Encuentro de Sistemas Complejos

Encuentro de Sistemas Complejos

Applicattion of Complex Systems Methods in Engineering

Valparaiso, Chile

14 al 16 de Enero 2008

Los sistemas complejos, desde la célula hasta la ecoesfera, resultan de procesos de evolución y de adaptación. Presentan propiedades emergentes: el nivel microscópico subyacente hace emerger formas organizadas en el nivel macroscópico. Este, a su vez, influencia hacia el nivel microscópico. Las propiedades emergentes son robustas y se pueden estudiar desde diferentes puntos de vista. Ello depende de la clase de sistemas adaptativos complejos que se considere.

El aporte de las disciplinas formales para la modelación de sistemas complejos, ya sean naturales o artificiales, es considerable. ¿Qué sería de la modelación de sistemas complejos sin las transiciones de fase, la renormalización, los estados críticos auto- organizados de la física estadística, sin los sistemas dinámicos de la matemática, sin los sistemas discretos o los autómatas celulares y sin la informática?

La comprensión de los sistemas adaptativos complejos pasa necesariamente por su modelación. Algunos modelos quedan doblemente restringidos, según las reglas habituales de la ciencia: por un lado, deben ser lo más parsimonioso posible, con un contenido teórico inteligible; por el otro, deben permitir la reconstrucción del conjunto de datos que provienen de la observación de esos sistemas. La novedad, sin embargo, proviene de la cantidad de datos acumulados sobre los sistemas complejos, que hoy conoce una expansión muy rápida. No sólo bajo la forma de datos numéricos en patrones 1D, sino también de imágenes 2D y 3D. En ese flujo creciente de datos, la cuestión es detectar los patrones espacio- temporales a ser sometidos a las reconstrucciones racionales de la modelación y de la simulación. Dicha reconstrucción pone en acción métodos inductivos cada vez más sofisticados, con el apoyo de medios computacionales cada vez más poderosos. La actividad de reconstruir datos es, por naturaleza, interdisciplinaria. Ella permite asociar directamente cada disciplina con los especialistas provenientes de las disciplinas formales: matemáticas, informática y física.

Es justamente, en este ir y venir entre la adquisición de datos sobre la base de hipótesis modeladoras y su reconstrucción por medio de la modelación, que una ciencia de los sistemas complejos puede desarrollarse. Los sistemas complejos son objetos esencialmente pluridisciplinarios. Para un mismo objeto, hay teorías diferentes y heterogéneas de las cuales pueden dar cuenta: las actividades neuronales pueden pensarse, a la vez, como ecuaciones dinámicas y como estructura lógica para un determinado contenido.Queda aún mucho por hacer en el plano teórico-sobre la base de lo realizado en el siglo XX- de modo de tener conceptos y modelos que provean explicaciones elegantes a los fenómenos emergentes.

Objetivos

• Presentacion de la Sociedad de Sistemas Complejos (SC).
• Identificar áreas de trabajo conjunto, crear posibles equipos de colaboracion cientifica, analizar posibles acuerdos y proyectos en el area de los sistemas complejos y sus aplicaciones.
• Estudio para una propuesta de curso permanente y transversal de SC en los postgrados de Facultad de ciencias

Workshops

I Reconstruccion de dinamicas de comunidades cientificas: un ejemplo de la cognicion social

1. David Chavalarias :vice presidente de la Sociedad de Sistemas Complejos. Phd en ciencias cognitivas, CREA Ecole Polytechnique. Post-doctorado en sistemas complejos.
2. Jean phillipe Cointet :Phd student en sistemas complejos, CREA Ecole Polytechnique y TSV-INRA.
3. Carla Taramasco :responsable del comite "acciones en latino america" de la Sociedad de Sistemas Complejos. Phd student en sistemas complejos CREA Ecole Polytechnique.

II Desde los pixeles hasta los campos morfo- genéticos: Análisis, modelación y aprendizaje sobre embriogénesis

1. Emmanuel Faure: Phd student en ciencias cognitivas y sistemas complejos CREA Ecole Polytechnique.
2. (P) Masatoshi Funabashi: Phd student en matematica CREA Ecole Polytechnique.
3. (P) Miguel Luengo : Phd Student en ingenieria Universidad Politecnica de Madrid.

