių yra gebėjimas prisitaikyti prie chaoso ribos, arba gebėjimas išvengti chaoso. Praktiškai kalbant, judėdamas link chaoso ribos, nežengdamas toliau, stebėtojas gali veikti spontaniškai, bet be katastrofų. Fizikai įrodė, kad prisitaikymas prie chaoso ribos vyksta beveik visose grįžtamojo ryšio sistemose. Tegul skaitytojas nesistebi pretenzinga terminologija, nes tokios teorijos tiesiogiai veikia teorijąchaosas.
Praktopoezė
Praktopoezė, kaip Danko Nikoličiaus sukurtas terminas, yra nuoroda į tam tikrą adaptyvią arba savireguliuojančią sistemą, kurioje organizmo ar ląstelės autopoezė vyksta per alopoetinę jo komponentų sąveiką. Jie išdėstyti poetine hierarchija: vienas komponentas sukuria kitą. Teorija teigia, kad gyvos sistemos turi keturių tokių poetinių operacijų hierarchiją:
evoliucija (i) → genų ekspresija (ii) → su genais nesusiję homeostatiniai mechanizmai (anapoezė) (iii) → ląstelės funkcija (iv).
Praktopoezė meta iššūkį šiuolaikinei neurologijos doktrinai teigdama, kad psichikos operacijos dažniausiai vyksta anapoetiniame lygmenyje (iii), tai yra, kad protai atsiranda iš greitų homeostatinių (adaptyvių) mechanizmų. Tai prieštarauja plačiai paplitusiam įsitikinimui, kad mąstymas yra nervų veiklos sinonimas (ląstelių funkcija iv lygyje).
Kiekvienas žemesnis lygis turi žinių, kurios yra bendresnės už aukštesnįjį lygį. Pavyzdžiui, genai turi daugiau bendrųjų žinių nei anapoetiniai mechanizmai, kurie savo ruožtu turi daugiau bendrųjų žinių nei ląstelių funkcijos. Ši žinių hierarchija leidžia anapoetiniame lygmenyje tiesiogiai saugoti sąvokas, būtinas protui atsirasti.
Sudėtinga sistema
Sudėtinga prisitaikanti sistema yra sudėtingas mechanizmas, kuriame tobulas atskirų dalių supratimas automatiškai nesuteikia tobulo visumos supratimodizaino. Šių mechanizmų, kurie yra tam tikras netiesinių dinaminių sistemų pogrupis, tyrimas yra labai tarpdisciplininis ir sujungia gamtos ir socialinių mokslų žinias, kad būtų sukurti aukščiausio lygio modeliai ir reprezentacijos, kuriose atsižvelgiama į nevienalyčius veiksnius, fazių perėjimą ir kiti niuansai.
Jie yra sudėtingi tuo, kad yra dinamiški sąveikos tinklai, o jų santykiai nėra atskirų statinių objektų rinkiniai, tai yra, ansamblio elgsenos nenuspėjama pagal komponentų elgseną. Jie yra prisitaikantys tuo, kad individualus ir kolektyvinis elgesys mutuoja ir savaime organizuojasi pagal pokyčius inicijuojantį mikroįvykį ar įvykių rinkinį. Tai sudėtingas makroskopinis santykinai panašių ir iš dalies susijusių mikrostruktūrų rinkinys, suformuotas taip, kad prisitaikytų prie kintančios aplinkos ir pagerintų jų kaip makrostruktūros išlikimą.
Programa
Sąvoka „sudėtingos adaptyvios sistemos“(CAS) arba sudėtingumo mokslas dažnai vartojamas apibūdinti laisvai organizuotai akademinei sričiai, kuri išaugo aplink tokių sistemų tyrimą. Kompleksiškumo mokslas nėra viena teorija – jis apima daugiau nei vieną teorinę sistemą ir yra labai tarpdisciplininis, ieškantis atsakymų į kai kuriuos esminius klausimus apie gyvas, prisitaikančias, besikeičiančias sistemas. CAS tyrimai sutelkti į sudėtingas, atsirandančias ir makroskopines sistemos savybes. John H. Holland sakė, kad CAS yra sistemos, kurios turi didelįkomponentų, dažnai vadinamų agentais, kurie sąveikauja, prisitaiko arba mokosi, skaičius.
Pavyzdžiai
Tipiniai prisitaikančių sistemų pavyzdžiai:
- klimatas;
- miestai;
- firmos;
- turgavietės;
- vyriausybių;
- pramonė;
- ekosistemos;
- socialiniai tinklai;
- elektros tinklai;
- gyvūnų pakuotės;
- eismo srautai;
- socialinės vabzdžių kolonijos (pvz., skruzdėlės);
- smegenys ir imuninė sistema;
- ląstelės ir besivystantis embrionas.
