على حافة الفوضى

حافة الفوضى هي مساحة انتقالية بين النظام والفوضى، ويُفترض وجودها في مجموعة واسعة من الأنظمة. هذه المنطقة الانتقالية هي منطقة من عدم الاستقرار المحدود تُولّد تفاعلاً ديناميكياً مستمراً بين النظام والفوضى. ^{[ 2 ]}

على الرغم من أن فكرة حافة الفوضى فكرة مجردة، إلا أنها ذات تطبيقات عديدة في مجالات مثل علم البيئة، ^{[ 3 ]} وإدارة الأعمال، ^{[ 4 ]} وعلم النفس، ^{[ 5 ]} والعلوم السياسية ، وغيرها من مجالات العلوم الاجتماعية . وقد أثبت الفيزيائيون أن التكيف مع حافة الفوضى يحدث في جميع الأنظمة تقريبًا التي تتضمن تغذية راجعة. ^{[ 6 ]}

صاغ مصطلح " حافة الفوضى" عالم الفيزياء المتخصص في نظرية الفوضى، نورمان باكارد ، في أواخر ثمانينيات القرن العشرين . ^{[ 7 ] [ 8 ]} وفي العقد التالي، شارك باكارد مع عالم الرياضيات دوين فارمر في تأليف العديد من الأبحاث حول فهم كيفية ظهور التنظيم الذاتي والنظام على حافة الفوضى. ^{[ 7 ]} ومن بين المحفزات الأصلية التي أدت إلى فكرة حافة الفوضى، التجارب التي أجراها عالم الحاسوب كريستوفر لانغتون على الأوتوماتا الخلوية ، حيث تم اكتشاف ظاهرة انتقالية. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} يشير المصطلح إلى منطقة ضمن نطاق متغير ، λ (لامدا)، تم تغييره أثناء دراسة سلوك الأوتوماتا الخلوية . ومع تغير λ، مر سلوك الأوتوماتا الخلوية بمرحلة انتقالية من السلوكيات. وقد وجد لانغتون منطقة صغيرة مواتية لإنتاج أوتوماتا خلوية قادرة على الحوسبة الشاملة . ^{[ 10 ] [ 9 ] [ 12 ]} في نفس الفترة تقريبًا، استخدم الفيزيائي جيمس ب. كرتشفيلد وآخرون عبارة " بداية الفوضى" لوصف المفهوم نفسه تقريبًا. ^{[ 13 ]}

في العلوم عمومًا، أصبح هذا المصطلح يشير إلى استعارة مفادها أن بعض الأنظمة الفيزيائية والبيولوجية والاقتصادية والاجتماعية تعمل في منطقة تقع بين النظام والعشوائية التامة أو الفوضى ، حيث يكون التعقيد في أقصى درجاته. ^{[ 14 ] [ 15 ]} إلا أن عمومية هذه الفكرة وأهميتها قد أُثيرت حولها تساؤلات من قِبل ميلاني ميتشل وآخرين. ^{[ 16 ]}

درس ستيوارت كوفمان النماذج الرياضية للأنظمة المتطورة التي يكون فيها معدل التطور في أقصى حد له بالقرب من حافة الفوضى. ^{[ 17 ]}

يلعب التكيف دورًا حيويًا لجميع الكائنات الحية والأنظمة. فهي تُغير خصائصها الداخلية باستمرار لتتلاءم بشكل أفضل مع البيئة المحيطة. ^{[ 18 ]} ومن أهم أدوات التكيف المعايير ذاتية التعديل المتأصلة في العديد من الأنظمة الطبيعية. وتتمثل السمة البارزة للأنظمة ذات المعايير ذاتية التعديل في قدرتها على تجنب الفوضى . ويُطلق على هذه الظاهرة اسم "التكيف على حافة الفوضى" .

