فارسیخودسازماندهی
در [۱] خودسازماندهی این‌گونه تعریف شده است: بر اساس یک تعریف اولیه خودسازماندهی دقیقاً به آن‌چه نامش بیان میکند اشاره دارد. به این معنی که یک سامانه خودسازمانده میتواند خود را بدون هدایت، دستکاری و کنترل بیرونی سازمان‌دهی کند. بر اساس خودسازماندهی، همکاری و ایجاد گروه در سامانههای چندعامله آن‌ها را سازمان‌یافته‌تر میکند که این کارها توسط خود عاملها انجام میشود. خودسازماندهی یک فرآیند پویا و تطبیقپذیر است که در آن سامانه‌ها خودشان بدون دخالت خارجی ساختاری را به‌دست آورده و نگهداری۱ می‌کنند. عبارت «ساختار» مورد اشاره میتواند ساختار زمانی، فضایی یا عملکردی۲ باشد. عبارت «بدون دخالت خارجی» به نبود تعیین جهت، دستکاری، دخالت، فشار یا درگیری از بیرون با سامانه اشاره دارد. البته این موضوع شامل ورود دادههای کمکی از بیرون سامانه نمیشود و تا زمانی که این دادههای ورودی شامل دستورالعملهای کنترلی نباشد، خودسازماندهی سامانه برقرار است. در این زمنیه، تعیین محدوده سامانه برای تشخیص این که خودسازمانده است یا نه مهم است. این موضوع که چه چیزی کنترل بیرونی لحاظ میشود یا نمیشود، مهم است.
همچنین بر اساس [۲]، خودسازماندهی به یک سازمان‌دهی (دوباره) پویا و خودبه‌خودی۳ اشاره دارد. یک سامانه خودسازمانده قوی سامانهای است که بتواند سازمان خود را بدون نیاز به دخالت مستقیم داخلی و خارجیِ متمرکز تغییر دهد. یک سامانه‌ی خودسازمانده ضعیف سامانهای است که در آن تغییر بر اساس کنترل مرکزی داخلی اتفاق میافتد. بنابراین خودسازماندهی مدنظر این رساله خودسازماندهی قوی است. همچنین، خود سازمان‌دهی در دو مفهوم رفتار و ساختار اتفاق میافتد. در ادامه ویژگیهای خودسازماندهی براساس [۱] آورده شده است:
- افزایش در نظم۴: یک مفهوم مهم در خودسازماندهی بخش «سازمان» آن است. سازمان به عنوان آرایش۵ بخشهای انتخاب شده از سامانه برای رسیدن به یک کارکرد خاص توصیف میشود. این موضوع رفتار سامانه را به صورتی محدود میکند که فضای حالت آن را به یک مقدار کوچکتر منحصر میکند. این محدوده کوچکتر از فضای حالت جذبکننده۶ نام دارد. درواقع، سازمان را میتوان به عنوان یک افزایش در نظم رفتار سامانه در نظر گرفت که آن را قادر به گرفتن یک ساختار زمانی، فضایی یا کارکردی به خود میسازد. باید توجه داشت که هر سامانهای که افزایش در مرتبه دارد لزوماً خودسازمانده نیست. در اینجا عبارت «رسیدن به یک کارکرد خاص» مهم است. سامانهای که هیچ نظمی نداشته باشد نمیتواند رفتار مفیدی داشته باشد. از طرفی، سامانهای که نظم بیش از حدی داشته باشد نیز همین مشکل را دارد. ممکن است اجزای تشکیل دهنده سامانه خود را در یک شرایط آنچنان پیچیده قرار دهند که هیچ کارکرد قابل استفادهای از آن به دست نیاید. بهعبارت دیگر ممکن است حافظه تاریخی سامانه بیش از حد باشد. سامانهای که بتواند لبه نظم کامل و آشوب را پیدا کند و بین انها قرار بگیرد، میتواند بهترین عملکرد و انعطافپذیری را داشته باشد. بنابراین، خودسازماندهی باید تعادلی بین عدم وجود نظم و نظم بیش از حد پیدا کند.
