Gelung maklum balas ialah ciri utama sistem yang ditumpukan oleh artikel ini, seperti ekosistem dan organisma individu. Mereka juga wujud di dunia manusia, komuniti, organisasi dan keluarga.
Sistem buatan jenis ini termasuk robot dengan sistem kawalan yang menggunakan maklum balas negatif untuk mengekalkan keadaan yang diingini.
Ciri Utama
Dalam sistem penyesuaian, parameter berubah secara perlahan dan tidak mempunyai nilai pilihan. Walau bagaimanapun, dalam sistem kawal selia sendiri, nilai parameter bergantung pada sejarah dinamik sistem. Salah satu kualiti yang paling penting dalam sistem kawal selia sendiri ialah keupayaan untuk menyesuaikan diri dengan pinggir huru-hara, atau keupayaan untuk mengelakkan huru-hara. Secara praktikalnya, dengan menuju ke tepi kekacauan tanpa pergi lebih jauh, pemerhati boleh bertindak secara spontan, tetapi tanpa malapetaka. Ahli fizik telah membuktikan bahawa penyesuaian kepada pinggir huru-hara berlaku dalam hampir semua sistem maklum balas. Janganlah pembaca terkejut dengan istilah-istilah yang berlagak, kerana teori-teori tersebut secara langsung mempengaruhi teori tersebuthuru-hara.
Practopoesis
Practopoiesis sebagai istilah yang dicipta oleh Danko Nikolic ialah merujuk kepada sejenis sistem penyesuaian atau kawal selia kendiri di mana autopoiesis sesuatu organisma atau sel berlaku melalui interaksi alopoetik antara komponennya. Mereka disusun dalam hierarki puitis: satu komponen mencipta yang lain. Teori ini mencadangkan bahawa sistem hidup mempamerkan hierarki empat operasi puitis tersebut:
evolusi (i) → ekspresi gen (ii) → mekanisme homeostatik bukan berkaitan gen (anapoiesis) (iii) → fungsi sel (iv).
Practopoesis mencabar doktrin neurosains moden dengan menghujahkan bahawa operasi mental kebanyakannya berlaku pada tahap anapoetik (iii), iaitu minda muncul daripada mekanisme homeostatik (adaptif) pantas. Ini berbeza dengan kepercayaan yang dipegang secara meluas bahawa pemikiran adalah sinonim dengan aktiviti saraf (fungsi sel pada tahap iv).
Setiap tahap yang lebih rendah mengandungi pengetahuan yang lebih umum daripada tahap yang lebih tinggi. Sebagai contoh, gen mengandungi lebih banyak pengetahuan umum daripada mekanisme anapoetik, yang seterusnya mengandungi lebih banyak pengetahuan umum daripada fungsi sel. Hierarki pengetahuan ini membolehkan tahap anapoetik menyimpan secara langsung konsep yang diperlukan untuk kemunculan minda.
Sistem kompleks
Sistem penyesuaian yang kompleks ialah mekanisme yang kompleks di mana pemahaman yang sempurna tentang bahagian individu tidak secara automatik memberikan pemahaman yang sempurna tentang keseluruhanreka bentuk. Kajian tentang mekanisme ini, yang merupakan sejenis subset sistem dinamik bukan linear, adalah sangat antara disiplin dan menggabungkan pengetahuan sains semula jadi dan sosial untuk membangunkan model dan perwakilan tahap tertinggi yang mengambil kira faktor heterogen, peralihan fasa dan nuansa lain.
Ia adalah kompleks kerana ia adalah rangkaian interaksi dinamik, dan hubungannya bukanlah koleksi objek statik yang berasingan, iaitu, kelakuan ensembel tidak diramalkan oleh kelakuan komponen. Mereka adaptif dalam tingkah laku individu dan kolektif bermutasi dan mengatur diri mengikut peristiwa mikro atau set peristiwa yang memulakan perubahan. Ia adalah koleksi makroskopik kompleks struktur mikro yang agak serupa dan sebahagiannya berkaitan, dibentuk untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran yang berubah-ubah dan meningkatkan kemandirian mereka sebagai struktur makro.
Permohonan
Istilah "sistem penyesuaian kompleks" (CAS) atau sains kerumitan sering digunakan untuk menerangkan bidang akademik yang tidak teratur yang telah berkembang di sekitar kajian sistem sedemikian. Sains kerumitan bukanlah satu teori - ia merangkumi lebih daripada satu rangka kerja teori dan sangat interdisipliner, mencari jawapan kepada beberapa soalan asas tentang sistem yang hidup, boleh disesuaikan dan berubah. Penyelidikan CAS memfokuskan pada sifat kompleks, kemunculan dan makroskopik sesuatu sistem. John H. Holland mengatakan bahawa CAS adalah sistem yang mempunyai besarbilangan komponen, sering dirujuk sebagai ejen, yang berinteraksi, menyesuaikan diri atau belajar.
