نظرية ملك التنانين

غلاف مجموعة مقالات عن ملوك التنانين [ 1 ]

حدث التنين الملك هو حدث ضخم للغاية من حيث الحجم أو التأثير (يُسمى "ملكًا")، وينشأ من أصول فريدة (يُسمى "تنينًا") مقارنةً بالأحداث الأخرى في النظام نفسه. تنشأ أحداث التنين الملك أو تتوافق مع آليات مثل التغذية الراجعة الإيجابية ، ونقاط التحول ، والتشعبات ، والانتقالات الطورية ، التي تميل إلى الحدوث في الأنظمة غير الخطية والمعقدة ، وتساهم في تضخيم أحداث التنين الملك إلى مستويات قصوى. من خلال فهم هذه الديناميكيات ومراقبتها، يمكن الحصول على قدر من القدرة على التنبؤ بهذه الأحداث. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

طوّر ديدييه سورنيت نظرية ملك التنين ، التي تفترض أن العديد من الأزمات هي في الواقع أحداثٌ من نوع ملك التنين وليست أحداثًا غير متوقعة، أي أنها قد تكون قابلة للتنبؤ إلى حد ما. ونظرًا لأهمية الأزمات في التنظيم طويل الأمد لمختلف الأنظمة، تحثّ نظرية ملك التنين على إيلاء اهتمام خاص لدراسة ومراقبة الحالات المتطرفة، وتبنّي منظور ديناميكي. من وجهة نظر علمية، تُعدّ هذه الحالات المتطرفة مثيرة للاهتمام لأنها قد تكشف عن مبادئ تنظيمية كامنة، غالبًا ما تكون خفية. عمليًا، ينبغي دراسة المخاطر القصوى، مع عدم إغفال وجود قدر كبير من عدم اليقين في أغلب الأحيان، والذي يجب أخذه بعين الاعتبار بدقة عند اتخاذ القرارات المتعلقة بإدارة المخاطر وتصميم الأنظمة.

ترتبط نظرية ملك التنين بمفاهيم مثل نظرية البجعة السوداء، والقيم المتطرفة ، والأنظمة المعقدة ، والديناميكيات غير الخطية ، وقوانين القوة ، ونظرية القيم المتطرفة ، والتنبؤ ، والمخاطر القصوى ، وإدارة المخاطر .

البجعات السوداء وملوك التنانين

يمكن اعتبار البجعة السوداء استعارةً لحدثٍ مفاجئ (للمُلاحِظ)، ذي تأثيرٍ بالغ، والذي يُبرَّر بعد رصده. تُعدّ نظرية البجعات السوداء نظريةً معرفية ، إذ تُشير إلى محدودية معرفة المُلاحِظ وفهمه. وقد صاغ هذا المصطلح ونشره نسيم طالب ، وارتبط بمفاهيم مثل الذيول الثقيلة ، والعوائد غير الخطية، وخطأ النموذج، وحتى عدم اليقين الكانيتي ، الذي شاع مصطلحه "المجهول غير المعروف" بفضل وزير الدفاع الأمريكي الأسبق دونالد رامسفيلد . ويؤكد طالب أن أحداث البجعة السوداء لا يُمكن التنبؤ بها، وفي الواقع، تُشجع هذه النظرية على "الاستعداد بدلًا من التنبؤ"، والحد من التعرض للتقلبات الشديدة.

يُعدّ مفهوم البجعة السوداء مهمًا، ويُقدّم نقدًا وجيهًا للأفراد والشركات والمجتمعات التي تتسم بعدم المسؤولية، نظرًا لثقتها المفرطة في قدرتها على توقع المخاطر وإدارتها. مع ذلك، فإنّ الادعاء بأنّ الأحداث المتطرفة -بشكل عام- غير قابلة للتنبؤ قد يؤدي أيضًا إلى غياب المساءلة في أدوار إدارة المخاطر. في الواقع، من المعروف أنّ الأحداث المتطرفة قابلة للتنبؤ إلى حدٍّ ما في نطاق واسع من الأنظمة الفيزيائية. [ 4 ] [ 5 ] [ 2 ] [ 3 ] يكفي ببساطة امتلاك فهم عميق لبنية وديناميكيات النظام محلّ الدراسة، والقدرة على مراقبته. هذا هو مجال "ملوك التنانين". وقد أشار طالب إلى هذه الأحداث باسم "البجعات الرمادية". يصعب التمييز بدقة بين البجعات السوداء والبجعات الرمادية وملوك التنانين، لأنّ البجعات السوداء غير مُعرّفة بدقة من الناحية الفيزيائية والرياضية. مع ذلك، يُقدّم شرحٌ تقنيٌّ للمفاهيم الواردة في كتاب " البجعة السوداء" في وثيقة "المخاطر الصامتة". كتب البروفيسور تيرجي أفين تحليلاً للتعريف الدقيق للبجعة السوداء في سياق إدارة المخاطر. [ 6 ]

ما وراء قوانين القوة

تم رسم أكبر 5000 انخفاض في 8 عقود آجلة مختلفة وفقًا لدالة التوزيع التراكمي التكميلي التجريبية الخاصة بها ، مع إزاحة بمعاملات 10 لزيادة الوضوح. الخطوط المتقطعة هي منحنيات مطابقة لقانون القوة. [ 7 ]

تتسم العديد من الظواهر في العلوم الطبيعية والاجتماعية بإحصاءات قانون القوة ( توزيع باريتو ). [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] علاوة على ذلك، من المعروف من نظرية القيم المتطرفة أن نطاقًا واسعًا من التوزيعات (فئة فريشيه) له ذيول تتبع قانون القوة تقاربًا. ونتيجة لذلك، عند التعامل مع الأزمات والظواهر المتطرفة، تُعد ذيول قانون القوة هي الحالة "الطبيعية". وتكمن الخاصية الفريدة لقوانين القوة في أنها ثابتة المقياس ، ومتشابهة ذاتيًا ، وكسرية . وتعني هذه الخاصية أن جميع الأحداث - الكبيرة منها والصغيرة - تنشأ عن الآلية نفسها، وبالتالي لن تكون هناك مؤشرات مميزة يمكن من خلالها التنبؤ بأكبر الأحداث. ويُعد مفهوم "الحرجية ذاتية التنظيم" إطارًا مفاهيميًا معروفًا لهذا النوع من الأحداث . وتتوافق هذه المفاهيم مع نظرية البجعة السوداء. ومع ذلك، ذكر طالب أيضًا أن اعتبار قانون القوة كنموذج بدلاً من نموذج ذي ذيول أخف (مثل التوزيع الغاوسي ) "يحول البجعات السوداء إلى بجعات رمادية"، بمعنى أن نموذج قانون القوة يعطي احتمالية غير ضئيلة للأحداث الكبيرة.

