De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Tom de Greef Het Tijdperk van Complexiteit College 1

Verwante presentaties


Presentatie over: "Tom de Greef Het Tijdperk van Complexiteit College 1"— Transcript van de presentatie:

1 Tom de Greef Het Tijdperk van Complexiteit College 1

2 Verbindingen Schema van de ondergrondse infrastructuur van het TU/e terrein toont de noodzakelijke verbindingen tussen gebouwen, onderzoeksfaciliteiten en de buitenwereld.

3 Verbindingen Tussen faculteiten Tussen disciplines Tussen campus en stad Tussen wetenschap & technologie en maatschappij Essentieel voor het functioneren van de universiteit Essentieel voor het functioneren van een academicus

4 Academische Vorming Wie van alles een beetje weet, is een dilettant. Wie van een beetje alles weet is een vakidioot. Academisch gevormd is degene die veel weet over een klein gebied en in staat is om die kennis in een groter geheel te plaatsen Guenther Rohpol, techniekfilosoof en ingenieur

5 Academische Vorming Kundigheid in een technische discipline Bekwaamheid in onderzoeken en ontwerpen Een wetenschappelijke benadering van problemen Teamwork met mensen uit andere disciplines Oplossingen die aan technische en maatschappelijke eisen voldoen Communicatie over problemen en oplossingen met vakgenoten en leken De maatschappij verlangt veel van een academisch opgeleide ingenieur :

6 De Minor Kennismaking met een andere discipline Leren om disciplines te verbinden en te overschrijden Academische Vorming vindt plaats gedurende de hele opleiding. De minor is een belangrijke stap naar verbreding: Het programma Academische Vorming in de minor (universiteitscolleges + lezingen Studium Generale) is gemaakt om hieraan bij te dragen.

7 Complexe Systemen Wat betekent het woord complex? com (samen) + plectere (vlechten, weven)

8 Complexe Systemen Veel voorbeelden in…

9 Voorbeelden

10 Voorbeelden I Hersenen Verkeer Diffusie van technologie Internet

11 Voorbeelden II Mieren Cel Organisaties

12 Simon (1981): A complex system is seen as a hierarchic system, i.e. a system composed by subsystems that in turn have their own subsystems, and so on... H.A. Simon, The Sciences of the Artificial, MIT Press Definitie complex systeem? Mitchell (2009): A system in which large networks of components with no central control and simple rules of operation give rise to complex collective behavior, sophisticated information processing, and adaptation via learning or evolution. M. Mitchell, Complexity A Guided Tour, Oxford Press

13 Definitie complex systeem? Geen uniforme definitie: Internet, levende cel, aandelenkoers, turbulentie in vloeistoffen Karakteristieke kenmerken complexe systemen  Groot aantal componenten  Veelvoud van interacties  De interacties tussen de componenten zijn sterk niet-lineair  Zelforganiserend  Informatieverwerkend  Adaptief  Robuust  Fragiel

14 Kenmerken Complexe Systemen (I) Groot aantal componenten (actoren) Actoren zijn sterk heterogeen Aandeelhouders (10 6 ) De overheid (1) Banken (30)

15 Kenmerken Complexe Systemen (II) Veelvoud van interacties Zwakke en sterke interacties Interacties zijn dynamisch, d.w.z. tijdsafhankelijk Geen relatie grootte interactie en effect op systeem door sterke niet-lineariteit (bijv. amplificatie of negatieve feedback) Financiële Crisis Azië 1997 Thaise Bath Roepie Pesos

16 Kenmerken Complexe Systemen (III) Interacties zijn sterk niet-lineair Extreme gevoeligheid complex systeem t.o.v. begincondities Onvoorspelbaarheid Bifurcaties Terugkoppeling (feedback)

17 Kenmerken Complexe Systemen (IV) Zelforganisatie Interacties tussen de componenten op lokaal niveau zorgen voor het ontstaan van orde (patroon) op globaal niveau. Geen centrale leider! Entropie, een maat voor de orde van een systeem, daalt. Energie dissipatie (ver buiten thermodynamisch evenwicht) Convectie celMierenspoor

18 Kenmerken Complexe Systemen (V) Verwerken informatie Zonder informatieverwerking geen zelforganisatie! Simpel op microscopisch niveau  complex op macroscopisch niveau Positie

19 Kenmerken Complexe Systemen (VI) Adaptief Componenten (actoren) kunnen zich aanpassen Feedback omgeving Evolutie door competitie en coöperatie Interacties met andere actoren veranderen

