3,2. Niveles jerárquicos en la evolución media
Hemos visto eso como resultado del comportamiento " egoísta " de los interactors en la evolución, y su tentativa continua humedecer las variaciones, concurrencia para igual evolutivo el camino origina. La consecuencia es que los interactors se comportarán más " coherente " o " en la formación ".
Cuando miramos cuidadosamente varios fenómenos en naturaleza, observaremos eso, pasando ciertos valores del tensionar-umbral de los interactors, a totalmente el nuevo comportamiento macroscopical emergerá. Pues este comportamiento no se podría predecir del conocimiento del comportamiento de los interactors individuales, debemos considerar esto como llano " jerárquico " nuevo en la evolución.
Así pues, el origen de un nuevo nivel jerárquico es el resultado del comportamiento colectivo de interactors en ciertas tensionar-condiciones.En última instancia, el universo consiste en una red jerárquica de interactors que obra recíprocamente continuamente con uno a. Cada nuevo nivel en la evolución, se construye con los bloques de edificio de niveles más bajos en la evolución.
Los átomos se construyen con las partículas elementales, moléculas se forman con los átomos, los cristales y los sistemas bioquímicos se forman fuera de los átomos y de las moléculas, los planetas son condensan de cristalizado o las moléculas y las galaxias amorfas consisten en millones de estrellas. Nuestra galaxia lechosa de la manera, junto con vario cientos galaxias próximas, toda se parecen a la mudanza hacia una punta en el espacio llamado el gran Attractor, que naturaleza exacta no se sabe.
De una manera similar, los sistemas vivos demuestran una jerarquía clara en estructura. Las células vivas se construyen de organelles de la célula, mientras que los organismos vivos se construyen de las células vivas. Los grupos de organismos se forman de organismos individuales, etcétera...La naturaleza jerárquica de nuestro universo es omnipresent.
Según lo para cada clasificación hecha por el hombre, hay algo artificial en clasificar interactors en universo según sus lazos jerárquicos. En realidad, el universo no es una estructura jerárquica pura, pero extremadamente red compleja, en la cual las interacciones suceden en el mismo tiempo entre muchos niveles de la superestructura (esta es la razón por la cual un uso el término " red jerárquica ).Una vez más la clasificación según las estructuras jerárquicas, es útil para aumentar la comprensión de la naturaleza.
Las transiciones en la evolución conducen a los niveles jerárquicos inesperados
En cada momento, en cada sistema, muchas interacciones suceden en paralelo. Pero cada nivel es caracterizado por las " interacciones dominantes ", que influencian el comportamiento del sistema de una manera dominante. Estas interacciones dominantes, son dirigidas por la información dominante en el sistema.
En cada nivel en el universo, hay un abundancy de la información, también debido a las interacciones con otros niveles. Solamente pocos tipos de intercambios de información son relevantes dentro del contexto de cierto nivel: ésta es la " información dominante ".
Cada transición a un nuevo nivel jerárquico, es precedida por un cambio de la información y de las interacciones dominantes. La base para estas transiciones es " la más fundamental de todos los acontecimientos que se rompen de la simetría ", a saber el por el que el nuevo uno mismo-promover la información origina, y un attractor nuevo. Cuando la información es más compleja, también el attractor puede ser más complejo, y así también la organización que resulta y la estructura jerárquica pueden ser más complejas.
El modelo variación-que humedece de la evolución
A medida que la evolución continúa, más attractors serán creados, con el aumento de complejidad. El paralelo a esto, también la complejidad de los interactors aumentará.
Esta complejidad de aumento se caracteriza cerca:
- una especialización de aumento de los interactors
- un número de aumento de niveles jerárquicos
- un comportamiento adaptante de aumento: de la adaptación óptima del interactor al ambiente, a la adaptación óptima del ambiente por el interactor (seres humanos)
- una tendencia uno mismo-que promueve de aumento, y así también el humedecer de aumento de las variaciones espontáneas, y de la creación de las variaciones artificiales que utilizan la uno mismo-promoción.
La complejidad máxima no ocurre en la coherencia máxima de la secuencia de la materia, de la energía y de la información, sino en una región intermedia entre la coherencia máxima y mínima: en el borde de la orden y del caos. En esta región intermedia, hay un equilibrio entre la creación de las nuevas variaciones (" innovación " y de la selección de las variaciones (" confirmación " . La confirmación conduce las etapas del cuasi-equilibrio, o el estatus de la estabilidad temporal de las estructuras evolutivas.De nuevo al índice del resumen
" en el origen de la información "En los párrafos anteriores, hemos descrito el impacto de la información en la formación de attractors y de interactors.