Contoh
Contoh biasa sistem penyesuaian termasuk:
- iklim;
- bandar;
- firma;
- pasaran;
- kerajaan;
- industri;
- ekosistem;
- rangkaian sosial;
- rangkaian elektrik;
- pek haiwan;
- aliran trafik;
- koloni serangga sosial (cth. semut);
- otak dan sistem imun;
- sel dan embrio yang sedang berkembang.
Tetapi bukan itu sahaja. Juga, senarai ini boleh termasuk sistem penyesuaian dalam sibernetik, yang semakin popular. Organisasi berdasarkan kumpulan sosial orang seperti parti politik, komuniti, komuniti geopolitik, peperangan dan rangkaian pengganas juga dianggap sebagai CAS. Internet dan ruang siber, yang terdiri, bekerjasama dan diuruskan oleh satu set interaksi manusia-komputer yang kompleks, juga dilihat sebagai sistem penyesuaian yang kompleks. CAS boleh menjadi hierarki, tetapi ia akan sentiasa menunjukkan aspek penyusunan diri dengan lebih kerap. Oleh itu, beberapa teknologi moden (contohnya, rangkaian saraf) boleh dipanggil sistem maklumat pembelajaran kendiri dan penyesuaian diri.
Perbezaan
Apa yang membezakan CAS daripada sistem berbilang ejen tulen (MAS) ialah perhatian kepada ciri dan fungsi peringkat teratas seperti persamaan diri, kerumitan struktur dan organisasi diri. MAS ditakrifkansebagai sistem yang terdiri daripada beberapa ejen yang berinteraksi, manakala dalam CAS ejen dan sistem adalah adaptif, dan sistem itu sendiri adalah serupa.
CAS ialah koleksi kompleks agen penyesuaian yang berinteraksi. Sistem sedemikian dicirikan oleh tahap penyesuaian yang tinggi, yang menjadikan mereka berdaya tahan luar biasa dalam menghadapi perubahan, krisis dan malapetaka. Ini harus diambil kira semasa membangunkan sistem penyesuaian.
Sifat penting lain ialah: penyesuaian (atau homeostasis), komunikasi, kerjasama, pengkhususan, organisasi dan pembiakan spatial dan temporal. Mereka boleh ditemui di semua peringkat: sel mengkhusus, menyesuaikan diri dan membiak seperti yang dilakukan oleh organisma yang lebih besar. Komunikasi dan kerjasama berlaku di semua peringkat, daripada ejen hingga ke peringkat sistem. Kuasa yang mendorong kerjasama antara ejen dalam sistem sedemikian boleh dalam beberapa kes dianalisis menggunakan teori permainan.
Simulasi
CAS ialah sistem yang boleh disesuaikan. Kadangkala ia dimodelkan menggunakan model rangkaian berasaskan ejen dan kompleks. Mereka yang berasaskan ejen dibangunkan menggunakan pelbagai kaedah dan alat, terutamanya dengan mengenal pasti pelbagai agen dalam model terlebih dahulu. Kaedah lain untuk membangunkan model untuk CAS melibatkan pembangunan model rangkaian yang kompleks dengan menggunakan data interaksi pelbagai komponen CAS, seperti sistem komunikasi penyesuaian.
Pada tahun 2013SpringerOpen / BioMed Central telah melancarkan jurnal akses terbuka dalam talian mengenai pemodelan sistem kompleks (CASM).
Organisme hidup ialah sistem penyesuaian yang kompleks. Walaupun kerumitan sukar untuk diukur dalam biologi, evolusi telah menghasilkan beberapa organisma yang menakjubkan. Pemerhatian ini telah menyebabkan salah tanggapan umum tentang evolusi menjadi progresif.
Berusaha untuk kerumitan
Sekiranya perkara di atas secara amnya benar, evolusi akan mempunyai kecenderungan yang kuat ke arah kerumitan. Dalam proses jenis ini, nilai tahap kesukaran yang paling biasa akan meningkat dari semasa ke semasa. Malah, beberapa simulasi kehidupan buatan mencadangkan bahawa penjanaan CAS ialah ciri evolusi yang tidak dapat dielakkan.
Walau bagaimanapun, idea tentang arah aliran umum ke arah kerumitan dalam evolusi juga boleh dijelaskan melalui proses pasif. Ini termasuk meningkatkan varians, tetapi nilai yang paling biasa, mod, tidak berubah. Oleh itu, tahap kesukaran maksimum meningkat dari semasa ke semasa, tetapi hanya sebagai hasil tidak langsung daripada jumlah organisma. Proses rawak jenis ini juga dipanggil jalan rawak terhad.
