چگونه میتوان سیستمهای پیچیده را فهمید
یچل چندین مثال را توضیح میدهد تا نشان دهد چگونه میتوان پیچیدگی را در طبیعت اندازه گرفت، چگونه پیچیدگی دیدگاه ما را درباره سیستمهای زنده تغییر میدهد و چگونه این دیدگاه جدید ممکن است بر طراحی ماشینهای هوشمند تأثیر بگذارد. همچنین در این فصول نگاهی میاندازد به چشماندازهای مدلسازی کامپیوتری سیستمهای پیچیده و مخاطرات این مدلها. سرانجام در فصل آخر به مسئله بزرگتر جستوجوی اصول عمومی در علوم پیچیدگی میپردازد.
زندگی مورچهها برای همه عجیب بوده و هست. تکتک مورچهها در مجموعهای گسترده با تکرار و دقت رفتار پیچیدهای از خود نشان میدهند. این سؤال همیشه مطرح بوده که چگونه از مجموعههایی بزرگ متشکل از اجزای ساده، رفتار پیچیده سر میزند؟ چه چیز باعث میشود که حشرات ساده و بسیار کوچکی مثل همین مورچهها اینچنین دقیق و هدفمند در قالب یک گروه کار کنند؟ چگونه تریلیونها نورون چیزی فوقالعاده پیچیده مثل ذهن انسان یا دیگر حیوانات را بهوجود میآورند؟
ملانی میچل، دانشمند پیشگام در سیستمهای پیچیده، در کتاب «سیری در نظریه پیچیدگی» (۲۰۱۰)، به زبانی بسیار ساده میکوشد علوم پیچیدگی را معرفی کند. او میکوشد قلمرو گسترده پیچیدگی را برای مخاطبان غیرمتخصص باز کند. کتاب حاضر درباره پرسشهایی است نظیر: چگونه سیستمهایی در طبیعت که پیچیده نامیده میشوند (مثل مغزها، جوامع حشرات، سیستم ایمنی، سلولها، اقتصاد جهانی، تکامل زیستشناختی و...) چنین رفتار پیچیدهای را بر مبنای قواعد زیربنایی سادهای شکل میدهند؟ چگونه ارگانیسمهای وابسته به هم، اما منفعتطلب، میتوانند کنار هم قرار گیرند تا در حل مسائلی همکاری کنند که بقای آنها را در کل تحت تأثیر قرار میدهد؟ آیا اصول یا قوانینی عمومی وجود دارد که در چنین پدیدههایی کاربرد داشته باشد؟ و آیا میتوان حیات و هوش و انطباق را به صورت ماشینی و محاسباتی فهمید؟ آیا واقعا میتوان ماشینهای هوشمند و زنده ساخت؟ و اگر میتوان آیا میخواهیم این کار را بکنیم؟ نویسنده در این کتاب میکوشد به این پرسشها پاسخ دهد و به روشنی کارکرد پیچیدگی میان پدیدههای زیستشناختی، تکنولوژیک، و اجتماعی را شرح دهد و به پژوهش در اصول عمومی و قوانین به کار رفته در آنها بپردازد تا برخی از مهمترین مسائل علمی زمانه ما را حل کند. این کتاب را رضا امیر رحیمی ترجمه کرده و بهتازگی چاپ سوم آن به همت نشر نو منتشر شده است.
