Адаптивная система - Adaptive system

An адаптивная система представляет собой набор взаимодействующих или взаимозависимых сущностей, реальных или абстрактных, образующих единое целое, которые вместе способны реагировать на изменения окружающей среды или изменения во взаимодействующих частях аналогично непрерывному физиологическому гомеостаз или эволюционный приспособление в биология. Петли обратной связи представляют собой ключевую особенность адаптивных систем, таких как экосистемы и индивидуальный организмы; или в человеческом мире, сообщества, организации, и семьи.

Искусственные адаптивные системы включают: роботы с Системы управления которые используют негативный отзыв для поддержания желаемых состояний.

Закон адаптации

Неформально закон адаптации можно сформулировать так:

Каждая адаптивная система сходится к состоянию, в котором прекращаются все виды стимуляции.^[1]

Формально закон можно определить так:

Учитывая систему ${ displaystyle S}$ , мы говорим, что физическое событие ${ displaystyle E}$ является стимулом для системы ${ displaystyle S}$ тогда и только тогда, когда вероятность ${ Displaystyle P (S rightarrow S '| E)}$ что система претерпевает изменения или возмущается (в ее элементах или в ее процессах), когда событие ${ displaystyle E}$ происходит строго больше, чем априорная вероятность того, что ${ displaystyle S}$ претерпевает изменения независимо от ${ displaystyle E}$ :

{ Displaystyle P (S rightarrow S '| E)> P (S rightarrow S')}

Позволять ${ displaystyle S}$ быть произвольной системой, подверженной изменениям во времени ${ displaystyle t}$ и разреши ${ displaystyle E}$ - произвольное событие, которое является стимулом для системы ${ displaystyle S}$ : мы говорим, что ${ displaystyle S}$ является адаптивной системой тогда и только тогда, когда t стремится к бесконечности ${ Displaystyle (т rightarrow infty)}$ вероятность того, что система ${ displaystyle S}$ изменить свое поведение ${ Displaystyle (S rightarrow S ')}$ через временной шаг ${ displaystyle t_ {0}}$ учитывая событие ${ displaystyle E}$ равна вероятности того, что система изменит свое поведение независимо от наступления события ${ displaystyle E}$ . С математической точки зрения:

- ${ displaystyle P_ {t_ {0}} (S rightarrow S '| E)> P_ {t_ {0}} (S rightarrow S')> 0}$
- ${ Displaystyle lim _ {т rightarrow infty} P_ {t} (S rightarrow S '| E) = P_ {t} (S rightarrow S')}$

Таким образом, для каждого момента ${ displaystyle t}$ будет существовать временной интервал ${ displaystyle h}$ такой, что:

{ displaystyle P_ {t + h} (S rightarrow S '| E) -P_ {t + h} (S rightarrow S')

Преимущество саморегулирующихся систем

В адаптивной системе параметр изменяется медленно и не имеет предпочтительного значения. Однако в саморегулирующейся системе значение параметра «зависит от истории динамики системы». Одно из важнейших качеств саморегулирующиеся системы это его «приспособление к краю хаоса »Или способность избегать хаос. Собственно говоря, направившись к край хаоса не идя дальше, лидер может действовать спонтанно, но без катастрофы. В статье «Сложность» за март / апрель 2009 г. далее объясняются используемые саморегулирующиеся системы и их реальные последствия.^[2] Физики показали, что приспособление к край хаоса встречается почти во всех системах с Обратная связь.^[3]

Практопоэз

Как различные типы адаптации взаимодействуют в живой системе? Практопоэз,^[4] термин в честь его создателя Данко Николича,^[5] является ссылкой на иерархию механизмов адаптации, отвечающих на этот вопрос. Адаптивная иерархия образует своего рода самонастраивающуюся систему, в которой аутопоэзис всего организм или клетка происходит через иерархию аллопоэтический взаимодействие между составные части.^[6] Это возможно, потому что компоненты организованы в поэтический иерархия: адаптивные действия одного компонента приводят к созданию другого компонента. Теория предполагает, что живые системы демонстрируют иерархию в общей сложности из четырех таких адаптивных поэтических операций:

   эволюция (i) → экспрессия гена (ii) → не связанный с генами гомеостатический механизмы (анапоэз) (iii) → конечная функция клетки (iv)

По мере продвижения иерархии к более высоким уровням организации скорость адаптации увеличивается. Эволюция самая медленная; последняя функция ячейки является самой быстрой. В конечном счете, практопоэзис бросает вызов современной доктрине нейробиологии, утверждая, что психические операции в основном происходят на гомеостатическом, анапоэтическом уровне (iii), то есть что разум и мысль возникают из быстрых гомеостатических механизмов, поэтически контролирующих функцию клеток. Это контрастирует с широко распространенным мнением, что мышление является синонимом нейронная активность (т.е. с «конечной функцией клетки» на уровне iv).

Каждый более медленный уровень содержит более общие знания, чем более быстрый уровень; например, гены содержат более общие знания, чем анапоэтические механизмы, которые, в свою очередь, содержат более общие знания, чем функции клеток. Эта иерархия знаний позволяет анапоэтическому уровню напрямую активировать концепции, которые являются наиболее фундаментальным ингредиентом для возникновения разума.

Смотрите также

Примечания

^ Хосе Антонио Мартин Х., Хавьер де Лопе и Дарио Маравалл: «Адаптация, прогнозирование и рациональность в естественных и искусственных системах: вычислительные парадигмы, имитирующие природу», Natural Computing, декабрь, 2009. Vol. 8 (4), стр. 757-775. Дои
^ Хюблер, А. и Уотерспун, Т .: «Саморегулирующиеся системы избегают хаоса». Сложность. 14 (4), 8 - 11. 2008 г.
^ Wotherspoon, T .; Хублер, А. (2009). «Адаптация к краю хаоса со случайной вейвлет-обратной связью». J Phys Chem A. 113 (1): 19–22. Bibcode:2009JPCA..113 ... 19 Вт. Дои:10.1021 / jp804420g. PMID 19072712.
^ http://www.danko-nikolic.com/practopoiesis/
^ https://www.researchgate.net/profile/Danko_Nikolic
^ Данко Николич (2015). «Практопоэзис: или как жизнь способствует развитию ума». Журнал теоретической биологии. 373: 40–61. arXiv:1402.5332. Дои:10.1016 / j.jtbi.2015.03.003. PMID 25791287. S2CID 12680941.

внешняя ссылка

Забавный анимационное видео объясняя теорию практикования, разработанную Mind & Brain.
Practopoiesis предлагает решения для девять давних проблем в нейробиологии и философии разума
Серия блогов о практике

[1] Хосе Антонио Мартин Х., Хавьер де Лопе и Дарио Маравалл: «Адаптация, прогнозирование и рациональность в естественных и искусственных системах: вычислительные парадигмы, имитирующие природу», Natural Computing, декабрь, 2009. Vol. 8 (4), стр. 757-775. Дои

[2] Хюблер, А. и Уотерспун, Т .: «Саморегулирующиеся системы избегают хаоса». Сложность. 14 (4), 8 - 11. 2008 г.

[3] Wotherspoon, T .; Хублер, А. (2009). «Адаптация к краю хаоса со случайной вейвлет-обратной связью». J Phys Chem A. 113 (1): 19–22. Bibcode:2009JPCA..113 ... 19 Вт. Дои:10.1021 / jp804420g. PMID 19072712.

[4] ttp://www.danko-nikolic.com/practopoiesis/

[5] ttps://www.researchgate.net/profile/Danko_Nikolic

[Nikolic2015-6] Данко Николич (2015). «Практопоэзис: или как жизнь способствует развитию ума». Журнал теоретической биологии. 373: 40–61. arXiv:1402.5332. Дои:10.1016 / j.jtbi.2015.03.003. PMID 25791287. S2CID 12680941.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]