En este párrafo, iremos un paso de progresión más lejos proponiendo una hipótesis eso puede explicar el origen de la información.Después de describir los fenómenos, ahora investigaremos más lejos la causa de los fenómenos. En línea con el razonamiento de Charles Peirce, eso no es suficiente indicar que la " naturaleza tiene una tendencia a adquirir hábitos ", nosotros también tiene que buscar para una explicación para la causa de los hábitos evolutivos.
- El principio de la flux-maximización: en el hábito evolutivo del comportamiento colectivo
Cuando la tensión se aumenta para un grupo de interactors, éstas reaccionarán originalmente con un aumento de separarse microscópico (disipación).
De un tensionar-umbral crítico encendido, una nueva forma de organización será creada, que puede conducir posiblemente a formación de un nuevo nivel jerárquico. La base para este comportamiento colectivo es lo que llamamos " el principio de la flux-maximización ":
" cuando la materia, la energía o la información (M/e/i) se agrega a un sistema, el sistema primero reaccionará por la disipación microscópica (el separarse) de este M/e/i, y después de esto - hasta lo tolerada por el contexto - esta disipación microscópica será convertida en la disipación macroscopical, dando por resultado la flux-maximización."
El flux de la palabra está en este contexto que representa una secuencia coherente de M/e y de I, dentro de cierto contexto evolutivo. Un modelo coherente en una secuencia es así un flux-modelo.El principio de la flux-maximización indica tan que bajo tensionar-condiciones (variaciones que exceden un tensionar-umbral), la coherencia de la evolución-secuencia está aumentada de saltos discretos del quántum, siempre que esto sea posible dentro del contexto.
Flux-maximización (esquema principal), o en cómo el comportamiento egoísta el micro-nivel conduce a la concurrencia y a la coherencia en nivel de la macro-scopical.El principio de la flux-maximización es la base para algunos fenómenos importantes que poder observar en " el promedio evolución ".
Explica el lazo entre humedecer microscópico de una variación que tensiona en la evolución (un ejemplo clásico es un aumento en la energía-entrada de información) y humedecer macroscopical. El principio de la flux-maximización indica que bajo tensionar-condiciones (e.g. M/e/i creciente entrado), (in-coherent/chaotic) un modelo que se separa no-pedido será convertido en un modelo que se separa (coherente) pedido (mantiene adentro importe de que en ambos casos, tenemos un fenómeno (de la disipación que se separa); solamente la manera de separarse es diferente). Con otras palabras: a no (o menos -) informó a la secuencia se convierte en una secuencia más informada. Así pues, la flux-maximización es también la base, el origen, de la información y del cambio que resulta en complejidad.
la Flux-maximización se puede considerar como la causa y la explicación físicas para el origen de la información.
- Flux-maximización, cuasi-equilibrio y attractors
Cuando miramos diversos modelos del flux, ciertos modelos tendrán una probabilidad relativamente más alta de la ocurrencia comparada a otras, y por lo tanto actúan como los attractors en la " piscina del flux modelaron ". Porque estas situaciones tienen una probabilidad más alta de la ocurrencia, hay relativamente más estable. Por lo tanto llamamos esto el estatus del cuasi-equilibrio.
Flux-maximización y cuasi-equilibrio
Este estatus del cuasi-equilibrio es un equilibrio temporal que puede existir solamente, mientras la entrada de información de alimentación de M/e/i es activa.
- cuando este M/e/i de alimentación se elimina totalmente, después el flux (la secuencia coherente), desaparecerá, y el sistema cae de nuevo a una situación de stabile equilibrio.
- cuando este M/e/i de alimentación se elimina en parte, el sistema puede moverse a un cuasi-equilibrio de un nivel inferior, que es dominado por otro attractor.
- es la alimentación de M/e/i intensificado, entonces un attractor nuevo de un nivel más alto puede emerger, dando por resultado un cuasi-equilibrio de una orden más alta.
Cada variación en la entrada de información de la secuencia de M/e/i hacia el sistema, es contrariada así por un flux que reacciona del sistema sí mismo. De esta manera, el sistema sí mismo actúa (unconsciously) de una manera del uno mismo-conservating, qué en su vuelta conduce al estatus del " cuasi-equilibrio ".Un principio similar está para las secuencias de M/e también descritas como el " principio unificado de la termodinámica ", y es definido por Kay y Schneider de la manera siguiente:
" el principio termodinámico que gobierna el comportamiento de sistemas es que, como se mueven lejos desde equilibrio, utilizarán todas las avenidas disponibles para contradecir los gradientes aplicados. Como los gradientes aplicados aumentan, así que hacen la capacidad del sistema de oponer el movimiento adicional del equilibrio. "Este principio se llama " el principio de la gradiente-disipación ".