- خودمختاری: هر افزایش در نظمی به معنای خودسازمانده بودن سامانه نیست. بخش «خود» در خودسازماندهی ویژگی عدم وجود کنترل بیرونی را به ارمغان می‌آورد. این مفهوم به معنی عدم وجود ورودی به سامانه نیست. ورودی‌های داده‌ای برای سامانه تا زمانی که دارای دستورات کنترلی نباشد مجاز است. اما تصمیم گیری برای مرحله بعد کاملاً در درون سامانه صورت می‌گیرد. در این جا نیز تعیین مرز سامانه و جدا کردن درون و بیرون سامانه کاملاً ضروری است.
- تطبیقپذیری یا استحکام در قبال تغییرات۷: در سامانههای خودسازمانده استحکام به معنای تطبیقپذیری در قبال اختلالات و تغییرات معنی مییابد. یک سامانه خودسازمانده باید خود را با آن تغییر وفق داده و سازمان خود را به صورت خودمختار حفظ کند. به عبارت دیگر یک رفتار تطبیقپذیر خودساخته۸ لازم است و استفاده از تجربه گذشته میتواند مفید باشد. این موضوع نیازمند وجود رفتارهای مختلف برای سامانه و درحقیقت وجود جذب کننده‌های متنوع در فضای حالت سامانه است.
- پویایی به معنی دور بودن از موازنه و تعادل۹: یک ویژگی مهم از خودسازماندهی این است که یک فرآیند است. در طول زمان، نظم افزایش پیدا میکند. ان یعنی پویایی به سمت نظم بیشتر است. یک سامانه خودسازمانده در یک محیط متغیر قرار دارد و در این شرایط برای حفظ سازمان خود باید بر اساس تغییرات محیطی خود را تغییر دهد و درواقع از تعادل به دور باشد. یک سامانه دور از موازنه شکنندهتر و حساستر به تغییرات محیطی است و بلکه پویاتر و دارای قابلیت واکنش بیشتر است.
پدیداری
بر اساس [۱]، بسیاری پدیداری را به عنوان رفتار کلی برخاسته از رفتارهای محلی تعریف می‌کنند. مفهوم پدیداری در مقابل مفهوم کاهش قرار می‌گیرد. بر اساس مفهوم کاهش میتوان یک سامانه را طوری تکه تکه کرد تا به عناصر سازنده‌ی آن رسید. در پدیداری، بحث اصلی بر سر این است که ورودی‌های سطح پایین چگونه به خروجی‌های سطح بالا منجر می‌شوند. به طور خلاصه، مفهوم پدیداری به دو ویژگی مهم اشاره دارد: اول یک رفتار کلی که از تعاملات بین قسمت‌های محلی برمی‌خیزد و دوم این‌که اثر آن رفتار کلی را در ریشه‌های آن در رفتارهای محلی نمی‌توان دنبال کرد. مفهوم پدیدار۱۰ که در این تعریف برای نشان دادن نتیجه‌ی پدیداری استفاده شده است، شامل مواردی مانند ویژگی‌ها، رفتارها، ساختارها و الگوها است. همچنین، مفهوم سطح به نوع دید از سامانه اشاره دارد. دید سطح بالا سامانه را به عنوان یک کل در نظر می‌گیرد اما دید سطح پایین سامانه را به عنوان مجموعه‌ای متشکل از قسمت‌های مختلف در نظر می‌گیرد.