يشير التكيف مع حافة الفوضى إلى فكرة أن العديد من الأنظمة التكيفية المعقدة (CASs) تتطور بشكل بديهي نحو نظام قريب من الحد الفاصل بين الفوضى والنظام. ^{[ 19 ]} وقد أظهرت الفيزياء أن حافة الفوضى هي الإعداد الأمثل للتحكم في النظام. ^{[ 20 ]} كما أنها إعداد اختياري يمكن أن يؤثر على قدرة النظام الفيزيائي على أداء الوظائف الأساسية للحساب. ^{[ 21 ]} في الأنظمة التكيفية المعقدة، يحدث التطور المشترك عمومًا بالقرب من حافة الفوضى، ويجب الحفاظ على توازن بين المرونة والاستقرار لتجنب الانهيار الهيكلي. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]} كرد فعل للتعامل مع البيئات المضطربة، تبرز الأنظمة التكيفية المعقدة المرونة والإبداع ^{[ 26 ]} وخفة الحركة ومقاومة الهشاشة والابتكار بالقرب من حافة الفوضى، شريطة أن تكون هذه الأنظمة لا مركزية وغير هرمية بدرجة كافية. ^{[ 24 ] [ 23 ] [ 22 ]}

نظراً لأهمية التكيف في العديد من الأنظمة الطبيعية، يحتل التكيف مع حافة الفوضى مكانة بارزة في العديد من الأبحاث العلمية. وقد أثبت الفيزيائيون أن التكيف مع الحالة الواقعة على حدود الفوضى والنظام يحدث في مجموعات قواعد الأوتوماتا الخلوية التي تُحسّن الأداء بالتطور باستخدام خوارزمية جينية . ^{[ 27 ] [ 28 ]} ومن الأمثلة الأخرى على هذه الظاهرة، التنظيم الذاتي الحرج في نماذج الانهيارات الثلجية والزلازل. ^{[ 29 ]}

يُعدّ نموذج الخريطة اللوجستية أبسط نموذج للديناميكيات الفوضوية . وتُظهر ديناميكيات الخريطة اللوجستية ذاتية التعديل قدرةً على التكيف مع حافة الفوضى. ^{[ 30 ]} وقد سمح التحليل النظري بالتنبؤ بموقع نطاق المعلمات الضيق بالقرب من الحد الذي يتطور إليه النظام. ^{[ 31 ]}

• نظرية الفوضى
• نظرية التعقيد والمنظمات
• التنظيم الذاتي الحرج
• المشكال

• كريستوفر ج. لانغتون (1990). "الحوسبة على حافة الفوضى" (ملف PDF) . مجلة فيزيكا د . 42 ( 1-3 ): 12. رمز Bibcode : 1990PhyD...42...12L . doi : 10.1016/0167-2789(90)90064-V . OSTI 7264125. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 23 ديسمبر 2022. 
• جيه بي كروتشيفيلد وك. يونغ (1990). "الحوسبة عند بداية الفوضى" (ملف PDF) . في دبليو. زوريك (محرر). الإنتروبيا، والتعقيد، وفيزياء المعلومات . دراسات معهد سانتا فيه في علوم التعقيد، المجلد الثامن. ريدينغ، ماساتشوستس: أديسون-ويسلي . الصفحات 223-269 . 
• ميتشل، ميلاني؛ هرابر، بيتر ت.؛ كروتشيفيلد، جيمس ب. (1993). "إعادة النظر في حافة الفوضى: تطوير الأوتوماتا الخلوية لإجراء العمليات الحسابية" (ملف PDF) . الأنظمة المعقدة . 7 : 89-130 . arXiv : adap-org/9303003 . Bibcode : 1993adap.org..3003M . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 8 يونيو 2010. تم الاطلاع عليه في 4 مايو 2007 .
• ميلاني ميتشل، وجيمس ب. كرتشفيلد، وبيتر ت. هرابر. الديناميكيات، والحوسبة، و"حافة الفوضى": إعادة فحص. مؤرشف في 8 يونيو 2010 على موقع Wayback Machine.
• أصول النظام: التنظيم الذاتي والانتقاء في التطور، بقلم ستيوارت كوفمان
• مورا، تيري؛ بياليك، ويليام (2010). "هل الأنظمة البيولوجية على وشك الوصول إلى حالة حرجة؟". مجلة الفيزياء الإحصائية . 144 (2): 268-302 . arXiv : 1012.2242 . Bibcode : 2011JSP...144..268M . doi : 10.1007/s10955-011-0229-4 .

• "على حافة الفوضى" – نقد لانتشار الفكرة.