Esta descripción de Kay y de Schneider está no haciendo caso del origen y del impacto de la información en este comportamiento, y se puede por lo tanto considerar como un principio más estrecho que el principio de la flux-maximización. Además, me convencen de que el principio de la flux-maximización es también relevante para la coherencia que cambia en secuencias de la información (así pues, la información está no solamente relevante para la coherencia que cambia en secuencias de M/e). Por ejemplo, complejo los sistemas (como sistemas vivos), reaccionan de maneras analogicas cuando están sufriendo información-sobrecarga.He llamado este tipo de flux-maximización colectiva del comportamiento porque el aspecto pedido (maximización de la disipación coherente) del fenómeno soy el aspecto más visible, y es también la causa de la orden que observamos alrededor de nosotros. Sin embargo, debo acentuar aquí que también una disminución de la entrada de información de M/e/i puede ocurrir en ciertas condiciones. Así pues, la flux-maximización se observa en equilibrio con la entrada de información de M/e/i: no es un principio absoluto del extremum.
El principio de la flux-maximización y del cuasi-equilibrio tiene, aparte de el origen de la información y de los attractors, algunas otras implicaciones.
- El crecimiento de poblaciones de interactors.
Cuando los interactors individuales disminuyen separarse de M/e/i en el curso de la evolución, y un aumento de separarse caracteriza a la población total (flux-maximización), ésta implica que la población está creciendo. Para guardar a la población el crecer, una condición es que la entrada de información de M/e/i es suficiente " alimentar " a la población. Esto significa que es el sustainability de la población dependiendo del contexto.
En condiciones ideales, la entrada de información de M/e/i es ilimitada, y la capacidad para el crecimiento de la población también será ilimitada. En realidad sin embargo, éste casi nunca será el caso. Solamente en la fase (exponencial) inicial del crecimiento del ciclo vital de poblaciones, se resuelve esta condición. En una población madura, la entrada de información y la salida serán más equilibradas, dando por resultado una situación del cuasi-equilibrio o de growth/decline lento.
La teoría de la selección natural (Darwin) empieza con la asunción que los recursos son escasos (esto fue basada en los " principios de la población " por Thomas Malthus). Consecuentemente, más interactors " eficientes " tendrán una mayor ocasión para la supervivencia, y enriquecerán así a la población lentamente con individuos más eficientes. En última instancia, la población entera se comportará más eficiente con respecto al uso de recursos, y la población puede crecer, uniforme con los mismos recursos totales disponibles.
- La creación de estructuras jerárquicas.
Ciertos interactors estarán en una situación tan estable del cuasi-equilibrio, eso pueden y serán utilizados como el edificio blocks/modules en el flux de un nivel evolutivo más alto. La existencia de estos bloques de edificio permite al flux ser más futuro aumentado, por el que se cree un efecto autocatalytic ("flux-maximización promueve jerarquía y la jerarquía promueve jerarquía"). El ausente posterior del equilibrio estable, de los más niveles y de los caminos que el flux puede seleccionar para aumentar coherencia con comportamiento que se separa colectivo.
Podemos comparar el comportamiento de la flux-maximización y del cuasi-equilibrio metaphorically con la creación de un río o de una secuencia en un paisaje montañoso nuevamente formado.
Cuando la cantidad de lluvia aumenta, veremos la formación de las pequeñas regueras macroscopical, que permiten la salida del agua (el flux del agua se aumenta con la formación de las regueras pequeñas). Algunas de las regueras, crecerán más futuras hasta que son brooklets, mientras que otro formará los ríos grandes. Finalmente, un cuasi-equilibrio será alcanzado entre la cantidad de precipitación, y la población de canales para canalizar el efflux del agua en el paisaje. La naturaleza y el fragmento de las secuencias macroscopical que serán creadas, estarán en equilibrio con la tensión que es ejercida sobre el paisaje por precipitación. Además, el estatus del equilibrio estará roto, cuando el modelo de la precipitación cambia drástico. Si por ejemplo la precipitación pararía, después también el flux del agua en las poblaciones de canales parará, y terminamos para arriba con una situación del establo en vez de equilibrio dinámico.Alfa -, Beta-y Gamma-attractors están tres clases de " riverbeds " que se puedan crear para los interactors en la secuencia de la evolución, como resultado de la flux-maximización.
