النظام التكيفي

النظام التكيفي هو مجموعة من الكيانات المتفاعلة أو المترابطة، حقيقية كانت أم مجردة، تُشكّل كيانًا متكاملًا قادرًا على الاستجابة للتغيرات البيئية أو التغيرات في أجزائه المتفاعلة، بطريقة تُشابه التوازن الفسيولوجي المستمر أو التكيف التطوري في علم الأحياء . تُعدّ حلقات التغذية الراجعة سمةً أساسيةً للأنظمة التكيفية، مثل النظم البيئية والكائنات الحية الفردية ؛ أو في عالم الإنسان، المجتمعات والمنظمات والأسر . ويمكن تنظيم الأنظمة التكيفية في تسلسل هرمي.

تشمل الأنظمة التكيفية الاصطناعية الروبوتات المزودة بأنظمة تحكم تستخدم التغذية الراجعة السلبية للحفاظ على الحالات المرغوبة.

يمكن صياغة قانون التكيف بشكل غير رسمي على النحو التالي:

كل نظام تكيفي يتقارب إلى حالة تتوقف فيها جميع أنواع التحفيز. ^{[ 1 ]}

ويمكن تعريف القانون رسمياً على النحو التالي:

بافتراض وجود نظام${\displaystyle S}$نقول إن حدثًا ماديًا${\displaystyle E}$يُعدّ محفزًا للنظام${\displaystyle S}$إذا وفقط إذا كان الاحتمال${\displaystyle P(S\rightarrow S'|E)}$أن النظام يتعرض لتغيير أو اضطراب (في عناصره أو في عملياته) عند وقوع الحدث${\displaystyle E}$يحدث بشكل أكبر من الاحتمال المسبق لـ${\displaystyle S}$يُعاني من تغيير بشكل مستقل عن${\displaystyle E}$:

${\displaystyle P(S\rightarrow S'|E)>P(S\rightarrow S')}$

يترك${\displaystyle S}$أن يكون نظامًا عشوائيًا يخضع للتغيرات مع مرور الوقت${\displaystyle t}$ودع${\displaystyle E}$أن يكون حدثًا عشوائيًا يمثل حافزًا للنظام${\displaystyle S}$نقول ذلك${\displaystyle S}$يكون النظام تكيفيًا إذا وفقط إذا كان عندما يؤول الزمن t إلى اللانهاية${\displaystyle (t\rightarrow \infty )}$احتمال أن يكون النظام${\displaystyle S}$تغيير سلوكه${\displaystyle (S\rightarrow S')}$في خطوة زمنية${\displaystyle t_{0}}$بالنظر إلى الحدث${\displaystyle E}$يساوي هذا الاحتمال احتمال أن يغير النظام سلوكه بغض النظر عن وقوع الحدث.${\displaystyle E}$. من الناحية الرياضية:

1. -${\displaystyle P_{t_{0}}(S\rightarrow S'|E)>P_{t_{0}}(S\rightarrow S')>0}$
2. -${\displaystyle \lim _{t\rightarrow \infty }P_{t}(S\rightarrow S'|E)=P_{t}(S\rightarrow S')}$

وهكذا، في كل لحظة${\displaystyle t}$سيكون هناك فاصل زمني${\displaystyle h}$بحيث:

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

في النظام التكيفي، يتغير المعامل ببطء وليس له قيمة مفضلة. أما في النظام ذاتي التعديل، فإن قيمة المعامل "تعتمد على تاريخ ديناميكيات النظام". ومن أهم خصائص الأنظمة ذاتية التعديل قدرتها على " التكيف مع حافة الفوضى " أو تجنبها . عمليًا، بالتوجه نحو حافة الفوضى دون تجاوزها، يستطيع القائد التصرف بعفوية دون وقوع كارثة . وقد شرحت مقالة نُشرت في مجلة "التعقيد" (مارس/أبريل 2009) بالتفصيل الأنظمة ذاتية التعديل المستخدمة وآثارها الواقعية. ^{[ 2 ]} وقد أثبت الفيزيائيون أن التكيف مع حافة الفوضى يحدث في جميع الأنظمة تقريبًا التي تتضمن تغذية راجعة . ^{[ 3 ]}

وفقًا لنظرية التكوين العملي، ينطوي إنشاء السلوك التكيفي على تفاعلات خاصة بين مستويات تنظيم النظام المختلفة. تُوصف هذه التفاعلات استنادًا إلى نظرية التحكم الآلي ، وتحديدًا نظرية المنظم الجيد . في الأنظمة التكوينية العملية، تحدد المستويات الأدنى من التنظيم خصائص المستويات الأعلى، وليس العكس. وهذا يضمن أن تمتلك المستويات الأدنى من التنظيم (مثل الجينات) دائمًا معرفةً أكثر عمومية من الناحية السيبرانية من المستويات الأعلى - فالمعرفة في المستوى الأعلى هي حالة خاصة من المعرفة في المستوى الأدنى. يقع السلوك الظاهر في أعلى مستوى من التنظيم. أما العمليات المعرفية فتقع في الأجزاء الوسطى من هذا التسلسل الهرمي، فوق الجينات وتحت السلوك. ولكي يكون السلوك تكيفيًا، يلزم على الأقل ثلاث مراحل تكيفية. ^{[ 4 ]}

• مارتن هـ.، خوسيه أنطونيو ؛ خافيير دي لوبي ؛ داريو مارافال (2009). "التكيف والتوقع والعقلانية في الأنظمة الطبيعية والاصطناعية: نماذج حسابية تحاكي الطبيعة". الحوسبة الطبيعية . 8 (4): 757-775 . doi : 10.1007/s11047-008-9096-6 . S2CID 2723451 .