Кері байланыс циклдері - экожүйелер мен жеке организмдер сияқты осы мақалада қарастырылатын жүйелердің негізгі мүмкіндігі. Олар адам әлемінде, қауымдастықтарда, ұйымдарда және отбасыларда да бар.
Осындай жасанды жүйелерге қалаған күйлерді сақтау үшін теріс кері байланысты пайдаланатын басқару жүйелері бар роботтар кіреді.
Негізгі мүмкіндіктер
Адаптивті жүйеде параметр баяу өзгереді және таңдаулы мәнге ие болмайды. Дегенмен, өзін-өзі реттейтін жүйеде параметрдің мәні жүйе динамикасының тарихына байланысты. Өзін-өзі реттейтін жүйелердің ең маңызды қасиеттерінің бірі – хаостың шетіне бейімделу немесе хаосқа жол бермеу. Іс жүзінде, хаостың шетіне қарай ілгері кетпей, бақылаушы өздігінен әрекет ете алады, бірақ апаттарсыз. Физиктер хаостың шетіне бейімделу барлық дерлік кері байланыс жүйелерінде болатынын дәлелдеді. Оқырманды жалаң терминология таң қалдырмасын, өйткені мұндай теориялар теорияға тікелей әсер етедіхаос.
Практопоэз
Практопоэз Данко Николич енгізген термин ретінде организмнің немесе жасушаның аутопоэзі оның құрамдас бөліктері арасындағы аллопоэтикалық әрекеттесу арқылы жүзеге асатын бейімделгіш немесе өзін-өзі реттейтін жүйе түріне сілтеме болып табылады. Олар поэтикалық иерархияда ұйымдастырылған: бір компонент екіншісін жасайды. Теория тірі жүйелер осындай төрт поэтикалық операцияның иерархиясын көрсетеді деп болжайды:
эволюция (i) → ген экспрессиясы (ii) → генмен байланысты емес гомеостатикалық механизмдер (анапоэз) (iii) → жасуша қызметі (iv).
Практопоэз психикалық операциялар көбінесе анапоэтикалық деңгейде (iii) болатынын, яғни ақыл-ойдың жылдам гомеостатикалық (бейімделу) механизмдерінен пайда болатынын дәлелдеу арқылы қазіргі неврология доктринасына қарсы шығады. Бұл ойлау нейрондық белсенділіктің синонимі деген кең тараған нанымға қарама-қайшы келеді (IV деңгейдегі жасуша қызметі).
Әрбір төменгі деңгейде жоғары деңгейден гөрі жалпырақ білім бар. Мысалы, гендер анапоэтикалық механизмдерге қарағанда жалпы білімді қамтиды, олар өз кезегінде жасуша қызметіне қарағанда жалпы білімдерді қамтиды. Бұл білім иерархиясы анапоэтикалық деңгейге ақыл-ойдың пайда болуына қажетті ұғымдарды тікелей сақтауға мүмкіндік береді.
Күрделі жүйе
Күрделі бейімделу жүйесі - бұл жеке бөліктерді мінсіз түсіну автоматты түрде тұтас түсінуді қамтамасыз етпейтін күрделі механизм.дизайн. Сызықты емес динамикалық жүйелердің бір түрі болып табылатын бұл механизмдерді зерттеу жоғары пәнаралық болып табылады және гетерогенді факторларды, фазалық ауысуды және факторларды есепке алатын ең жоғары деңгейдегі модельдер мен өкілдіктерді әзірлеу үшін жаратылыстану және әлеуметтік ғылымдар білімдерін біріктіреді. басқа нюанстар.
Олар күрделі, өйткені олар өзара әрекеттесулердің динамикалық желілері болып табылады және олардың қарым-қатынастары жеке статикалық объектілердің жиыны емес, яғни ансамбльдің әрекеті құрамдастардың әрекетімен болжалмайды. Олар өзгеретін микро-оқиғаға немесе оқиғалар жиынтығына сәйкес индивидуалды және ұжымдық мінез-құлық мутацияға және өзін-өзі ұйымдастыруға бейімделеді. Олар өзгермелі ортаға бейімделу және олардың макроқұрылым ретінде өмір сүруін жақсарту үшін пішінделген салыстырмалы түрде ұқсас және ішінара байланысты микроқұрылымдардың күрделі макроскопиялық жиынтығы.
Қолданба
«Күрделі бейімделу жүйелері» (CAS) немесе күрделілік туралы ғылым термині мұндай жүйелерді зерттеу айналасында қалыптасқан еркін ұйымдастырылған академиялық өрісті сипаттау үшін жиі пайдаланылады. Күрделілік туралы ғылым жалғыз теория емес - ол бірнеше теориялық шеңберді қамтиды және өмір сүруге бейім, өзгеретін жүйелер туралы кейбір іргелі сұрақтарға жауап іздейтін жоғары пәнаралық. CAS зерттеулері жүйенің күрделі, пайда болатын және макроскопиялық қасиеттеріне бағытталған. Джон Х. Холланд CAS үлкен жүйеге ие жүйелер екенін айттыөзара әрекеттесетін, бейімделетін немесе үйренетін, көбінесе агенттер деп аталатын құрамдастардың саны.