أظهرت دراسات عديدة أنه على الرغم من أن قانون القوة يُحاكي ذيل التوزيع التجريبي بدقة، فإن أكبر الأحداث تُعدّ شاذة بشكل ملحوظ (أي أكبر بكثير مما هو متوقع وفقًا للنموذج). [ 7 ] [ 11 ] [ 12 ] تُفسَّر هذه الأحداث على أنها أحداث استثنائية، إذ تُشير إلى خروج عن العملية العامة التي يقوم عليها قانون القوة. ومن أمثلة ذلك: أكبر أحداث تسرب الإشعاع في حوادث محطات الطاقة النووية، وأكبر مدينة (تكتل حضري) ضمن عينة المدن في دولة ما، وأكبر الانهيارات في الأسواق المالية، وأسعار الكهرباء بالجملة خلال اليوم. [ 7 ] [ 13 ]

الآليات

تشعب الطي في علم البيئة [ 14 ]

من الناحية الفيزيائية، قد يرتبط مفهوم "ملك التنين" بتغيرات النظام، والتشعبات ، ونقاط التحول في الأنظمة المعقدة غير المتوازنة. [ 1 ] على سبيل المثال، يمكن اعتبار الكارثة ( التشعب الطي ) التي تصيب النظام البيئي العالمي، والموضحة في الشكل، بمثابة "ملك تنين": قد يُفاجأ العديد من المراقبين بهذا التغير الجذري في الحالة. ومع ذلك، من المعروف جيدًا أنه في الأنظمة الديناميكية، توجد العديد من المؤشرات التي تسبق الكارثة مع اقتراب النظام منها.

تُعدّ التغذية الراجعة الإيجابية آليةً تُسهم في ظهور ظاهرة "السيطرة المفرطة". فعلى سبيل المثال، في حالة التدافع، يؤدي ازدياد عدد الماشية الهاربة إلى ارتفاع مستوى الذعر، مما يدفع المزيد من الماشية إلى الفرار، وهكذا دواليك. وقد لوحظ هذا السلوك الجماعي في ديناميكيات البشر، لا سيما في أسواق الأسهم وغيرها (انظر سلوك القطيع ). إن دور حلقات التغذية الراجعة الإيجابية في تكوين "السيطرة المفرطة" موثقٌ جيدًا، خاصةً في الشبكات المتذبذبة والمتسلسلة. يصل هذا النظام دوريًا إلى نقطة تحول، فيصبح غير مستقر، مما يُطلق سلسلةً متصاعدةً من التداعيات، وصولًا إلى ظهور "السيطرة المفرطة". [ 15 ]

على اليسار: رسم توضيحي لمسار النظام في محيط حدث الفقاعات. على اليمين: دالة كثافة الاحتمال التجريبية (الرسم البياني) لارتفاعات الذروة في المسارات على مقياس لوغاريتمي مزدوج [ 16 ]

تُعزى ظاهرة "ملوك التنين" أيضًا إلى ظاهرة "فقاعات الجذب" في أنظمة المذبذبات المتصلة . [ 16 ] تُعد "فقاعات الجذب" سلوكًا عامًا يظهر في شبكات المذبذبات المتصلة، حيث يدور النظام عادةً في فضاء ثابت ذي جاذب فوضوي (حيث تكون مسارات الذروة منخفضة)، ولكنه يُدفع بشكل متقطع (بفعل الضوضاء) إلى منطقة تُصد فيها المدارات محليًا عن الفضاء الثابت (حيث تكون مسارات الذروة كبيرة). تُشكل هذه الانحرافات ظاهرة "ملوك التنين"، كما هو موضح في الشكل. يُزعم أن هذه النماذج قادرة على وصف العديد من الظواهر الحقيقية مثل الزلازل ونشاط الدماغ، إلخ. [ 16 ] وقد أنتج نموذج ميكانيكي للكتلة والنابض، يُعتبر نموذجًا للصدوع الجيولوجية وديناميكيات الزلازل الخاصة بها، توزيعًا مشابهًا. [ 17 ]

قد يكون السبب أيضًا هو أن قوى الشر تتشكل نتيجةً للتحكم أو التدخل في النظام. بمعنى آخر، قد تؤدي محاولة كبح جماح التوتر أو الموت في الأنظمة الديناميكية المعقدة إلى تراكم التوتر أو النضج نحو عدم الاستقرار. على سبيل المثال، تُعد حرائق الغابات ظاهرة طبيعية في العديد من المناطق. هذه الحرائق مزعجة، ولذلك قد نرغب في إخمادها بدقة. يؤدي هذا إلى فترات طويلة دون حرائق مزعجة، ولكن في غياب الحرائق، يتراكم الخشب الميت. بمجرد أن يصل هذا التراكم إلى نقطة حرجة، ويندلع حريق، يصبح الحريق هائلاً لدرجة يصعب السيطرة عليه - وهو حدث فريد يمكن اعتباره قوة شريرة. من شأن سياسات أخرى، مثل عدم التدخل (السماح بحدوث حرائق صغيرة بشكل طبيعي)، أو إجراء حرق مُتحكم فيه استراتيجيًا ، أن تتجنب الحرائق الهائلة من خلال السماح بحدوث حرائق صغيرة متكررة. مثال آخر هو السياسة النقدية . تُعدّ برامج التيسير الكمي وسياسات أسعار الفائدة المنخفضة شائعة، بهدف تجنّب الركود الاقتصادي، وتعزيز النمو، وما إلى ذلك. إلا أن هذه البرامج تُفاقم عدم الاستقرار من خلال زيادة التفاوت في الدخل، وإبقاء الشركات الضعيفة على قيد الحياة، وتضخيم فقاعات الأصول. [ 18 ] [ 19 ] وفي نهاية المطاف، ستؤدي هذه السياسات، التي تهدف إلى تخفيف حدة التقلبات الاقتصادية، إلى تصحيح هائل - أشبه بظهور قوة عظمى جبارة.