میچل ابتدا میکوشد تاریخچهای از ماجرا ارائه دهد. داستان از این قرار است که رویکرد حاکم بر علم از قرن هفدهم به این سو، تقلیلگرایی بوده و رفتهرفته این نگاه غالب تغییر کرده است. دکارت از اولین حامیان تقلیلگرایی بود. از زمان دکارت و نیوتن و سایر بنیادگذاران روش علمی مدرن، تا آغاز قرن بیستم، یکی از اهداف اصلی علم توضیح تقلیلگرایانه همه پدیدهها بر مبنای فیزیک بنیادی بوده است. بگذریم که در همان زمانها جان لاک، فیلسوف انگلیسی، در «جستار درباره فهم انسانی» گفته بود: «ایدههایی را که ازکنارهمگذاردن چندین ایده ساده شکل گرفتهاند پیچیده مینامم؛ چیزهایی مانند زیبایی، قدردانی، انسان، ارتش و جهان هستی». اما نگاه لاک غالب نبود. تا اینکه بالاخره در قرن بیستم، شاهد افول رویای تقلیلگرایی بودیم. افول تقلیلگرایی بر علم قرن بیستم چندان بیتأثیر نبود. معالوصف، هم فیزیک بنیادی و هم تقلیلگرایی علمی، در توضیح گونهای از پدیدههای پیچیده عاجز مانده بودند. میچل این پدیدهها را ازقضا بسیار نزدیک میداند به آن دسته از علایق ما که از مقیاسی انسانی برخوردارند. در نظر نویسنده بسیاری از پدیدهها، که آنها را پدیدههای پیچیده
مینامد، روش تقلیلگرایانه را به بنبست کشیدهاند. میچل از جمله این پدیدهها به پیشبینیناپذیری وضع آبوهوا و شرایط اقلیمی، ظرافتها و طبیعت ارگانیسمهای زنده و بیماریهایی که آنها را تهدید میکنند، رفتار اقتصادی، سیاسی و فرهنگی جوامع، رشد و تأثیرات فناوری و شبکههای ارتباطی مدرن، و طبیعت هوش و دورنمای خلق آن در کامپیوترها اشاره میکند. در این خصوص، او از علوم جدیدی میگوید که به ورای تقلیلگرایی میروند مثل نظریه آشوب، علم زیستشناسی سیستمها، اقتصاد تکاملی، و نظریه شبکه.
این علوم نشان میدهند که عبارت معروف «کل چیزی بیش از مجموعه اعضایش است» بسیار مهم است. طبق روایت میچل، تا اواسط قرن بیستم بسیاری از دانشمندان پی برده بودند که چنین پدیدههایی را نمیتوان به یک رشته علمی محدود کرد، بلکه مستلزم فهمی چندرشتهای هستند. تا آن موقع علومی برای فهم این مسئله ابداع نشده بود. او پارهای از تلاشها برای ساخت چنین بنیانهایی را علم سیستمهای پیچیده مینامد. بههرحال، در سال ۱۹۸۴ گروهی ناهمگون و چندرشتهای از بیستوچهار دانشمند و ریاضیدان در صحرای مرتفع سانتافه در نیومکزیکو گرد هم آمدند تا این «ترکیبهای نوظهور علم» را به بحث بگذارند.
هدف آنها بنیادگذاری مؤسسه تحقیقاتی جدیدی بود که درباره تعداد بیشماری از سیستمهای بسیار پیچیده که تنها در محیطی چندرشتهای قابل مطالعه هستند به پژوهش بپردازند. بهاینترتیب، انیستیوی سانتافه برای مطالعه سیستمهای پیچیده تأسیس شد. میچل ایده نوشتن این کتاب را از یکی از سخنرانیهایش در انیستیوی سانتافه گرفته است. کتاب حاضر نسخه بسیار تعمیمیافتهای از چندین سخنرانی او در این مؤسسه است. بخش مهمی از کتاب حاضر به اختلافنظرهایی اختصاص دارد درباره اینکه ایدههای اساسی کداماند و اهمیت آنها چیست و به کجا میانجامند.
کتاب در پنج فصل تنظیم شده است. در بخش اول زمینهای درباره پیشینه و درونمایه چهار حیطه موضوعی مطرح میشود که برای مطالعه سیستمهای پیچیده اساسی است: اطلاعات، محاسبه، دینامیک و آشوب، تکامل. در بخشهای دوم تا چهارم توضیح داده میشود که چگونه میتوان در کامپیوترها حیات و تکامل را شبیهسازی کرد و به طور عکس، خود مفهوم محاسبه در توضیح رفتار سیستمهای طبیعی چگونه معنی میدهد. میچل میکوشد علم جدید شبکهها را بررسی کند و اینکه چگونه در میان سیستمهای بسیار متفاوت همانندیها عمیقی را مییابد، سیستمهایی از قبیل: گروههای اجتماعی، اینترنت، بیماریهای همهگیر، و سیستمهای سوختوساز ارگانیسمها.
میچل چندین مثال را توضیح میدهد تا نشان دهد چگونه میتوان پیچیدگی را در طبیعت اندازه گرفت، چگونه پیچیدگی دیدگاه ما را درباره سیستمهای زنده تغییر میدهد و چگونه این دیدگاه جدید ممکن است بر طراحی ماشینهای هوشمند تأثیر بگذارد. همچنین در این فصول نگاهی میاندازد به چشماندازهای مدلسازی کامپیوتری سیستمهای پیچیده و مخاطرات این مدلها. سرانجام در فصل آخر به مسئله بزرگتر جستوجوی اصول عمومی در علوم پیچیدگی میپردازد.