Bet tai dar ne viskas. Taip pat į šį sąrašą gali būti įtrauktos vis labiau populiarėjančios adaptyvios kibernetikos sistemos. Organizacijos, pagrįstos socialinėmis žmonių grupėmis, tokiomis kaip politinės partijos, bendruomenės, geopolitinės bendruomenės, karai ir teroristų tinklai, taip pat laikomos CAS. Internetas ir kibernetinė erdvė, kuriuos sudaro, bendradarbiauja ir valdo sudėtingas žmogaus ir kompiuterio sąveikų rinkinys, taip pat laikomi sudėtinga prisitaikanti sistema. CAS gali būti hierarchinė, tačiau ji visada dažniau parodys saviorganizavimo aspektus. Taigi kai kurias šiuolaikines technologijas (pavyzdžiui, neuroninius tinklus) galima pavadinti savarankiškai besimokančiomis ir prisitaikančiomis informacinėmis sistemomis.
Skirtumai
CAS skiriasi nuo grynos kelių agentų sistemos (MAS) yra dėmesys aukščiausio lygio savybėms ir funkcijoms, tokioms kaip savęs panašumas, struktūrinis sudėtingumas ir savarankiškas organizavimas. MAS yra apibrėžtaskaip sistema, susidedanti iš kelių sąveikaujančių agentų, tuo tarpu CAS agentai ir sistema yra prisitaikantys, o pati sistema yra panaši.
CAS yra sudėtingas sąveikaujančių prisitaikančių agentų rinkinys. Tokios sistemos pasižymi dideliu prisitaikymo laipsniu, todėl jos yra neįprastai atsparios permainoms, krizėms ir katastrofoms. Į tai reikia atsižvelgti kuriant prisitaikančią sistemą.
Kitos svarbios savybės yra: prisitaikymas (arba homeostazė), bendravimas, bendradarbiavimas, specializacija, erdvės ir laiko organizavimas ir dauginimasis. Jų galima rasti visais lygiais: ląstelės specializuojasi, prisitaiko ir dauginasi, kaip tai daro didesni organizmai. Bendravimas ir bendradarbiavimas vyksta visais lygiais – nuo agento iki sistemos lygio. Jėgos, skatinančios agentų bendradarbiavimą tokioje sistemoje, kai kuriais atvejais gali būti analizuojamos naudojant žaidimų teoriją.
Simuliacija
CAS yra pritaikomos sistemos. Kartais jie modeliuojami naudojant agentais pagrįstus ir sudėtingus tinklo modelius. Tie, kurie pagrįsti agentais, kuriami naudojant įvairius metodus ir įrankius, pirmiausia identifikuojant įvairius agentus modelyje. Kitas CAS modelių kūrimo būdas apima sudėtingų tinklo modelių kūrimą naudojant įvairių CAS komponentų sąveikos duomenis, pvz., prisitaikančią ryšių sistemą.
2013 mSpringerOpen / BioMed Central išleido atviros prieigos internetinį žurnalą apie sudėtingų sistemų modeliavimą (CASM).
Gyvieji organizmai yra sudėtingos prisitaikančios sistemos. Nors biologijoje sudėtingumą sunku kiekybiškai įvertinti, evoliucija sukūrė keletą nuostabių organizmų. Dėl šio stebėjimo paplitusi klaidinga nuomonė apie evoliuciją yra progresyvi.
Sudėtingumo siekimas
Jei tai būtų tiesa, evoliucija būtų linkusi į sudėtingumą. Šio tipo procese dažniausiai pasitaikančio sudėtingumo laipsnio reikšmė laikui bėgant didės. Iš tiesų, kai kurie dirbtinio gyvenimo modeliai rodo, kad CAS generavimas yra neišvengiama evoliucijos ypatybė.
Tačiau idėją apie bendrą evoliucijos sudėtingumo tendenciją taip pat galima paaiškinti pasyviu procesu. Tai apima dispersijos didinimą, tačiau dažniausiai naudojama reikšmė, režimas, nesikeičia. Taigi didžiausias sudėtingumo lygis laikui bėgant didėja, bet tik kaip netiesioginis viso organizmų skaičiaus produktas. Šio tipo atsitiktinis procesas taip pat vadinamas ribotu atsitiktiniu žingsniu.