تصنيف ملوك التنانين. [ 20 ] تشمل أمثلة الأنظمة ما يلي: أ: أحجام المدن ، ب: نموذج التلقيح [ 21 ] ، ج: نموذج العدوى المعقدة [ 21 د: النماذج العصبية شبه الحرجة [ 22 ] ، نموذج كومة الأرز [ 23 ] ، هـ: نموذج كوراموتو [ 15 ] ، نموذج كومة الرمل الميسرة [ 24 ].

كما نوقش في القسم السابق، غالبًا ما تظهر ظاهرة "ملوك التنانين" في أنظمة تتبع فيها الأحداث الأخرى توزيعًا أُسّيًا . وقد دُرست آليات توليد القوانين الأُسّية دراسةً وافيةً في إطار نظرية التنظيم الذاتي الحرج (SOC). ويمكن فهم العديد من الأنظمة التي تُظهر ظاهرة "ملوك التنانين" جنبًا إلى جنب مع القوانين الأُسّية من خلال كيفية اختلاف ديناميكياتها عن نظرية التنظيم الذاتي الحرج البحتة. [ 20 ] تتضمن نظرية التنظيم الذاتي الحرج عادةً التنظيم الذاتي حول انتقال طور مستمر لحالة الامتصاص، حيث يشير التنظيم الذاتي إلى توازن ناشئ بين التحفيز الخارجي والتبديد الداخلي، ويمثل انتقال طور حالة الامتصاص انتقالًا بين الأطوار النشطة وغير النشطة (الممتصة). إذا كان انتقال الطور هذا من الدرجة الأولى (غير متصل)، فإنه يُنتج تخلفًا، مما يؤدي إلى أحداث "ملوك التنانين" الكبيرة. [ 25 ] [ 26 ] حتى الانتقالات المتصلة، التي تؤدي عادةً إلى نظرية التنظيم الذاتي الحرج، يمكن أن تدخل في أنظمة تُنتج ظاهرة "ملوك التنانين"، وذلك اعتمادًا على الفروق الدقيقة في التحفيز والتبديد. [ 20 ] يوضح الشكل على اليمين تصنيف ملوك التنانين بناءً على هذا التصنيف: تشمل المجموعة أ جميع ملوك التنانين، بينما تميز المجموعتان ب وج بين تلك التي تتمتع بتنظيم ذاتي قريب من الانتقالات المستمرة وغير المستمرة. وتركز المجموعتان د وهـ بشكل أكبر على الحالات التي تتميز بانتقالات حالة امتصاص محددة.

ملوك التنانين كحالات شاذة إحصائياً

مخطط دالة كثافة الاحتمال حيث يتم تمثيل نظام ملك التنين بكتلة كبيرة في عمق الذيل

تُعتبر ملوك التنانين قيمًا شاذة بحكم تعريفها. مع ذلك، عند وصفها بالقيم الشاذة، ثمة شرط هام: في الإحصاء التقليدي، تُعتبر القيم الشاذة عادةً قيمًا خاطئة ويتم تجاهلها، أو تُختار أساليب إحصائية غير حساسة لها. على النقيض من ذلك، تُعد ملوك التنانين قيمًا شاذة غنية بالمعلومات، ويجب أن تحظى باهتمام إحصائي كبير. لذا، تتمثل الخطوة الأولى في تحديد ملوك التنانين في البيانات التاريخية. تعتمد الاختبارات الحالية إما على الخصائص التقاربية لدالة التوزيع التجريبي [ 13 ] أو على افتراض حول دالة التوزيع التراكمي الأساسية للبيانات [ 7 ] .

اتضح أن اختبار القيم الشاذة بالنسبة للتوزيع الأسي هو اختبار عام جدًا. ويستند هذا إلى نظرية بيكاندز-بالكيما-دي هان في نظرية القيم المتطرفة ، والتي تنص على أن نطاقًا واسعًا من التوزيعات، عند تجاوز عتبات عالية، يمتلك ذيولًا أسية أو ذات قانون قوة. وهذا، على سبيل المثال، أحد تفسيرات شيوع ذيول قانون القوة عند دراسة القيم المتطرفة. وبما أن اللوغاريتم الطبيعي لذيل قانون القوة هو دالة أسية، فإنه يمكن أخذ لوغاريتم بيانات قانون القوة ثم اختبار القيم الشاذة بالنسبة لهذا الذيل. توجد العديد من الإحصائيات والتقنيات لاختبار القيم الشاذة في عينة أسية. يختبر الاختبار الداخلي بشكل متسلسل أكبر نقطة، ثم ثاني أكبر نقطة، وهكذا، حتى يتم رفض أول اختبار (أي، لا يتم رفض الفرضية الصفرية القائلة بأن النقطة ليست قيمة شاذة). ويحدد عدد الاختبارات المرفوضة عدد القيم الشاذة. على سبيل المثال، حيثx(1)>x(2)>>x(ن){\displaystyle x_{(1)}>x_{(2)}>\cdots >x_{(n)}}إذا كانت العينة مرتبة، فإن الاختبار القوي الداخلي يستخدم إحصائية الاختبارتير،م=x(ر)/(x(م)++x(ن)){\displaystyle T_{r,m}=x_{(r)}/(x_{(m)}+\cdots +x_{(n)})}حيث r هي النقطة التي يتم اختبارها(ر=1،2،3،...){\displaystyle (r=1,2,3,\ldots )}، ور<م<ن{\displaystyle r<m<n}حيث يُمثل m الحد الأقصى المُحدد مسبقًا لعدد القيم الشاذة. في كل خطوة، يجب حساب قيمة p لإحصائية الاختبار ، وإذا كانت أقل من مستوى معين، يُرفض الاختبار. يتميز هذا الاختبار بالعديد من الخصائص المرغوبة: فهو لا يتطلب تحديد عدد القيم الشاذة، ولا يُعاني من التقليل (الإخفاء) أو المبالغة (التغطية) في تقدير عدد القيم الشاذة، كما أنه سهل التطبيق، ولا يعتمد على قيمة مُعامل الذيل الأسي. [ 7 ]