Мысалдар
Адаптивті жүйелердің типтік мысалдарына мыналар жатады:
- климат;
- қалалар;
- фирмалар;
- нарықтар;
- үкіметтер;
- өнеркәсіп;
- экожүйелер;
- әлеуметтік желілер;
- электр желілері;
- жануарлардың бумалары;
- трафик ағындары;
- жәндіктердің әлеуметтік колониялары (мысалы, құмырсқалар);
- ми және иммундық жүйе;
- жасушалар және дамып келе жатқан эмбрион.
Бірақ бұл бәрі емес. Сондай-ақ, бұл тізімге кибернетикадағы барған сайын танымал болып келе жатқан адаптивті жүйелерді қосуға болады. Саяси партиялар, қауымдастықтар, геосаяси қауымдастықтар, соғыстар және террористік желілер сияқты адамдардың әлеуметтік топтарына негізделген ұйымдар да CAS болып саналады. Адам мен компьютердің өзара әрекеттесуінің күрделі жиынтығынан тұратын, бірлесіп жұмыс істейтін және басқаратын Интернет пен киберкеңістік те күрделі бейімделгіш жүйе ретінде қарастырылады. CAS иерархиялық болуы мүмкін, бірақ ол әрқашан өзін-өзі ұйымдастыру аспектілерін жиі көрсетеді. Осылайша, кейбір заманауи технологияларды (мысалы, нейрондық желілер) өздігінен білім алатын және өздігінен реттелетін ақпараттық жүйелер деп атауға болады.
Айырмашылықтар
CAS-ті таза мульти-агенттік жүйеден (MAS) ерекшелендіретін нәрсе - өзіндік ұқсастық, құрылымдық күрделілік және өзін-өзі ұйымдастыру сияқты жоғарғы деңгейдегі мүмкіндіктер мен функцияларға назар аудару. MAS анықталғанбірнеше өзара әрекеттесетін агенттерден тұратын жүйе ретінде, ал CAS жүйесінде агенттер мен жүйе бейімделгіш, ал жүйенің өзі өзіне ұқсас.
CAS - өзара әрекеттесетін бейімделгіш агенттердің күрделі жиынтығы. Мұндай жүйелер бейімделудің жоғары дәрежесімен сипатталады, бұл оларды өзгерістер, дағдарыстар мен апаттар жағдайында әдеттен тыс төзімді етеді. Бұл бейімделгіш жүйені жасау кезінде ескерілуі керек.
Басқа маңызды қасиеттерге мыналар жатады: бейімделу (немесе гомеостаз), коммуникация, кооперация, мамандану, кеңістіктік және уақыттық ұйымдастыру және көбею. Оларды барлық деңгейде табуға болады: үлкен организмдер сияқты жасушалар маманданады, бейімделеді және көбейеді. Байланыс және ынтымақтастық агенттен жүйе деңгейіне дейін барлық деңгейлерде орын алады. Мұндай жүйедегі агенттер арасындағы ынтымақтастықты басқаратын күштерді кейбір жағдайларда ойын теориясы арқылы талдауға болады.
Симуляция
CAS - бейімделгіш жүйелер. Кейде олар агентке негізделген және күрделі желі үлгілері арқылы модельденеді. Агенттерге негізделгендер әртүрлі әдістер мен құралдарды пайдалана отырып, ең алдымен үлгідегі әртүрлі агенттерді анықтау арқылы әзірленеді. CAS үшін үлгілерді әзірлеудің басқа әдісі бейімделген байланыс жүйесі сияқты әртүрлі CAS құрамдастарының өзара әрекеттесу деректерін пайдалану арқылы күрделі желі үлгілерін әзірлеуді қамтиды.
2013 жылыSpringerOpen / BioMed Central күрделі жүйелерді модельдеу (CASM) бойынша ашық қолжетімді онлайн журналын іске қосты.
Тірі организмдер күрделі бейімделгіш жүйелер. Биологияда күрделілікті анықтау қиын болғанымен, эволюция кейбір таңғажайып организмдерді тудырды. Бұл байқау эволюция туралы жалпы қате пікірдің прогрессивті болуына әкелді.
Күрделілікке ұмтылу
Егер жоғарыда айтылғандар жалпы дұрыс болса, эволюция күрделілікке қатты бейім болар еді. Процестің бұл түрінде ең көп таралған қиындық дәрежесінің мәні уақыт өте келе артады. Шынында да, кейбір жасанды өмір модельдеулері CAS генерациясы эволюцияның сөзсіз ерекшелігі екенін көрсетеді.
Алайда, эволюциядағы күрделілікке жалпы тенденция идеясын пассивті процесспен де түсіндіруге болады. Бұл дисперсияны арттыруды қамтиды, бірақ ең көп таралған мән режимі өзгермейді. Осылайша, максималды қиындық деңгейі уақыт өте келе артады, бірақ тек организмдердің жалпы санының жанама өнімі ретінде. Кездейсоқ процестің бұл түрі шектелген кездейсоқ жүру деп те аталады.
