Samoorganizacja w cybernetyce
Samoorganizacja , proces, w którym pewna forma ogólnego porządku powstaje z lokalnych interakcji między częściami początkowo nieuporządkowanego systemu, została odkryta w cybernetyce przez Williama Rossa Ashby'ego w 1947 r. Stwierdza, że każdy deterministyczny system dynamiczny automatycznie ewoluuje w kierunku stanu równowagę, którą można opisać za pomocą atraktora w basenie okolicznych stanów. Tam dalsza ewolucja systemu jest ograniczona do pozostania w atraktorze. To ograniczenie implikuje formę wzajemnej zależności lub koordynacji między jego składnikami składowymi lub podsystemami. W kategoriach Ashby'ego każdy podsystem dostosował się do środowiska utworzonego przez wszystkie inne podsystemy.
Cybernetyk Heinz von Foerster sformułował zasadę „porządku z szumu ” w 1960 roku. Zauważa, że samoorganizację ułatwiają przypadkowe perturbacje („szumy”), które pozwalają systemowi badać różne stany w jego przestrzeni stanów. Zwiększa to szansę, że system dotrze do basenu „silnego” lub „głębokiego” atraktora, z którego następnie szybko wejdzie do samego atraktora. Biofizyk Henri Atlan rozwinął taką koncepcję, proponując zasadę „ złożoności z szumu” ( fr : le principe de complexité par le bruit ) najpierw w książce L'organisation biologique et la théorie de l'information z 1972 r. , a następnie w książce Entre le cristal et la fumée z 1979 r. Termodynamik Ilya Prigogine sformułował podobną zasadę, jak „porządek poprzez fluktuacje” lub „porządek z chaosu”. Znajduje zastosowanie w metodzie symulowanego wyżarzania do rozwiązywania problemów i uczenia maszynowego .
Wiener uznał automatyczną identyfikację seryjną czarnej skrzynki i jej późniejsze odtworzenie (kopiowanie) za wystarczające do spełnienia warunku samoorganizacji. Znaczenie synchronizacji fazowej lub „przyciągania częstotliwości”, jak to nazwał, zostało omówione w drugim wydaniu jego „ Cybernetyki ”. Drexler postrzega samoreplikację (kopiowanie) jako kluczowy krok w montażu nano i uniwersalnym . W późniejszej pracy stara się zmniejszyć to ograniczenie.
Homeostatu W. Rossa Ashby'ego polują , gdy są zaburzone, aby zbiegać się w jednym z wielu możliwych stabilnych stanów. Ashby użył swojej miary rozmaitości zliczania stanów do opisania stanów stabilnych i stworzył twierdzenie o „ dobrym regulatorze ”, które wymaga wewnętrznych modeli samoorganizującej się wytrzymałości i stabilności (np. kryterium stabilności Nyquista ).
Warren McCulloch zaproponował „redundancję potencjalnego dowodzenia” jako cechę charakterystyczną organizacji mózgu i układu nerwowego człowieka oraz warunek konieczny samoorganizacji.
Heinz von Foerster zaproponował redundancję, R = 1 - H / H max , gdzie H jest entropią . Zasadniczo oznacza to, że niewykorzystana potencjalna przepustowość komunikacyjna jest miarą samoorganizacji.
W latach siedemdziesiątych Stafford Beer uważał ten warunek za niezbędny dla autonomii , która identyfikuje samoorganizację w systemach trwałych i żywych. Zastosował swój realny model systemu do zarządzania. Składa się z pięciu części: monitorowania przebiegu procesów przeżycia (1), zarządzania nimi poprzez rekurencyjne stosowanie regulacji (2), homeostazy kontrola operacyjna (3) i rozwój (4), które zapewniają utrzymanie tożsamości (5) w warunkach perturbacji środowiskowych. Skupienie jest traktowane priorytetowo przez alarmujące sprzężenie zwrotne „pętli algedonicznej”: wrażliwość zarówno na ból, jak i przyjemność wynikającą z niedostatecznej lub nadmiernej wydajności w stosunku do standardowych możliwości. [ potrzebne pełne cytowanie ]
W latach 90. Gordon Pask wskazał, że H i Hmax von Foerstera nie były niezależne i wchodziły w interakcje poprzez policzalnie nieskończone rekurencyjne współbieżne procesy wirowania (opowiadał się za interpretacją Bohma ), które nazwał koncepcjami (swobodnie zdefiniowanymi w dowolnym medium, „produktywnymi i, nawiasem mówiąc, reprodukcyjnymi”) . Jego ścisła definicja pojęcia „procedura doprowadzenia do relacji” pozwoliła jego twierdzeniu „Podobne koncepcje odpychają się, w przeciwieństwie do pojęć przyciągają” na stwierdzenie ogólnej zasady samoorganizacji opartej na spinach . Jego edykt, zasada wykluczenia „ Nie ma sobowtórów ”, oznacza, że nie ma dwóch takich samych koncepcji (wszystkie interakcje zachodzą z różnych perspektyw, przez co czas jest niewspółmierny dla aktorów ). Oznacza to, że po wystarczającym czasie trwania, jak twierdzą różnice, wszystkie koncepcje będą przyciągać i łączyć się wraz ze różowego szumu i entropii (zob. Big Crunch , samoorganizująca się krytyczność ). Teoria ma zastosowanie do wszystkich organizacyjnie zamkniętych lub homeostatycznych procesów, które prowadzą do trwałości i produkty koherentne (gdzie spiny mają stałą średnią fazową, a także w sensie koherencyjnej teorii prawdy Nicholasa Reschera z zastrzeżeniem, że zbiory i ich elementy wywierają siły odpychające na swoich granicach) poprzez interakcje: ewolucję , uczenie się i adaptację .
Interakcji aktorów Paska znajduje odzwierciedlenie w niektórych ideach pojawiania się i koherencji . Wymaga topologii powstawania węzłów , która wytwarza promieniowanie podczas interakcji z komórką elementarną , która ma pryzmatyczną strukturę tensegrity . Wkład Laughlina w powstawanie odzwierciedla niektóre z tych ograniczeń.