أمثلة

(II) دالة التوزيع التراكمي التكميلي التجريبية للوغاريتم الإشعاع المنبعث (الخط الرمادي المتقطع) والأضرار (الخط الأسود) الناجمة عن الحوادث في محطات الطاقة النووية، مع خطوط متصلة تمثل ذيل قانون القوة المُطابق. (III) دالة التوزيع التراكمي التكميلي التجريبية للسكان في التجمعات الحضرية داخل الدولة، مُقاسة بحيث يكون حجم ثاني أكبر تجمع 1. تم تمييز القيم الشاذة. [ 7 ]

تتضمن بعض الأمثلة على الحالات التي تم فيها رصد ملوك التنانين كحالات شاذة ما يلي: [ 7 ] [ 13 ]

  • الانهيارات المالية كما تم قياسها من خلال الانخفاضات ، حيث تتوافق القيم المتطرفة مع الهجمات الإرهابية (مثل تفجير لندن عام 2005 )، والانهيار المفاجئ لعام 2010 ؛
  • الإشعاع المنبعث والخسائر المالية الناجمة عن الحوادث في محطات الطاقة النووية، حيث تتوافق الحالات الشاذة مع الكوارث الخارجة عن السيطرة حيث تم تجاوز آليات السلامة؛
  • أكبر مدينة (مقاسة بعدد السكان في تجمعها) ضمن عدد سكان المدن داخل الدولة، حيث تلعب أكبر مدينة دورًا مهمًا بشكل غير متناسب في ديناميكيات الدولة، وتستفيد من نمو فريد؛
  • أسعار الكهرباء بالجملة خلال اليوم؛ و
  • التفاعل غير الخطي ثلاثي الموجات - من الممكن كبح ظهور ملوك التنانين. [ 27 ]

النمذجة والتنبؤ

القدرة على التنبؤ بناءً على التفاعل والتنوع في النظام [ 28 ]

تعتمد كيفية نمذجة ملوك التنانين والتنبؤ بسلوكهم على الآلية الأساسية. ومع ذلك، يتطلب النهج الشائع مراقبة مستمرة للنظام المحوري ومقارنة القياسات بنموذج ديناميكي ( غير خطي أو معقد ). وقد طُرحت فرضية مفادها أنه كلما كان النظام أكثر تجانسًا، وكلما كانت تفاعلاته أقوى، كلما كان من الممكن التنبؤ به بشكل أفضل. [ 28 ]

نمذجة وتوقع الفقاعة (النمو الأسي الفائق) باستخدام قانون القوة الدوري اللوغاريتمي [ 29 ]

على سبيل المثال، في الأنظمة غير الخطية التي تشهد تحولات طورية عند نقطة حرجة، من المعروف أن نافذة من إمكانية التنبؤ تظهر في جوار النقطة الحرجة نتيجةً لعلامات تنبؤية: يتعافى النظام ببطء أكبر من الاضطرابات، وتتغير الارتباطات الذاتية، وتزداد التباينات، وتزداد التماسك المكاني، وما إلى ذلك. [ 30 ] [ 31 ] وقد استُخدمت هذه الخصائص للتنبؤ في العديد من التطبيقات، بدءًا من التغيرات في الغلاف الحيوي [ 14 ] وصولًا إلى تمزق خزانات الضغط في صاروخ أريان. [ 32 ] وقد حفزت هذه التطبيقات، التي تغطي طيفًا واسعًا من الظواهر، منظور الأنظمة المعقدة، وهو نهج متعدد التخصصات ولا يعتمد على فهم المبادئ الأساسية.

أربعة أنظمة لمشاهدة مقاطع الفيديو على يوتيوب يومياً. [ 33 ]

بالنسبة لظواهر النمو غير المستدام (مثل النمو السكاني أو أسعار الأسهم)، يمكن النظر في نموذج نمو يتضمن نقطة تفرد زمنية محددة، وهي نقطة حرجة يتغير عندها نظام النمو. في الأنظمة التي لا تتأثر بتغير المقياس، يكون هذا النموذج عبارة عن نمو قانون القوة، مُضافًا إليه دالة لوغاريتمية دورية. [ 34 ] [ 35 ] يسمح تطبيق هذا النموذج على بيانات النمو ( الانحدار غير الخطي ) بالتنبؤ بنقطة التفرد، أي نهاية النمو غير المستدام. وقد طُبِّق هذا النموذج على العديد من المشكلات، [ 3 ] على سبيل المثال: تمزق المواد، [ 32 ] [ 36 ] والزلازل، [ 37 ] ونمو وانفجار الفقاعات في الأسواق المالية. [ 12 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]