20 Kenmerken Complexe Systemen (VII) Robuust  Fragiel Gelijkblijvende functie onder externe verstoringen Interacties componenten veranderen door externe verstoring Geoptimaliseerd op algemene externe verstoringen Fragiel t.o.v. zeldzame externe verstoringen -Robuust: Atmosferische drukschommelingen - Fragiel: Elektronische verstoringen

21 Kenmerken Complexe Systemen Veelvoud van interacties Zelforganiserend Adaptief Robuust  Fragiel Groot aantal componenten Niet-lineair Simpele regels Informatieverwerkend

22 Simpel, Gecompliceerd en Complex Simpel GecompliceerdComplex

23 Oorsprong Complexe Systemen Wetenschappers geloofden dat de toekomst compleet voorspelbaar is (demon van Laplace, 1814). Door analyze van deelstystemen kan het hele systeem begrepen worden (Descartes: reductionisme). Natuurverschijnselen kunnen worden gereduceerd tot eenvoudige oorzaak en gevolg relaties.

24 Oorsprong Complexe Systemen Poincaré, Lorenz: Chaos Wiener, Von Neumann, Simon, von Bertalanffy: Cybernetics Systeem benadering: feedback en informatie staan centraal

25 Convergentie van Disciplines Biology Meteorology Mathematics Chemistry Psychology S ociology Physics Computer Science Ecology Economics

26 Subdisciplines Biologie Econophysica Systeem biologie Economie Chemie Synthetische biologie Systeem chemie

27 Netwerken Micro-macroOnvoorspelbaarheid Drie Thema’s

28 Netwerken College 3 : Sociale Netwerken (3 Oktober) College 4 : Biologische Netwerken (10 en 17 Oktober) College 7 : Dynamica op Netwerken (12 en 19 December)

29 Micro-Macro College 6: Micro-Macro (28 november en 5 december) Moleculen Mensen

30 Onvoorspelbaarheid Deterministisch College 2: Chaos (19 en 26 september) College 5: Overlevingslandschappen (14 en 21 november) Stochastisch ChaosOverlevingslandschappen

31 Overzicht en Achtergrondinformatie  7 colleges + 5 begeleide zelfstudies  Begeleide zelfstudies onderdeel tentamen: geen uitwerkingen!  Begeleide zelfstudies en sheets beschikbaar op de website:  Materiaal in reader en sheets.  Tentamen: 23 Jan – 4 februari  Tentamen in Nederlands

32 Leerdoelen Algemeen Beschrijven van karakteristieke eigenschappen van complexe systemen. Formuleren van nieuwe wetenschappelijke stromingen en hun relatie m.b.t. het begrip complexiteit. Micro-Macro Interpretatie van gedrag op macroschaal als gevolg van interacties op microschaal d.m.v. simulatie studies. Netwerken Formuleren van belangrijke maten in de theorie van complexe netwerken. Analyseren van de topologie van netwerken m.b.v. grafentheorie. Samenvatten van verschillende netwerkgenerende algoritmes. Analyseren van dynamica op netwerken toegepast op verspreiding van epidemieën en adoptie van nieuwe producten. Onvoorspelbaarheid Analyseren van deterministische chaos in simpele dynamische systemen. Begrijpen van stochastische invloeden en padafhankelijkheid op de zelforganisatie van een complex systeem. Begrijpen van adaptieve complexe systemen d.m.v. overlevingslandschappen.

33 Maandag 12 september: Introductie college, Rutger van Santen en Tom de Greef. Maandag 19 en 26 september: College en begl. zelfstudie Chaostheorie, Kees Storm. Maandag 3 oktober: College Netwerken I, Chris Snijders. Maandag 10 en 17 oktober: College en begl. zelfstudie Netwerken II, Tom de Greef. Maandag 24 oktober VRIJ Maandag 14 en 21 november: College en begl. zelfstudie Fitness landscapes, Koen Frenken Maandag 28 november en 5 december: College en begl. zelfstudie Simulatiestudies, Chris Snijders en Kees Storm. Maandag 12 en 19 december: College en begl. zelfstudie Netwerkdynamica Tom de Greef en Koen Frenken Data Colleges en BZ

34 De roep om complexiteit onderzoek Nature 2009, 460, 685 Science 2009, 323, 892 Nature 2009, 460, 680 Science 2009, 325, 406


Download ppt "Tom de Greef Het Tijdperk van Complexiteit College 1"

Verwante presentaties


Ads door Google