Cuando miramos detrás la primera figura en este papel, y nosotros se pregunta que otra vez cuál es causa del boquete entre separarse real y (potencial) separarse máximo, somos por lo menos un paso de progresión a continuación en contestar a esta pregunta.
La evolución media, y el boquete entre separarse máximo y real.
Mientras que (potencial) el separarse máximo aumenta durante la evolución, el principio de la flux-maximización causa la creación de la información y de las estructuras pedidas. Estas estructuras en su aumento de la vuelta el separarse total, y contribuyen así al aumento posterior del flux total. Así pues, la flux-maximización es un proceso autocatalytic.De nuevo al índice del resumen
4. INCERTIDUMBRE FUNDAMENTAL EN LA EVOLUCIÓN MEDIA
Información y energía son dos características importantes de la secuencia de la evolución. En los párrafos anteriores, la importancia de la información se ha acentuado. En ciencias naturales clásicas, y en la física en detalle, el papel dado a la información no era impresionante. Sin embargo, en nuestra " edad actual de la información ", el papel de la información se está validando generalmente para ser importante para varios procesos en la evolución.
Esta carencia histórica de la atención para la información, puede ser explicada como sigue: la energía está algo ser considerado como aspecto cuantitativo de la secuencia de la evolución, mientras que la información es un aspecto cualitativo. Desde el siglo del th 17, la ciencia está creciendo principalmente debido al acercamiento cuantitativo de la naturaleza. En muchos casos, los procesos dinámicos simples (e.g. procesos mecánicos) se pueden describir cuantitativo en términos de un equilibrio de la entrada de información y de la salida de energía, y realizaciones científicas numerosas y los artefactos que resultan se crean basó en estas energía-relaciones cuantitativas. Estos éxitos cuantitativos tempranos han disminuido la necesidad y la estima para los lazos cualitativos, en cuanto a procesos información-dominados.
Ha habido tentativas en el pasado de acercar a la información de una manera cuantitativa, buscando para un lazo definido entre la cantidad de información cuantitativa y la cantidad de energía. El resultado final de esta búsqueda habría sido una relación de la clase:
1 información del dígito binario =? Energía Del JulioNadie ha tenido éxito en encontrar este lazo fijo hasta este momento (mientras que Einstein ha encontrado un fijo lazo entre la materia y la energía). Esto explica porqué es la información nunca un parámetro estándar en la mayoría de los lazos físicos cuantitativos. Es mi opinión que este lazo nunca será encontrado, por la razón simple que no hay relación universal entre matter/energy y la información. Algunos argumentos para este razonamiento son:
- la misma información puede ser diversos tipos continuados de portadores materiales Por ejemplo, un disco compacto y un libro pueden llevar la misma información. La energía necesitó poner esta información en estos portadores, o leer la información de los portadores, será ciertamente diferente. Así pues, en este caso, no hay lazo fijo entre la información y la energía necesitó procesar la información.
- El Ferdinand suizo de Saussure (1857-1913), fundador de ambos lingüística y la semiótica, ha acentuado siempre la independencia entre el significado de una señal, y del portador. Aunque cada " muestra " (una muestra es la unidad más pequeña con un significado), consiste en siempre un portador (a que él llamó el " más signifier " = el aspecto de M/e), y el significado (que él llamó " significado " = el Yo-aspecto). Como el lazo entre el significado y el portador se convierte más y más independiente (como en el caso de la Gamma-información), también la importancia de la interpretación crece.
- la misma información se puede cifrar en diversas maneras, incluso si utilizan el mismo portador (por ejemplo un libro). La palabra para el " vector " en inglés es diferente que en francés u holandés, aunque estos lenguajes utilizan los mismos símbolos. La palabra para el " vector " en chino o japonés, será aún más diferente, porque estos lenguajes utilizan otro tipo de código simbólico.Por consiguiente, un tipo de código es más eficiente que otro código, y así la energía necesitada para utilizar diversos códigos simbólicos será diferente, uniforme para la representación de un objeto simple como vector.
Según lo explicado antes, la información tiene solamente un significado dentro de cierto contexto (cfr. nuestra definición de la información), a saber cuando ambos los portadores físicos y los códigos se relacionan con una convención de código conocida. Dentro de seguro, los contextos muy limitados, es probablemente posible encontrar lazos cuantitativos entre los dígitos binarios y los julios, pero en la mayoría de los casos no será posible o relevante. La consecuencia importante es que la información no se puede utilizar para generar los leyes de la naturaleza cuantitativos y universales, basados en secuencias de la información y de energy/matter.