من الديناميكيات المثيرة للاهتمام التي قد تكشف عن تطور نجاح باهر، الظواهر الوبائية : مثل انتشار الطاعون، والظواهر الفيروسية في وسائل الإعلام، وانتشار الذعر والتقلبات في أسواق الأسهم، وما إلى ذلك. في مثل هذه الحالة، يتمثل أحد الأساليب الفعالة في تحليل النشاط/التقلبات إلى أجزاء خارجية وداخلية ، والتعرف على الديناميكيات الداخلية التي قد تؤدي إلى طفرات مؤثرة للغاية في النشاط. [ 33 ] [ 42 ] [ 43 ]

التنبؤ واتخاذ القرارات

بمعرفة نموذج وبيانات، يمكن الحصول على تقدير إحصائي للنموذج . يُستخدم هذا التقدير لحساب كميات مهمة، مثل الاحتمالية الشرطية لوقوع حدث ملك التنانين في فترة زمنية مستقبلية، ووقت الحدوث الأكثر احتمالاً. عند إجراء نمذجة إحصائية للحالات المتطرفة، وباستخدام نماذج ديناميكية معقدة أو غير خطية، لا بد من وجود قدر كبير من عدم اليقين. لذا، ينبغي توخي الحذر في تحديد كمية عدم اليقين: ليس فقط بالنظر إلى العشوائية الموجودة في النموذج العشوائي المُطابق، بل أيضاً إلى عدم اليقين في معلماته المُقدَّرة (على سبيل المثال، باستخدام تقنيات بايزية أو عن طريق محاكاة المعلمات أولاً ثم المحاكاة من النموذج باستخدام تلك المعلمات)، وعدم اليقين في اختيار النموذج (على سبيل المثال، من خلال النظر في مجموعة من النماذج المختلفة).

يمكن بعد ذلك استخدام الاحتمالات المُقدَّرة وما يرتبط بها من عدم يقين لاتخاذ القرارات. في أبسط الحالات، يتم إجراء تصنيف ثنائي : التنبؤ بظهور ملك التنانين في فترة زمنية مستقبلية إذا كان احتمال ظهوره مرتفعًا بدرجة كافية من اليقين. على سبيل المثال، يمكن اتخاذ إجراء محدد في حال التنبؤ بظهور ملك التنانين. يوازن القرار الأمثل بين تكلفة النتائج السلبية / الإيجابية الخاطئة وتكلفة حالات عدم الرصد / الإنذارات الكاذبة وفقًا لدالة خسارة محددة . على سبيل المثال، إذا كانت تكلفة عدم الرصد كبيرة جدًا مقارنةً بتكلفة الإنذار الكاذب، فإن القرار الأمثل سيكشف عن ملوك التنانين بتردد أكبر من تكرار ظهورهم الفعلي. ينبغي أيضًا دراسة معدل النتائج الإيجابية الحقيقية للتنبؤ. كلما انخفضت هذه القيمة، ضعف الاختبار، واقتربنا من ظاهرة البجعة السوداء. عمليًا، يجب اختيار القرار الأمثل وحساب خصائصه من خلال التحقق المتبادل باستخدام البيانات التاريخية (إن وجدت)، أو على بيانات مُحاكاة (إذا كان بالإمكان محاكاة ملوك التنانين).

في بيئة ديناميكية، ستنمو مجموعة البيانات بمرور الوقت، وسيتطور تقدير النموذج واحتمالاته المُقدَّرة. عندئذٍ، يمكن النظر في دمج سلسلة التقديرات/الاحتمالات عند إجراء التنبؤ. في هذه البيئة الديناميكية، من المرجح أن يكون الاختبار ضعيفًا في معظم الأوقات (على سبيل المثال، عندما يكون النظام قريبًا من حالة التوازن)، ولكن مع اقترابنا من ملك التنانين، وظهور المؤشرات الأولية، من المتوقع أن يرتفع معدل النتائج الإيجابية الحقيقية.

أهمية المخاطر القصوى

تُشكّل أحداثٌ استثنائيةٌ تُفضي إلى مخاطر جسيمة (قد تُشكّل بدورها فرصًا). وتُعدّ هذه المخاطر الجسيمة بالغة الأهمية، بل وبديهية. وتُقدّم الكوارث الطبيعية أمثلةً عديدةً على ذلك (مثل اصطدامات الكويكبات التي تُؤدّي إلى الانقراض). ومن الأمثلة الإحصائية على تأثير الأحداث المتطرفة: أن أكبر حادثة في محطة طاقة نووية ( كارثة تشيرنوبيل ) كانت تكلفتها من الأضرار (كما تُقاس بالتكلفة المُقدّرة بالدولار الأمريكي) تُعادل تقريبًا تكلفة جميع الحوادث النووية التاريخية الأخرى مجتمعةً (حوالي 175 حادثة)، [ 44 ] وأن أكبر 10% من اختراقات البيانات الخاصة بالمنظمات تُمثّل 99% من إجمالي المعلومات الخاصة المُخترقة، [ 45 ] وأن أكبر خمسة أوبئة منذ عام 1900 تسبّبت في 20 ضعف عدد الوفيات الناجمة عن الأوبئة المتبقية البالغ عددها 1363، [ 7 ] [ 46 ] إلخ. وبشكل عام، تأتي هذه الإحصائيات في ظلّ توزيعات ذات ذيول سميكة ، وسيُؤدّي وجود هذه الأحداث الاستثنائية إلى تفاقم التأثير المُفرط للأحداث المتطرفة.

على الرغم من أهمية الأحداث المتطرفة، إلا أنه غالبًا ما يُخفق في التنبؤ بها بشكل كافٍ نتيجةً للجهل، واختلال الحوافز، والتحيزات المعرفية. من الناحية الفنية، يؤدي هذا إلى نماذج غير دقيقة، حيث تكون التوزيعات غير متوازنة بما يكفي، وتُقلل من شأن التبعية التسلسلية والمتعددة المتغيرات للأحداث المتطرفة. من أمثلة هذه الإخفاقات في تقييم المخاطر: استخدام النماذج الغاوسية في التمويل (مثل نموذج بلاك-شولز ، ونموذج الاقتران الغاوسي ، ونموذج إدارة رأس المال طويل الأجل )، واستخدام العمليات الغاوسية ونظرية الموجات الخطية التي تفشل في التنبؤ بحدوث موجات شاذة ، وفشل النماذج الاقتصادية عمومًا في التنبؤ بالأزمة المالية لعام 2008 ، والتقليل من شأن الأحداث الخارجية، والتأثيرات المتتالية، والآثار غير الخطية في تقييم المخاطر الاحتمالية ، مما أدى إلى عدم التنبؤ بكارثة فوكوشيما دايتشي النووية عام 2011. تُؤكد هذه الإخفاقات المؤثرة على أهمية دراسة الظواهر المتطرفة.