Бұл гипотезада организмдердің құрылымын күрделендіретін айқын тенденция иллюзия болып табылады. Ол күрделілік таралуының оң жақ құйрығын мекендейтін ірі, өте күрделі организмдердің аз санына шоғырланудан және қарапайым және әлдеқайда кең таралғанды елемеуден туындайды.организмдер. Бұл пассивті модель түрлердің басым көпшілігі дүние жүзіндегі биомассаның жартысына жуығын және жердегі биоалуантүрліліктің басым көпшілігін құрайтын микроскопиялық прокариоттар екенін атап көрсетеді. Сондықтан, қарапайым өмір жер бетінде басым болып қала береді, ал күрделі өмір тек таңдаудың қиғаштығына байланысты әртүрлі болып көрінеді.
Егер биологияда күрделілікке жалпы бейімділік болмаса, бұл жағдайлардың ішкі жиынында жүйелерді күрделілікке апаратын күштердің болуына кедергі болмайды. Бұл шамалы тенденциялар жүйелерді күрделі емес күйлерге апаратын басқа эволюциялық қысымдармен теңестіріледі.
Иммундық жүйе
Адаптивті иммундық жүйе (сонымен қатар жүре пайда болған немесе сирек спецификалық иммундық жүйе ретінде белгілі) жалпы иммундық жүйенің ішкі жүйесі болып табылады. Ол қоздырғыштарды жоятын немесе олардың өсуіне жол бермейтін жоғары мамандандырылған жасушалар мен процестерден тұрады. Жүре алынған иммундық жүйе омыртқалы жануарлардағы екі негізгі иммундық стратегияның бірі болып табылады (екіншісі туа біткен иммундық жүйе). Алынған иммунитет белгілі бір қоздырғышқа алғашқы реакциядан кейін иммунологиялық жадты жасайды және сол қоздырғышпен кейінгі кездесулерге күшейтілген реакцияға әкеледі. Алынған иммунитеттің бұл процесі вакцинацияның негізі болып табылады. Туа біткен жүйе сияқты жүре пайда болған жүйеге гуморальдық иммунитеттің құрамдастары ғана емес, сонымен қатар жасушалық иммунитеттің компоненттері де кіреді.
Терминнің тарихы
Алғаш рет "бейімделу" термині енгізілдіРоберт Гуд 1964 жылы бақалардағы антиденелердің реакцияларына қатысты иммундық жауаптың синонимі ретінде қолданған. Гуд терминдерді бір-бірінің орнына қолданғанын мойындады, бірақ бұл терминді қолдануды жөн көретінін ғана түсіндірді. Бәлкім, ол антиденелердің пайда болуының сол кездегі ақылға қонымсыз теориясы, олар пластикалық және антигендердің молекулалық пішініне бейімделе алатын немесе экспрессиясы олардың субстраттары арқылы туындауы мүмкін адаптивті ферменттер тұжырымдамасы туралы ойлаған болар. Бұл сөз тіркесін тек Гуд пен оның студенттері және 1990-шы жылдарға дейін маргиналды организмдермен жұмыс істейтін бірнеше басқа иммунологтар қолданды. Содан кейін ол «туа біткен иммунитет» терминімен бірге кеңінен қолданыла бастады, ол Toll рецепторлық жүйесі ашылғаннан кейін танымал пән болды. Дрозофилада, бұрын иммунологияны зерттеу үшін маргиналды организм. Иммунологияда қолданылатын «бейімделуші» термині проблемалы болып табылады, өйткені алынған иммундық жауаптар физиологиялық мағынада бейімделгіш немесе бейімделгіш болуы мүмкін. Шынында да, алынған және иммундық жауаптар эволюциялық мағынада адаптивті және бейімделмейтін болуы мүмкін. Бүгінгі таңда оқулықтардың көпшілігінде "бейімделу" термині "сатып алынған" сөзінің синонимі екеніне назар аударылады.
Биологиялық бейімделу
Ашылған кезден бастап жүре пайда болған иммунитеттің классикалық мағынасы соматикалық жүйенің қайта реттелуі арқылы болатын антиген-спецификалық иммунитетті білдіреді.клондарды анықтайтын антигендік рецепторларды жасайтын гендер. Соңғы онжылдықта «бейімделу» термині әлі соматикалық гендердің қайта құруларымен байланыспаған иммундық жауаптың басқа класына көбірек қолданыла бастады. Оларға антиген спецификасы әлі түсіндірілмеген табиғи өлтіруші (NK) жасушаларының кеңеюі, ұрық сызықтарымен кодталған рецепторларды білдіретін NK жасушаларының кеңеюі және басқа туа біткен иммундық жасушалардың қысқа мерзімді иммундық жадыны қамтамасыз ететін белсендірілген күйге активтенуі жатады. Осы мағынада адаптивті иммунитет «белсендірілген күй» немесе «гетеростаз» ұғымына жақынырақ, осылайша қоршаған ортаның өзгеруіне «бейімделу» физиологиялық мағынасына оралады. Қарапайым тілмен айтқанда, бүгінде ол биологиялық бейімделумен дерлік синоним болып табылады.