Por confirmar (P)

Las propiedades Emergentes

Tomado de NECSI (por Yaneer Bar-Yam) (versión original, en inglés aquí)

EMERGENCIA

Emergencia es...

1. ...Lo que juntas hacen las partes de un sistema y que ellas no podrían hacer por sí mismas: comportamiento colectivo.

2. ...Lo que un sistema hace en virtud de su relación con su medio ambiente, y que este no podría hacer por sí mismo: ejm. su función.

3. ... El acto o proceso de convertirse en un sistema emergente.

De acuerdo con (1) emergencia se refiere al entendimiento de cómo las propiedades colectivas surgen de las propiedades de las partes. En general se refiere a como el comportamiento a gran escala de los sistemas proviene de lo detalles de su estructura, comportamiento y relaciones en una escala menor. En el extremo es cómo el comportamiento macroscópico proviene del comportamiento microscópico.

De acuerdo a esta visión, cuando pensamos en emergencia nosotros estamos, a los ojos de nuestra mente, moviéndonos entre diferentes puntos de vista, Vemos los árboles y el bosque al mismo tiempo. Vemos el modo en que los árboles y el bosque están relacionados el uno con el otro. Para ve en ambos puntos de vista tenemos que ser capaces de ver los detalles, pero además ignorar los detalles. El truco está en saber cuáles de los muchos detalles que vemos en los árboles son importantes para saber cuando estamos viendo el bosque.

La visión del observador convencional considera o los árboles o el bosque. Quienes sólo consideran los árboles consideran que los detalles son lo esencial y no ven los patrones que que surgen cuando consideramos los árboles en el contexto del bosque. Quienes consideran al bosque no ven los detalles. Cuando uno se puede desplazar hacia adelante y hacia atrás entre la vista de los árboles y el bosque uno puede además ver que aspectos de los árboles son relevantes para la descripción del bosque. El entendiendo de esta relación, en general, es el estudio de la emergencia.

Un ejemplo útil es una llave. Una llave tiene una estructura particular. Para describir su estructura no es suficiente decirle a alguien que esta puede abrir una puerta. Nosotros tenemos que saber ambas cosas, la estructura de la llave y de la cerradura. Sin la descripción de la estructura de cualquiera de ellos, sin embargo, podemos decirle a alguien que esta puede destrabar la puerta.

Uno de los problemas en la forma de pensar en los conceptos de sistemas complejos es que a menudo nosotros asignamos propiedades a un sistema que no son si no propiedades de una relación entre el sistema y su entorno. ¿Por qué hacemos esto? Porque nos hace pensar en lo que ocurre de modo más simple. ¿Por qué podemos hacer esto? Porque cuando el entorno no cambia entonces sólo necesitamos describir el sistema y no el entorno para dar la relación. Así, la relación está muchas veces implícita en lo que decimos y pensamos.

El segundo aspecto de emergencia (2) está relacionado al primer aspecto (1) porque el sistema puede ser visto con partes de su entorno así juntos formando un sistema mayor. El comportamiento colectivos debido a las relaciones de las partes del sistema mayor reflejan las relaciones del sistema original con su entorno.

Los roles de las relaciones:

• Ambos (1) y (2) tienen que ver con las relaciones, las relaciones de las partes o las relaciones del sistema a su entorno. Cuando las partes de un sistema están relacionadas a cada una de las otras nosotros hablamos de ellas como una red, cuando un istema esta relacionado a partes de un sistema mayor nosotros hablamos de su ecosistema.

El rol de los patrones:

• Cuando hay relaciones que existen entre las partes de un sistema nosotros hablamos de patrones de comportamiento.

La idea de emergencia es contrastada muchas veces con la perspectiva reduccionista. La perspectiva reduccionista piensa en las partes de manera aislada. Esta es la muchas veces vilipendiada visión del mundo de “sistemas anti-complejos”. Sin embargo, aún la idea de “sistema” esta basada en un reduccionismo parcial. para entender esto uno debería entender cuidadosamente la noción de aproximación o “verdad-parcial” la cual es esencial para el estudio de los sistemas complejos.