Šioje hipotezėje akivaizdi tendencija komplikuoti organizmų struktūrą yra iliuzija. Jis atsiranda sutelkus dėmesį į nedidelį skaičių didelių, labai sudėtingų organizmų, gyvenančių dešinėje sudėtingumo pasiskirstymo uodegoje, ir ignoruojant paprastesnius ir daug įprastesnius.organizmai. Šis pasyvus modelis pabrėžia, kad didžioji dauguma rūšių yra mikroskopiniai prokariotai, kurie sudaro apie pusę pasaulio biomasės ir didžiąją dalį Žemės biologinės įvairovės. Todėl paprasta gyvybė Žemėje išlieka dominuojanti, o sudėtinga gyvybė atrodo įvairesnė tik dėl atrankos šališkumo.
Jei biologijai trūksta bendros tendencijos į sudėtingumą, tai netrukdys egzistuoti jėgoms, kurios tam tikrais atvejais stumia sistemas į sudėtingumą. Šias nedideles tendencijas atsvers kitas evoliucinis spaudimas, verčiantis sistemas į mažiau sudėtingas būsenas.
Imuninė sistema
Adaptyvioji imuninė sistema (taip pat žinoma kaip įgyta arba, rečiau, specifinė imuninė sistema) yra bendrosios imuninės sistemos posistemė. Jį sudaro labai specializuotos ląstelės ir procesai, kurie pašalina patogenus arba neleidžia jiems augti. Įgyta imuninė sistema yra viena iš dviejų pagrindinių stuburinių gyvūnų imuninės sistemos strategijų (kita – įgimta imuninė sistema). Įgytas imunitetas sukuria imunologinę atmintį po pradinio atsako į tam tikrą patogeną ir sustiprina atsaką į vėlesnius susidūrimus su tuo pačiu patogenu. Šis įgyto imuniteto procesas yra skiepų pagrindas. Kaip ir įgimta sistema, įgyta sistema apima ne tik humoralinio imuniteto komponentus, bet ir ląstelinio imuniteto komponentus.
Termino istorija
Pirmą kartą buvo įvestas terminas „prisitaikantis“. Robertas Goodas naudojo varlių antikūnų atsakams kaip įgyto imuninio atsako sinonimą 1964 m. Goode'as pripažino, kad terminus vartojo pakaitomis, tačiau paaiškino tik tai, kad jam labiau patinka vartoti šį terminą. Galbūt jis galvojo apie tuo metu neįtikėtiną antikūnų susidarymo teoriją, kurioje jie buvo plastiški ir gali prisitaikyti prie antigenų molekulinės formos, arba adaptyvių fermentų, kurių ekspresiją galėjo sukelti jų substratai, koncepciją. Šią frazę vartojo beveik vien Goode'as ir jo mokiniai bei keletas kitų imunologų, iki 1990-ųjų dirbusių su ribiniais organizmais. Tada jis buvo plačiai vartojamas kartu su terminu „įgimtas imunitetas“, kuris tapo populiaria tema atradus Toll receptorių sistemą. Drosofiloje, anksčiau buvusiame ribiniame organizme imunologijos tyrimams. Imunologijoje vartojamas terminas „adaptyvus“yra problemiškas, nes įgytas imuninis atsakas gali būti adaptyvus arba netinkamas fiziologine prasme. Iš tiesų, tiek įgytas, tiek imuninis atsakas gali būti adaptyvus ir neprisitaikantis evoliucine prasme. Daugumoje vadovėlių šiandien vartojamas tik terminas „prisitaikantis“, pažymint, kad jis yra „įgytas“sinonimas.
Biologinis prisitaikymas
Nuo atradimo klasikinė įgyto imuniteto reikšmė reiškia antigenui specifinį imunitetą, kurį sąlygoja somatinių pertvarkymų.genai, sukuriantys antigeno receptorius, kurie apibrėžia klonus. Per pastarąjį dešimtmetį terminas „prisitaikantis“vis dažniau buvo taikomas kitai imuninio atsako klasei, kuri dar nebuvo susijusi su somatiniais genų persitvarkymais. Tai apima natūralių žudikų (NK) ląstelių, turinčių dar nepaaiškintą antigeno specifiškumą, išplitimą, NK ląstelių, ekspresuojančių gemalo linijos koduotus receptorius, išplitimą ir kitų įgimtų imuninių ląstelių aktyvavimą į aktyvuotą būseną, kuri užtikrina trumpalaikę imuninę atmintį. Šia prasme adaptyvusis imunitetas yra artimesnis sąvokai „aktyvuota būsena“arba „heterostazė“, taigi grįžtama prie fiziologinės „adaptacijos“prie aplinkos pokyčių reikšmės. Paprasčiau tariant, šiandien tai beveik biologinio prisitaikymo sinonimas.
