in English | suomeksi neokybernetiikasta – luentoja – mallit – simulaatio – tutkimusraportti – julkaisuja – linkkikokoelma – vieraskirja

Tyypillisesti mallien rakennus alkaa pohjalta, fysikaalisista ensimmäisistä periaatteista. Kun tällaisia malleja yhdistellään, kokonaisen järjestelmän malli ei enää käyttäydy järkevästi – todellakin, kokonaisuus on enemmän kuin osamalliensa summa. Komponenttien välillä on vuorovaikutuksia, jotka määräävät verkotetun järjestelmän ominaisuudet. Nyt järjestelmän malli rakennetaankin aloittamalla suoraan järjestelmätason intuitiosta.

Neokybernetiikka tarjoaa puitteet järjestelmien tarkastelemiseksi kokonaisuuksina. Kuitenkin kyseisessä kehyksessä kaikki signaalinkäsittely ja parametrien mukautukset tapahtuvat täysin paikallisesti. Ainoa sääntö, jota taustalla olevien toimijoiden oletetaan noudattavan, on pyri kohti käytettäviä varantoja. Osoittautuu, että eliökanta kehittyy kattamaan ympäristössä käytettävissä olevat varannot paremmin. Darwinisen periaatteen mukaan kaikkein optimaalisin (eli kyberneettisin!) populaatio on vahvin ja selviää. Kun resurssit vaihtelevat vuosittain, kehitys on varsin satunnaista – mutta kun aikaa kuluu, kokemukset kasautuvat järjestelmän ”muistiin”.

Edellä mainittu oppimisperiaate kuulostaa hyvin yksinkertaiselta, ja todellakin, varsinainen johtolanka on järjestelmän ja sen ympäristön välisessä kaksisuuntaisessa kytkennässä. Kun yksilö hyödyntää resursseja se samanaikaisesti kuluttaa niitä; tämä tarkoittaa että ympäristön kautta tapahtuu vaimentava takaisinkytkentä, mikä johtaa kokonaisjärjestelmän itsesäätelyyn ja itsejärjestymiseen. Matemaattisesti tämä itsejärjestyminen merkitsee että lajit virittävät pääaliavaruuden (principal subspace) ja alkavat edustaa havaitun datan harvakoodattuja komponentteja (sparse components). Kun vapausasteet resurssivariaatioissa otetaan täten huomioon parhaalla mahdollisella tavalla, järjestelmän voidaan käsittää etsivän hahmoja (patterns) datasta. Muodostuvat ”lajit” eivät ole yksikäsitteisiä – mutta niiden yhdessä virittämä ominaisuuksien kirjo ekosysteemissä heijastaa ympäristön ominaisuuksia enemmän tai vähemmän tasapainoisesti.

Sopeutuneella ekosysteemillä on joitakin emergenttejä piirteitä jotka ovat näennäisen ristiriitaisia. Kuitenkin kaikki on selitettävissä informaation eli yhteisvaihteluiden (vaihteluiden korrelaatioiden) avulla:

Filosofisemmin voitaisiin sanoa, että nämä vastakkaiset näkemykset johtavat uuteen dualismiin, jossa aineelliset ja aineettomat maailmat ovat kytköksissä. Informaatio (variaatiot resursseissa) määrittelee näkyvät muodot, kun taas aine ja energia (resurssien määrät) määrittävät varsinaiset biomassat. Järjestelmän kehittyminen edelleen voidaan ymmärtää uusien innovaatioiden muuttaessa korreloimatonta kohinaa olennaiseksi informaatioksi. Todellakin – vaikuttaa siltä että neokybernetiikka tarjoaa paradigman elämän ymmärtämiseen yleisesti, myös muilla kuin biologisilla elämänalueilla.

Kokeile simulaatiota »

informaation ja energian virtaukset

Julkaisu neokyberneettisistä populaatioista, julkaistu SIMS’06 (47th Conference on Simulation and Modelling, 28–29 September 2006, Helsinki).