El hecho de que es probablemente imposible hacer un lazo cuantitativo universal entre la información y matter/energy, no significa que la información no tiene ningún papel importante en nuestro universo.
> desde el punto de vista " de la evolución media ", la información merece un lugar honorable cerca a la energía y a la materia en descripciones de nuestro universo. Esta declaración será probablemente menos polémica en nuestra era de la información, que hace 300 añosSin embargo, podemos también no sobrestimar el papel de la información en la evolución. La información y la energía co-se están desarrollando como el " pollo y huevos " (y están preguntando quién era primer no pudo estar a la punta). Necesitamos energía crear la información, y durante la creación de cada dígito binario de la información, la energía será perdida o extensión, y no será útil más para crear otros modelos de la evolución. Si tuviéramos un depósito ilimitado de energy/matter, podríamos probablemente contrariar todas las formas de separarse con la información, y podríamos controlar la dirección de la evolución al fragmento posible más grande. Podríamos dirigir la evolución, e igualamos para invertir la evolución en alguno limitado casos. (solamente los alas, mi programa de lectura querido, éste son una asunción hipotética, y el universo se plaga con una carencia permanente y universal de la información.) Como los aumentos que se separan evolutivos, hacen tan la cantidad de información, pero no al mismo fragmento. Pues la información disminuye incertidumbre sobre selecciones en la evolución, y pues toda la información necesaria nunca estará disponible, podemos hacer la declaración:
El universo es caracterizado por una incertidumbre fundamental.Esta incertidumbre fundamental es ciertamente también válida a la vida humana. Podremos describir los leyes de la naturaleza que conducirán a las aplicaciones importantes y a la creación de artefactos valiosos. Sin embargo, faltaremos siempre la información a cree los leyes detallados que se aplican al universo entero, y que no son limitado a ciertos contextos. Por esta razón, tendremos que ser satisfechos con aspiraciones más humildes, y nosotros tendrá que limitar la validez de nuestros propios leyes de dos maneras. Esto conducirá a dos tipos de leyes potenciales que poder crear:
- leyes de la naturaleza del contexto estos leyes son detallados pero solamente válidos dentro de ciertos contextos (como por ejemplo biología, la física o química). Por ejemplo, los mecánicos neutonianos no son más válidos cuando la velocidad de los objetos está cerca a la velocidad de la luz.
- leyes medios estos leyes no son así que detallado, sino utilizan las características medias de poblaciones de objetos o de fenómenos en tiempo o espacio. La ventaja es que son válidos en un contexto más amplio que los leyes " del contexto ". Un ejemplo típico es la ley de estadístico mecánicos desarrollados por Boltzmann. Estos leyes relacionan el promedio movimiento microscópico de partículas, con las características macroscopical (e.g. la presión del gas). Otro ejemplo es la ecuación de onda quántum-mecánica de Schr5odinger.
La conclusión es en cada caso ese una descripción completa del universo en no posible, no solamente porque el conocimiento de seres humanos sobre el universo es escaso, pero también porque la incertidumbre es un elemento esencial del universo sí mismo.Cuando deseamos describir la naturaleza, tendremos que seleccionar el alternativa que es la mejor guarnición con nuestros propósitos. Estará claro ahora para el programa de lectura que el concepto " de la evolución media " utiliza el segundo alternativa. He propuesto aquí un modelo heurístico para un lazo cualitativo entre el comportamiento microscópico y macroscopical medio. Acentúo aquí la palabra cualitativa, porque deseé acentuar que la información se podría considerar igualmente importante para la evolución como energía. El concepto " de la evolución media " se desarrolla en el primer lugar para realzar nuestra comprensión de la evolución, a través de las barreras científicas clásicas.
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El concepto de la evolución media no es totalmente nuevo. Se basa en principalmente tres escuelas de pensamiento, desarrolladas principalmente en el vigésimo siglo:
1) el principio de la incertidumbre fundamental, de que es esencial en mecánicos y quántum-mecánicos estadísticos;
2) los leyes extendidos de la termodinámica;
3) la comprensión que la información desempeña un papel esencial en todos los procesos dinámicos.
He intentado integrar estos 3 fenómenos dentro del contexto de una teoría evolutiva contemporánea y coherente.
Este papel es probablemente una introducción muy corta a este concepto. El texto completo con referencias está disponible en holandés, en del Web-sitio el HTTP: / / www.geocities.com/evolutionweb
El esquema abajo resume los aspectos más importantes de este concepto. En el lado izquierdo del esquema, la ocasión está dominando la evolución, mientras que en el derecho, información está dominando los hábitos evolutivos.
Figura: " información en la evolución media "
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