إدارة المخاطر

يثير مفهوم "ملك التنين" تساؤلات عديدة حول كيفية التعامل مع المخاطر. بالطبع، ينبغي تجنب التعرض للمخاطر الكبيرة قدر الإمكان (وهو ما يُعرف غالبًا بنهج "البجعة السوداء"). مع ذلك، في كثير من المشاريع، يُعدّ التعرض للمخاطر ضرورة، ويتعين إيجاد توازن بين المخاطر والعوائد.

في نظام تكيفي، حيث تنجح التنبؤات بشأن ملوك التنانين، يمكن للمرء اتخاذ إجراءات للدفاع عن النظام أو حتى لتحقيق مكاسب. إن كيفية تصميم مثل هذه الأنظمة المرنة ، بالإضافة إلى أنظمة مراقبة المخاطر في الوقت الفعلي، [ 47 ] تُعدّ مشكلة مهمة ومتعددة التخصصات، حيث يجب أخذ ملوك التنانين في الاعتبار.

من جانب آخر، عند تقييم المخاطر في أي نظام (سواء كان بنكًا، أو شركة تأمين، أو سدًا، أو جسرًا، أو نظامًا اجتماعيًا اقتصاديًا)، يجب مراعاة المخاطر على مدى فترة زمنية، كأن تكون سنوية. عادةً ما نهتم بإحصاءات مثل الاحتمالية السنوية للخسارة أو الضرر الذي يتجاوز قيمة معينة ( القيمة المعرضة للخطر )، ومقاييس مخاطر الذيل الأخرى ، وفترات العودة . ولتقديم هذه التوصيفات للمخاطر، يجب تحليل ديناميكيات المخاطر من حيث إحصاءات التكرار والشدة السنوية. ويمكن بعد ذلك دمج هذه الإحصاءات في نموذج مثل عملية بواسون المركبة .

بشرط أن تكون الخصائص الإحصائية للنظام متسقة بمرور الوقت (مستقرة)، يمكن بناء إحصاءات التكرار والشدة استنادًا إلى الملاحظات السابقة، والمحاكاة، و/أو الافتراضات. وإلا، فلا يمكن سوى بناء سيناريوهات. ومع ذلك، في جميع الأحوال، ونظرًا لحالة عدم اليقين، ينبغي النظر في مجموعة من السيناريوهات. ونظرًا لنقص البيانات المتعلقة بالأحداث المتطرفة، ومبدأ الاقتصاد ، والنتائج النظرية من نظرية القيم المتطرفة حول نماذج الذيل الشاملة، يُعتمد عادةً على نموذج ذيل توزيع باريتو المعمم (GPD). إلا أن هذا النموذج يستبعد ملوك التنانين. لذا، عندما يكون هناك سبب كافٍ للاعتقاد بوجود ملوك التنانين، أو إذا رغب المرء ببساطة في دراسة سيناريو ما، فيمكنه، على سبيل المثال، النظر في مزيج كثافة من توزيع باريتو المعمم وكثافة لنظام ملوك التنانين.

