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Posts 복잡계 개론 복잡계 #
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복잡계란 #

창발 현상을 보이는 시스템. 복잡계의 개념과 이론이 자연과학, 사회과학의 다양한 분야에서 함께 발전해 왔기 때문에 일률적으로 통일된 정의는 없다.

복잡함의 기원 #

  • 현상에 관여하는 개체의 종류와 수가 많다
  • 현상에 관여하는 개체들 각각의 행동을 지배하는 법칙을 잘 알지 못한다
  • 현상에 관여하는 개체들이 서로 다양한 영향을 주고 받으며 적응해 나간다

복잡계의 특징 #

  • 상호작용하는 많은 구성요소를 가지고 있다
  • 구성요소들의 상호작용은 흔히 비선형적이다
  • 구성요소들의 상호작용은 되먹임고리를 형성한다
  • 복잡계는 열린시스템이며 그 경계가 불분명하다
  • 복잡계의 구성요소는 또 다른 복잡계이며 끊임없이 적응해 나간다

복잡적응계의 4가지 속성과 3가지 매커니즘 #

  • 속성 - 집합성, 비선형성, 흐름, 다양성
  • 매커니즘 - 꼬리표달기, 내부모형, 구성단위

복잡적응시스템 #

복잡적응시스템들은 많은 형태의 시스템들이 공통적으로 나타나는 3가지 패턴이 있는데 그것은 진동, 단속균형 (단선적, 불연속적 균형), 거듭제곱의 법칙이 있다

자기조직화 #

복잡계는 열린계이므로 외부로부터 에너지가 드나들며 개별요소들의 상호작용을 통해 스스로 새로운 계층의 조직을 만들어갈 수 있다. 이러한 창발적인 질서를 만들어나가는 과정이 바로 자기조직화이다. 비평형상태에서 일어나는 자발적인 질서창출 아래에서 자발적으로 조직된 상향식 질서.

적합도 지형 #

환경에 얼마나 적합한가를 나타내는 지형도. 적합도 지형에서 높은 위치를 점유하는 종이 생존에 더 유리하다. 그러나 높은 위치를 점유하면 주위 환경 변화에 맞추어 변화가 힘들고 적합도 지형이 완전히 변화되면 도태된다. 예) 대기업이 적합도 지형 변화해 적응 못해 도태되는 반면 낮은 적합도의 벤처기업은 변화하는 환경에 더 빨리 적응하기 때문에 업계의 지형과 순위가 바뀌게 된다.

혼돈의 가장자리 #

무질서와 새로운 질서의 경계면이며 무질서도 질서도 아닌 복잡성이 높은 위치

시스템을 인위적으로 혁신시키고 싶을 때 혼돈의 가장자리로 몰고 가야 한다. 이는 시스템의 복잡성을 증대시키는 것과 일맥상통한 말.

시스템의 복잡성을 높이기 위해서는

  • 열린 시스템으로 만들어야 한다
  • 시스템의 구성요소를 작게 쪼개고 구성요소의 대칭성을 파괴해야 한다
  • 구성요소의 상호작용을 증대시켜야 한다
  • 전체시스템과 구성요소는 공진화 해야 한다
  • 행위자의 무작위한 일탈을 제어하기 위한 적절한 규칙이 있어야 한다

변화의 성공을 위해서는

  • 변화를 고착화 한다
  • 시스템에 지속적으로 에너지를 주입한다

창발이 이루어진 후 고착화 되지 않으면 회귀하므로 이를 막기 위해 지속적으로 에너지를 주입해야 한다

복잡계 모형이 갖추어야 할 2가지 조건 #

  • 모형은 현실보다 복잡성이 낮아야 한다
  • 그러면서도 핵심적인 창발현상의 원리를 설명하고 재현해 낼 수 있어야 한다

행위자 기반 모형 #

복잡계 시스템을 시뮬레이션 할 수 있는 행위자 기반 모형

행위자 기반 모형의 구성 요소들 #

  • 행위자
  • 행위자가 활동하고 상호작용하는 시스템 공간
  • 시스템에 영향을 끼치는 외부환경

행위자가 갖추어야 할 4가지 요소 #

  • 내부데이터(상태 또는 기억 내용)
  • 내부데이터 수정 방법(인지 작용)
  • 행동 규칙(행동 및 의사결정)
  • 행동 규칙을 수정하는 방법(적응기작)

열린계와 닫힌계 #

  • 닫힌계
    • 다른 시스템과의 상호작용이나 소통이 없는 시스템. 닫힌계에서는 어떤 물질, 정보, 에너지 등이 들어 오지도 나가지도 않는다. 예) 우주
  • 열린계
    • 에너지와 물질이 들어가고 나오는 시스템. 열린계는 에너지와 물질을 이용 일시적으로 엔트로피와 싸우면서 한동안 질서, 구조, 패턴을 창조한다. 예) 지구

열린계에서 질서가 만들어질 때는 반드시 지불해야 할 비용이 발생한다. 예) 지구는 태양으로부터 에너지를 받아들여 질서를 만들어낸 뒤 열이라는 엔트로피를 발산한다.

닫힌계는 중간에 어떤 과정이 있든 궁극적으로는 엔트로피라는 균형을 향해가며 열린계는 그 결과를 예측할 수 없는 복잡한 패턴 등을 보인다.

동태적 시스템 #

동태적 시스템 #

동태적 시스템. 현재 순간 그 시스템의 상태는 바로 전 시스템 상태와의 어떤 변화의 함수라는 것

Stock과 Flow #

동태적 시스템을 표현하는 방법. 스톡 Stock은 축적, 플로우 Flow는 Stock의 변화량

동태적 시스템의 3가지 요소 #

  • 양의 피드백
    • 좋다는 뜻이 아니라 점점 강화
  • 음의 피드백
    • 나쁘다는 뜻이 아니라 점점 약화
  • 시간지체
    • 의사결정이 바로 영향을 미치지 않는 것. 시간지체가 커질수록 통제가 어려워지고 진동도 커진다. 예) 뜨거운 물을 틀어도 실제 뜨거운 물이 나오는 데는 시간이 걸린다

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