Dalam hipotesis ini, kecenderungan yang jelas untuk merumitkan struktur organisma adalah ilusi. Ia timbul daripada menumpukan pada sebilangan kecil organisma yang besar dan sangat kompleks yang mendiami ekor kanan taburan kerumitan, dan mengabaikan yang lebih mudah dan lebih biasa.organisma. Model pasif ini menekankan bahawa sebahagian besar spesies adalah prokariot mikroskopik, yang membentuk kira-kira separuh daripada biojisim dunia dan sebahagian besar biodiversiti Bumi. Oleh itu, kehidupan mudah kekal dominan di Bumi, manakala kehidupan kompleks kelihatan lebih pelbagai hanya kerana bias pensampelan.
Jika biologi tidak mempunyai kecenderungan umum terhadap kerumitan, ini tidak akan menghalang kewujudan daya yang mendorong sistem ke arah kerumitan dalam subset kes. Aliran kecil ini akan diimbangi oleh tekanan evolusi lain yang mendorong sistem ke arah keadaan yang kurang kompleks.
Sistem imun
Sistem imun adaptif (juga dikenali sebagai sistem imun yang diperoleh atau, lebih jarang, sistem imun khusus) ialah subsistem sistem imun umum. Ia terdiri daripada sel dan proses yang sangat khusus yang menghapuskan patogen atau menghalang pertumbuhannya. Sistem imun yang diperolehi adalah salah satu daripada dua strategi imun utama dalam vertebrata (yang satu lagi ialah sistem imun semula jadi). Imuniti yang diperoleh mencipta ingatan imunologi selepas tindak balas awal kepada patogen tertentu dan membawa kepada tindak balas yang dipertingkatkan kepada pertemuan berikutnya dengan patogen yang sama. Proses imuniti yang diperoleh ini adalah asas vaksinasi. Seperti sistem semula jadi, sistem yang diperoleh termasuk bukan sahaja komponen imuniti humoral, tetapi juga komponen imuniti selular.
Sejarah istilah
Istilah "adaptif" pertama kali diperkenalkandigunakan oleh Robert Good berhubung dengan tindak balas antibodi dalam katak sebagai sinonim untuk tindak balas imun yang diperoleh pada tahun 1964. Goode mengakui bahawa dia menggunakan istilah secara bergantian, tetapi hanya menjelaskan bahawa dia lebih suka menggunakan istilah itu. Mungkin dia berfikir tentang teori pembentukan antibodi yang tidak masuk akal ketika itu, di mana ia adalah plastik dan boleh menyesuaikan diri dengan bentuk molekul antigen, atau konsep enzim penyesuaian yang ekspresinya boleh disebabkan oleh substratnya. Frasa ini digunakan hampir secara eksklusif oleh Goode dan pelajarnya, dan oleh beberapa ahli imunologi lain yang bekerja pada organisma marginal sehingga tahun 1990-an. Kemudian ia digunakan secara meluas bersempena dengan istilah "imuniti semula jadi", yang menjadi subjek popular selepas penemuan sistem penerima Tol. dalam Drosophila, sebelum ini organisma marginal untuk kajian imunologi. Istilah "adaptif" seperti yang digunakan dalam imunologi adalah bermasalah kerana tindak balas imun yang diperoleh boleh sama ada adaptif atau maladaptif dalam erti kata fisiologi. Sesungguhnya, kedua-dua tindak balas yang diperolehi dan imun boleh menjadi penyesuaian dan bukan penyesuaian dalam erti kata evolusi. Kebanyakan buku teks hari ini menggunakan istilah "adaptif" secara eksklusif, dengan menyatakan bahawa ia sinonim dengan "diperoleh".
Penyesuaian biologi
Sejak penemuan, makna klasik imuniti yang diperoleh telah membawa maksud imuniti khusus antigen yang dimediasi oleh penyusunan semula somatik.gen yang mencipta reseptor antigen yang mentakrifkan klon. Dalam dekad yang lalu, istilah "adaptif" telah semakin digunakan untuk satu lagi kelas tindak balas imun yang masih belum dikaitkan dengan penyusunan semula gen somatik. Ini termasuk pengembangan sel pembunuh semulajadi (NK) dengan kekhususan antigen yang belum dapat dijelaskan, pengembangan sel NK yang mengekspresikan reseptor berkod germline, dan pengaktifan sel imun semula jadi yang lain ke dalam keadaan diaktifkan yang menyediakan memori imun jangka pendek. Dalam pengertian ini, imuniti adaptif lebih dekat dengan konsep "keadaan diaktifkan" atau "heterostasis", dengan itu kembali kepada makna fisiologi "penyesuaian" kepada perubahan persekitaran. Ringkasnya, hari ini ia hampir sinonim dengan penyesuaian biologi.