مراجع

  1. 1 2 3 سورنيت، ديدييه، وغي أويون. "ملوك التنانين: الآليات والأساليب الإحصائية والأدلة التجريبية." المجلة الأوروبية للفيزياء - مواضيع خاصة 205.1 (2012): 1-26.
  2. 1 2 د. سورنيت، ملوك التنانين، البجعات السوداء والتنبؤ بالأزمات، المجلة الدولية لعلوم وهندسة الفضاء الأرضي 1(3)، 1-17 (2009) ( https://arxiv.org/abs/0907.4290 ) و( http://ssrn.com/abstract=1470006 )
  3. 1 2 3 د. سورنيت، إمكانية التنبؤ بالأحداث الكارثية: تمزق المواد، والزلازل، والاضطرابات، والانهيارات المالية، والولادة البشرية، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية 99، ملحق 1 (2002)، 2522-2529.
  4. سورنيت، ديدييه (17 يونيو 2013). "كيف يمكننا التنبؤ بالأزمة المالية القادمة" . تم الاطلاع عليه في 11 نوفمبر 2021 عبر www.ted.com.
  5. ألبيفيريو، سيرجيو ، فولكر جينتش، وهولجر كانتز. الأحداث المتطرفة في الطبيعة والمجتمع. سبرينغر ساينس آند بزنس ميديا، 2006.
  6. أفين، تيرجي. "حول معنى البجعة السوداء في سياق المخاطر." علم السلامة 57 (2013): 44-51.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 ويتلي، سبنسر، وديدييه سورنيت. "الكشف عن القيم الشاذة المتعددة في العينات ذات الذيول الأسية وذيل باريتو: استعادة النهج الداخلي والكشف عن ملوك التنين." arXiv preprint arXiv:1507.08689 (2015).
  8. ميتزنماخر، مايكل. "تاريخ موجز للنماذج التوليدية لتوزيعات قانون القوة والتوزيعات اللوغاريتمية الطبيعية." رياضيات الإنترنت 1.2 (2004): 226-251.
  9. نيومان، مارك إي جيه. "قوانين القوة، وتوزيعات باريتو، وقانون زيبف." الفيزياء المعاصرة 46.5 (2005): 323-351.
  10. سورنيت، ديدييه. "الظواهر الحرجة في العلوم الطبيعية: الفوضى، والكسور، والتنظيم الذاتي، والاضطراب: المفاهيم والأدوات (سلسلة سبرينغر في علم التآزر)." (2006).
  11. بيسارينكو، ف.ف.، ود. سورنيت. "اختبارات إحصائية قوية لملوك التنانين تتجاوز توزيعات قانون القوة." المجلة الأوروبية للفيزياء - مواضيع خاصة 205.1 (2012): 95-115.
  12. 1 2 يوهانسن وأندرس وديدييه سورنيت. "الصدمات والانهيارات والفقاعات في الأسواق المالية." مجلة بروكسل الاقتصادية (Cahiers economiques de Bruxelles) 53.2 (2010): 201-253.
  13. 1 2 3 جانكزورا، ج.؛ ويرون، ر. (2012). "البجعات السوداء أم ملوك التنانين؟ اختبار بسيط للانحرافات عن قانون القوة". المجلة الأوروبية للفيزياء - مواضيع خاصة . 205 (1): 79-93 . arXiv : 1102.3712 . Bibcode : 2012EPJST.205...79J . doi : 10.1140/epjst/e2012-01563-9 . ISSN 1951-6355 . S2CID 52260499 .  
  14. 1 2 بارنوسكي، أنتوني د.، وآخرون. "الاقتراب من تحول الحالة في الغلاف الحيوي للأرض." الطبيعة 486.7401 (2012): 52-58.
  15. 1 2 ميكابيريدزه، غورام؛ ديسوزا، رايسا م. (2022-05-01). "تأثيرات تراكم الرمل على شبكات المذبذبات: نموذج BTW يلتقي بكوراموتو" . مجلة الفوضى: مجلة متعددة التخصصات للعلوم غير الخطية . 32 (5) 053121. arXiv : 2112.00104 . Bibcode : 2022Chaos..32e3121M . doi : 10.1063/5.0095094 . ISSN 1054-1500 . PMID 35649989 .  
  16. 1 2 3 كافالكانتي، هوغو إل دي دي إس، وآخرون. "إمكانية التنبؤ بالأحداث المتطرفة وقمعها في نظام فوضوي." رسائل المراجعة الفيزيائية 111.19 (2013): 198701.
  17. شو، بروس إي، وجين إم. كارلسون ، وجيمس إس. لانجر. "أنماط النشاط الزلزالي التي تسبق الزلازل الكبيرة". مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الأرض الصلبة (1978-2012) 97.B1 (1992): 479-488.
  18. سورنيت، ديدييه، وبيتر كاويلز. "1980-2008: وهم آلة المال الدائمة وما ينبئ به للمستقبل." المخاطر 2.2 (2014): 103-131.
  19. سورنيت، ديدييه، وبيتر كاويلز. "إدارة المخاطر في عالم مخيف". مجلة إدارة المخاطر في المؤسسات المالية 8.1 (2015): 83-108.
  20. 1 2 3 ميكابيريدزه، غورام؛ بلاود، آرثر؛ ديسوزا، رايسا م. (19-10-2023). "ملوك التنانين في أنظمة الحرجية ذاتية التنظيم" . مجلة Physical Review Research . 5 (4) L042013. arXiv : 2308.02658 . Bibcode : 2023PhRvR...5d2013M . doi : 10.1103/PhysRevResearch.5.L042013 . ISSN 2643-1564 . 
  21. 1 2 لين، يوانشنغ؛ بورغارت، كيث. رودن، مارتن؛ نويل، بيير أندريه؛ ديسوزا ، رايسا م. (27/08/2018). “التنظيم الذاتي لفشل ملك التنين”. المراجعة البدنية ه . 98 (2) 022127. أرخايف : 1705.10831 . بيب كود : 2018PhRvE..98b2127L . دوى : 10.1103/physreve.98.022127 . ISSN 2470-0045 . بميد 30253566 .  
  22. ^ كينوتشي، أوسامي. بروشيني، لودميلا؛ كوستا، أريادن أ؛ كامبوس، جواو جيلهيرم فيريرا؛ كوبيلي ، ماورو (2019/03/07). "التذبذبات العشوائية والانهيارات الجليدية لملك التنين في الأنظمة شبه الحرجة ذاتية التنظيم" . التقارير العلمية . 9 (1): 3874. أرخايف : 1803.05537 . بيب كود : 2019NatSR...9.3874K . دوى : 10.1038/s41598-019-40473-1 . ISSN 2045-2322 . بمك 6405991 . بميد 30846773 .   
  23. أمارال، لويس أ. نونيس؛ لوريتسن، كينت باكغارد (1996-11-01). "التنظيم الذاتي الحرج في نموذج كومة الأرز". مجلة Physical Review E. 54 ( 5): R4512– R4515. arXiv : cond-mat/9610010 . Bibcode : 1996PhRvE..54.4512N . doi : 10.1103/physreve.54.r4512 . ISSN 1063-651X . PMID 9965793 .  
