Принцип самоорганизованной критичности суперсложных динамических систем. Смена методологии прогнозирования

Системы с огромным множеством  взаимодействующих элементов эволюционируют к своему состоянию кризиса, в котором  даже малое незначительное событие может привести к катастрофе. Принцип самоорганизованной критичности объясняет динамику  фондовых рынков,  землетрясений, биологических систем. П. Бак

До 80х годов 20 века прогнозирование осуществлялось в рамках методологии глобального детерминизма. Методы прогнозирования глобального детерминизма  для описания динамической системы, только если они находятся около точки своего равновесия. Но как показывает время и исследования методология детерминизма не пригодна для описания сложных, быстро меняющихся динамических систем, которые развиваются далеко от своей точки равновесия. Это объясняется тем, что вдали от состояния равновесия (вблизи состояния хаоса) действует принцип не детерминизма, а принцип самоорганизованной критичности (П.Бак, Ч.Танги, конец  1980-х). Согласно этому принципу динамическая нелинейная система, находящаяся в состоянии хаоса, эволюционируют таким образом, что малые причины вызывают большие следствия. Спрогнозировать эти следствия невозможно. «Любая малая неточность  в составлении детерминистического прогноза делает его неработающим» – Пуанкаре. А.

Развитие системы вдали от точки равновесия (вблизи точки хаоса) называется «детерминированным хаосом», «хаосом из порядка», «самоорганизованной критичностью». Новая методология составления прогноза отбрасывает методологию детерминированного прогнозирования и делает акцент на исследовании сложных самоорганизующихся систем, эволюционирующих во времени. Новая методология прогнозирования основывается на допущении о том, что окружающий нас мир состоит из сложных нелинейных систем, развивающихся по принципу самоорганизованной критичности (вблизи точки хаоса). Этот принцип говорит о том, что нелинейная динамическая система, развивающаяся вблизи точки хаоса, способна отвечать на воздействие не только деструктивным, но и лавинообразным, скачкообразным процессами.

Смена методологии прогнозирования является одним из ключевых и важных достижений современной науки прогнозирования. Главный принцип новой методологии прогнозирования является принцип самоорганизованной критичности. Этот принцип находит свое отражение в различных социальных, экономических, а также в  других науках.  Без этой новой методологии прогнозирования человечество не сможет дальше эффективно развиваться в мире нелинейных систем. Таким образом, наблюдается формирование новой парадигмы прогнозирования основанной на принципе самоорганизованной критичности.

Парадигма самоорганизованной критичности  – это  ключ к пониманию закономерностей, лежащих в основе динамических суперсложных нелинейных систем.

Новые методы прогнозирования используют в своей работе методы теории фазовых пространств, в которых состояния динамических систем зависят от времени, а координаты пространства являются степенями свободы системы. С точки зрения математики изменение динамических систем можно описать совокупностью дифференциальных уравнений. Фазовое пространство дает визуально четкое представление об эволюции системы в  виде траектории изображающей точки. Аттрактором динамической системы является множество точек в фазовом пространстве, к которому стремятся фазовые траектории.

Современное прогнозирование основывается на следующих предположениях:

  • В окружающей нас природе возможны 3 категории процессов
  • Первая включает в себя динамические процессы, будущее которых можно однозначно определить через прошлое. Эти процессы детерминированы, обратимы и полностью прогнозируемы
  • Вторая включает в себя случайные процессы, в которых будущее не зависит от прошлого
  • Третья состоит из процессов, которые можно описать с помощью детерминистических уравнений, но их поведение можно спрогнозировать только на малый промежуток времени

В основном раньше ученые изучали и строили прогнозы  для первой группы процессов. Процессы остальных групп оставались без внимания. Новая же парадигма прогнозирования делает свой акцент на третьей группе процессов. Каждому такому процессу формируется  множество фазовых траекторий, переплетающихся друг с другом. Интервал прогнозирования получается из скорости расходимости этих фазовых траекторий.
В настоящее время наука прогнозирования занимается освоением новую нелинейную парадигму – парадигму самоорганизованной критичности.  Благодаря этому  наука прогнозирования может перейти на новый виток своего развития и существенно повысить свою пользу для общества.


Автор: Жданов Василий
(c) BE in trend

 

Оцените статью
Adblock
detector