Sistema complejo

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Un sistema complejo esta compuesto por varias partes interconectadas o entrelazadas cuyos vinculos crean informacion adicional no visible ante el observador como resultado de las interacciones entre elementos. [ cita requerida ]

En contraposicion, un sistema ≪complicado≫ tambien esta formado por varias partes, pero las relaciones entre estas no anaden informacion adicional. Nos basta con saber como funciona cada una de ellas para entender el sistema. En un sistema complejo , en cambio, existen variables ocultas cuyo desconocimiento nos impide analizar el sistema con precision. Asi pues, un sistema complejo , posee mas informacion que la que da cada parte independiente. Para describir un sistema complejo hace falta no solo conocer el funcionamiento de las partes, sino conocer el funcionamiento del sistema completo una vez relacionadas sus partes entre si. [ cita requerida ]

Algunos ejemplos de sistemas complejos son: el clima global de la Tierra, el cerebro humano, infraestructura como la red electrica, organizaciones sociales y economicas como las ciudades, y en ultima instancia el cosmos entero.

En los ultimos anos ha surgido, en practicamente todos los campos del ambito cientifico, una importante transformacion conceptual y metodologica relacionada estrechamente al estudio de los llamados fenomenos no-lineales , cuyo analisis se engloba, parcialmente, dentro de los llamados sistemas complejos. Como parte de esta nueva vision, se ha puesto en evidencia que diversas propiedades espacio-temporales de los sistemas complejos surgen espontaneamente a partir de interacciones de los elementos constituyentes, en escalas de tiempo y longitud considerablemente mayores que las escalas donde ocurren dichas interacciones. [ 1 ]

Estudios recientes se han enfocado en el tratamiento de modelos no lineales para comprender ecuaciones elipticas completamente no lineales, conteniendo terminos de orden cero que las hacen impropias. Concretamente, analizan aspectos relacionados con la existencia y la unicidad o, al contrario, infinidad de soluciones positivas. [ 2 ]

En la teoria del electromagnetismo se analizan las ecuaciones de Maxwell para campos electromagneticos cuasiestacionarios, el modelo puede ser analizado como una ecuacion parabolica no lineal en una zona acotada del dominio correspondiente, y la ecuacion de Laplace en la region exterior no acotada; ambas ecuaciones estan acopladas mediante condiciones de propagacion sobre la interfase de interes. [ 3 ]

Una situacion en la que aparece una ecuacion completamente no lineal es en el juego Tug-of-War ( tira y afloja ). Juego de suma cero para dos jugadores, es decir, hay dos rivales y las ganancias totales de cada uno de ellos suponen las perdidas de su oponente. Por tanto, uno de ellos, por ejemplo, el jugador I, jugara tratando de obtener el maximo beneficio mientras que el jugador II intentara minimizar el beneficio del jugador I (o, dado que el juego es de suma cero, maximizar el suyo propio). Este tipo de juegos de tira y afloja aleatorios han sido estudiados en conexion con algunos problemas de EDP ( ecuaciones en derivadas parciales ). Pueden encontrarse otros juegos en relacion con el estudio de ecuaciones degeneradas. La conexion del juego con infinito Laplaciano es mediante el principio de programacion dinamica del juego. [ 4 ]

El termino sistemas complejos a menudo se refiere al estudio de sistemas complejos, que es un enfoque cientifico que investiga como las relaciones entre las partes de un sistema dan lugar a sus comportamientos colectivos y como el sistema interactua y forma relaciones con su entorno. [ 5 ] ​ El estudio de los sistemas complejos considera los comportamientos colectivos, o de todo el sistema, como el objeto fundamental de estudio; por esta razon, los sistemas complejos pueden entenderse como un paradigma alternativo al reduccionismo , que intenta explicar los sistemas en terminos de sus partes constituyentes y las interacciones individuales entre ellas.

Como un dominio interdisciplinario, los sistemas complejos reciben contribuciones de muchos campos diferentes, como el estudio de la autoorganizacion y los fenomenos criticos de la fisica, el orden espontaneo de las ciencias sociales, el caos de las matematicas, la adaptacion de la biologia, y muchos otros. Por lo tanto, sistemas complejos se utiliza a menudo como un termino amplio que abarca un enfoque de investigacion para problemas en muchas disciplinas diversas, incluyendo fisica estadistica , teoria de la informacion , dinamica no lineal, antropologia , ciencias de la computacion , meteorologia , sociologia , economia , psicologia y biologia .

Propiedades de sistemas complejos [ editar ]

Aunque no hay consenso en cuanto a la definicion de sistemas complejos, [ 6 ] ​ todos ellos comparten varias propiedades claramente identificables. Estas caracteristicas desafian los supuestos basicos de las teorias tradicionales (tales como agentes independientes (i.i.d.), o patrones fijos de crecimiento, etc.). Entre ellas se destaca que los sistemas complejos consisten en entes: [ 7 ]

Limites [ editar ]

Los sistemas complejos presentes en la ≪ realidad empirica ≫ no tienen limites precisos en su extension fisica ni en su problematica. Ante esta situacion, es necesario colocar limites casi de forma arbitraria para poder definir el sistema de interes. Esto ocasiona que se deban realizar dos consideraciones: (1) la definicion de los limites se debe realizar de tal forma que se reduzca lo maximo posible la arbitrariedad en el recorte que se esta empleando; (2) las interacciones bidireccionales del sistema, tomando en cuenta lo que esta englobado por la frontera (lo que queda adentro) con su medio externo o entorno (lo que queda afuera).