  24. دي سانتو، سيرينا؛ بوريوني، رافايلا؛ فيزاني، أليساندرو؛ مونيوز، ميغيل أ. (13 يونيو 2016). "الاستقرار الثنائي ذاتي التنظيم المرتبط بانتقالات الطور من الدرجة الأولى". رسائل المراجعة الفيزيائية . 116 (24) 240601. arXiv : 1605.05161 . Bibcode : 2016PhRvL.116x0601D . doi : 10.1103/physrevlett.116.240601 . ISSN 0031-9007 . PMID 27367373 .  
  25. دي سانتو، سيرينا؛ بوريوني، رافايلا؛ فيزاني، أليساندرو؛ مونيوز، ميغيل أ. (13 يونيو 2016). "الاستقرار الثنائي ذاتي التنظيم المرتبط بانتقالات الطور من الدرجة الأولى". رسائل المراجعة الفيزيائية . 116 (24) 240601. arXiv : 1605.05161 . Bibcode : 2016PhRvL.116x0601D . doi : 10.1103/physrevlett.116.240601 . ISSN 0031-9007 . PMID 27367373 .  
  26. ^ بوينديا، فيكتور. دي سانتو، سيرينا؛ فيليجاس، بابلو؛ بوريوني، رافايلا؛ مونيوز ، ميغيل أ. (2020-03-16). “الاستقرار الذاتي التنظيم وأهميته المحتملة لديناميات الدماغ”. أبحاث المراجعة البدنية . 2 (1) 013318. أرخايف : 1911.05382 . بيب كود : 2020PhRvR...2a3318B . دوى : 10.1103/physrevresearch.2.013318 . ISSN 2643-1564 . 
  27. ^ فيانا، ريكاردو ل. كالداس، إيبيري إل. ياروس، كيلي سي. باتيستا، أنطونيو م.؛ سيزيتش جونيور، خوسيه د.؛ سانتوس، مويسيس س. (1 مايو 2019). “موت ملوك التنين في تفاعلات الموجات غير الخطية”. الفيزياء أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها . 534 122296. أرخايف : 1905.00528 . بيب كود : 2019PhyA..53422296S . دوى : 10.1016/j.physa.2019.122296 . S2CID 143424915 . 
  28. 1 2 سورنيت، د.، ب. ميلتنبرغر، و س. فانيست. "الفيزياء الإحصائية لأنماط الصدوع ذاتية التنظيم بفعل الزلازل المتكررة: التزامن مقابل الحرجية ذاتية التنظيم." التطورات الحديثة في الميكانيكا الإحصائية ونظرية الحقل الكمي (وورلد ساينتيفيك، سنغافورة، 1995) (1994): 313-332.
  29. سورنيت، ديدييه، وريان وودارد، ووي-شينغ تشو. "فقاعة النفط 2006-2008: أدلة على التكهنات والتنبؤات". فيزيكا أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها 388.8 (2009): 1571-1576.
  30. ستروغاتز، ستيفن هـ. الديناميكا غير الخطية والفوضى: مع تطبيقات في الفيزياء، وعلم الأحياء، والكيمياء، والهندسة. دار نشر ويستفيو، 2014
  31. شيفر، مارتن، وآخرون. "استباق التحولات الحرجة." ساينس 338.6105 (2012): 344–348.
  32. 1 2 J.-C. Anifrani, C. Le Floc'h, D. Sornette and B. Souillard, Universal Log-periodic correction to renormalization group scaling for rupture stress prediction from aoustic elections, J.Phys.I France 5 (6) (1995): 631–638.
  33. 1 2 كرين، رايلي، وديدييه سورنيت. "الفئات الديناميكية القوية التي تم الكشف عنها من خلال قياس وظيفة الاستجابة لنظام اجتماعي." وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم 105.41 (2008): 15649-15653.
  34. سورنيت، ديدييه. "ثبات المقياس المنفصل والأبعاد المعقدة." تقارير الفيزياء 297.5 (1998): 239-270.
  35. هوانغ، واي.، أويون، جي.، سالور، إتش.، وسورنيت، دي. (1997). التوليد التلقائي لثبات المقياس المنفصل في نماذج النمو. مجلة Physical Review E، 55(6)، 6433.
  36. أ. جوهانسن ود. سورنيت، التمزقات الحرجة، المجلة الأوروبية للفيزياء ب 18 (2000): 163-181.
  37. SG Sammis و D. Sornette، التغذية الراجعة الإيجابية، الذاكرة وإمكانية التنبؤ بالزلازل، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية 99 ملحق 1 (2002): 2501-2508.
  38. سورنيت، ديدييه، أندرس جوهانسن، وجان فيليب بوشو. "انهيار سوق الأوراق المالية، السلائف والنسخ المتماثلة." جورنال دي فيزيك 1 6.1 (1996): 167-175.
  39. فيجنباوم، جيمس أ.، وبيتر جو فرويند. "ثبات المقياس المنفصل في أسواق الأسهم قبل الانهيارات." المجلة الدولية للفيزياء الحديثة ب 10.27 (1996): 3737-3745.
  40. سورنيت، ديدييه، وآخرون. "توضيحات للأسئلة والانتقادات حول نموذج الفقاعة المالية لجوهانسن-ليدويت-سورنيت." فيزيكا أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها 392.19 (2013): 4417-4428.
  41. "مرصد الأزمة المالية" . er.ethz.ch. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2021 .
  42. سورنيت، ديدييه (2006). "الأصول الداخلية مقابل الأصول الخارجية للأزمات (الأحداث المتطرفة في الطبيعة والمجتمع) | سبرينغر برلين هايدلبرغ". ص 95-119 . arXiv : physics/0412026 . 
  43. فيليمونوف، فلاديمير، وديدييه سورنيت. "قياس الانعكاسية في الأسواق المالية: نحو التنبؤ بالانهيارات المفاجئة." مجلة Physical Review E 85.5 (2012): 056108.
  44. ويتلي، سبنسر، بنجامين سوفاكول، وديدييه سورنيت. "عن الكوارث وملوك التنانين: تحليل إحصائي لحوادث الطاقة النووية." arXiv preprint arXiv:1504.02380 (2015).
  45. ويتلي، سبنسر، توماس مايلارت، وديدييه سورنيت. "الخطر الشديد لانتهاكات البيانات الشخصية وتآكل الخصوصية." arXiv preprint arXiv:1505.07684 (2015).
  46. غوها-سابير، د.، ر. بيلو، وف. هويوا. "EM-DAT: قاعدة بيانات الكوارث الدولية". الجامعة الكاثوليكية في لوفان، بروكسل: بلجيكا. www.em-dat.net. (2014).
  47. سورنيت، ديدييه، وتاتيانا كوفالينكو. "التشخيص الديناميكي والحلول للأنظمة الطبيعية والاجتماعية المرنة." Planet@ Risk 1 (1) (2013) 7–33.