Cuando se habla de ≪limite≫ y se incluyen los correlativos ≪adentro≫ y ≪afuera≫, no se trata unicamente de fronteras fisicas, sino que se incluye tambien la problematica que se va a estudiar y el metodo conceptual que se maneja, asi como el tipo de fenomeno con su escala espacial y temporal .

"Dejar afuera" del sistema algun elemento no significa necesariamente que se deba despreciar. Cuando la parte externa del sistema interactua con lo que se encuentra dentro de los limites, se toma a consideracion en las condiciones de contorno o condiciones en los limites . Y estas condiciones se especifican como flujos , los cuales pueden ser de materia, de energia, de creditos, de informacion, etc. Para tales flujos, la caracteristica que debe tener mayor importancia es la velocidad de cambio . La velocidad de cambio guarda relacion directa con la escala de tiempo de los fenomenos que se desean estudiar. Cuando los cambios en las condiciones que se encuentran en los limites son muy lentos con respecto a la escala de tiempo, se pueden emplear aproximaciones con representaciones constantes; por otro lado, si las condiciones varian o tienen fluctuaciones significativas en esa escala temporal, se requiere estudiar detenidamente esas variaciones, ya que estas pueden llevar a cambios significativos en el sistema en conjunto. [ 16 ]

Ejemplos [ editar ]

Un ejemplo tipico de sistema complejo es la Tierra . La Tierra esta formada por varios sistemas que la describen:

Cada uno de estos sistemas esta bien estudiado, pero desconocemos la forma en que interactuan y hacen evolucionar el sistema ≪Tierra≫. Hay, pues, mucha mas informacion oculta en esas interrelaciones de sistemas.

Otros sistemas complejos tipicos son:

Vease tambien [ editar ]

Referencias [ editar ]

  1. ≪Los sistemas complejos como instrumentos de conocimiento y transformacion del mundo≫ . Consultado el 1 de marzo de 2016 .  
  2. Katzourakis, Nicholas (2010). ≪The subelliptic ∞ -laplace system on ´ carnot-carath eodory spaces≫. arXiv:1303.0240v2 [math.AP] 11 Apr 2013, 1-16 .  
  3. Portilheiro, Manuel (2013). ≪Degenerate homogeneous parabolic equations associated with the infinity-Laplacian≫. Calculus of Variations and Partial Differential Equations, Vol. 46, Issue 3-4, 705-724 .  
  4. Armstrong, Scott N (2011). ≪A finite difference approach to the infinity Laplace equation and tug-of-war games≫. Transactions of the American Mathematical Society (en ingles) 364 (2): 595-636. S 0002-9947(2011)05289-X .  
  5. Bar-Yam, Yaneer (2002). ≪General Features of Complex Systems≫ . Encyclopedia of Life Support Systems . Archivado desde el original el 9 de octubre de 2022 . Consultado el 16 September 2014 .  
  6. Seth Lloyd (2001). ≪Measures of complexity: a nonexhaustive list≫ . IEEE Control Systems . Aug;21 (4): 7-8.  
  7. ≪CEPAL Charlas Sobre Sistemas Complejos Sociales (CCSSCS)≫ . MartinHilbert.net . ≪Curso de 9 charlas en linea (de unos 60-70 minutos cada uno) que ofrece una introduccion a la ciencia de los sistemas complejos sociales≫.  
  8. Martin Hilbert. ≪2 CCSSCS: Analisis de Redes Sociales (parte 1)≫ . YouTube .  
  9. Martin Hilbert. ≪7 CCSSCS: Analisis de Redes Sociales (parte 2)≫ . YouTube .  
  10. Martin Hilbert. ≪1 CCSSCS: Introduccion y Caracteristicas de los Sistemas Complejos Sociales≫ . YouTube .  
  11. Martin Hilbert. ≪6 CCSSCS: Diversidad≫ . YouTube .  
  12. Martin Hilbert. ≪5 CCSSCS: Entre el azar y el orden≫ . YouTube .  
  13. Martin Hilbert. ≪4 CCSSCS: Evolucion Multi-nivel≫ . YouTube .  
  14. Martin Hilbert. ≪3 CCSSCS: Modelos basados en agentes autonomos (parte 1)≫ . YouTube .  
  15. Martin Hilbert. ≪8 CCSSCS: Modelos basados en agentes autonomos (parte 2)≫ . YouTube .  
  16. Garcia, Rolando (2009). Sistemas complejos . Gedisa, S. A. ISBN   9788497841641 .  

Enlaces externos [ editar ]

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