همچنین بر اساس [۲]، پدیداری به عنوان یک پدیده مطرح میشود که میتواند یک ساختار یا چارچوب، یک رفتار و یا یک کارکرد از یک سامانه باشد. یک پدیده‌ی پدیداری دارای حداقل دو سطح است (سطح بالا یا ماکرو و سطح پایین یا میکرو) که باید حداقل در سطح ماکرو قابل رؤیت باشد. سطوح ماکرو و میکرو وابستگی‌های متقابل دارند. سطح ماکرو سطح میکرو را محدود میکند و سطح میکرو علت به وجود آمدن سطح ماکرو است. از آن‌جایی که یک پدیده‌ی پدیداری در طول زمان قابل رصد است، به یک سازو‌کار خودنگهدار۱۱ تعادل نیاز دارد.
پدیداری در یک سامانه‌ی مصنوعی به طور مفهومی به محاسبات پدیداری۱۲ نزدیک است. این تعریف شامل موارد زیر است:
- مجموعه‌ای از عامل‌های تعامل‌کننده: فرآیند مربوطه؛
- علائم ثانویه‌ای که توسط این فرآیند در سطح ماکرو تولید میشود؛
- تفسیری طبیعی از این علائم ثانویه مانند محاسبات یا نتایج محاسبات.
همچنین، در [۳] یک تعریف فنی از پدیداری وجود دارد که بسیار با علوم رایانه مرتبط است و بر دو نکته استوار است:
- موضوع: هدف یک سامانه‌ی محاسباتی این است که یک کارکرد۱۳ را تا حد قابل قبولی به انجام برساند، که ارزیابی انجام آن بر عهده‌ی یک کاربر مرتبط است. این کارکرد، که ممکن است در طول زمان نمو کند، همانی است که باید پدیدار شود.
- شرایط: این کارکرد پدیداری است، اگر ساختار کد سامانه به هیچ دانشی از آن کارکرد وابسته نباشد. این ساختار کد باید شامل سازوکارهایی باشد که امکان تطبیقپذیری سامانه با محیط را در طول زمان فراهم کند تا در هر زمانی بتواند به سمت انجام قابل قبول کارکرد پیش برود.
بر همین اساس، وقتی که یک عامل برای یک سامانه‌ی چندعامله طراحی میشود، ساختار کد آن نباید هیچ دانشی از کارکردی که ما از کل سامانه انتظار داریم انجام دهد، داشته باشد. در نتیجه، هیچ عاملی کلیت سامانه را کنترل نمی‌نماید.
مثال‌هایی از پدیداری در عالم واقع وجود دارد. پدیداری را میتوان در جامعه‌ی مورچه‌ها دید. زمانی که یک مورچه‌ی کاوشگر غذایی را پیدا میکند، از طریق فرومون‌هایی که در مسیر رفت آزاد کرده است به لانه باز می‌گردد و سایر مورچه‌ها به سمت غذا حرکت می‌کنند. در طول زمان کوتاه‌ترین مسیر به اصطلاح «پدیدار» میشود. این مسیر کوتاه از دید خود مورچه‌ها (سطح پایین سامانه) قابل رؤیت نیست. اما یک فرد در بیرون از کل سامانه (سطح بالای سامانه) میتواند آن را مشاهده کند. در ادامه ویژگیهای پدیداری براساس [۱] آورده شده است:
- تأثیر سطح بالا-سطح پایین۱۴: اشاره به ویژگی‌ها، رفتارها، ساختارها یا الگوهایی دارد که در سطح بالای سامانه مشاهده میشود اما نشأت گرفته از تعاملات بین بخشهای مختلف سامانه (عاملها) در سطح پایین سامانه است. این ویژگی‌ها پدیدار خوانده می‌شوند.
- تازگی بنیادین۱۵: بر اساس این ویژگی قسمت‌های میکرو در یک سامانه به هیچ‌وجه نشان‌دهنده‌ی بخشی از رفتار کلی سامانه نیستند. به عبارت دیگر رفتار سامانه در سطح ماکرو را نمی‌توان در رفتار سطوح میکروی سامانه دنبال کرد و یا به عبارت دیگر رفتار کلی بزرگتر از جمع رفتار بخشهای میکروی سامانه است. البته باید در نظر گرفت که این به این معنی نیست که رفتار کلی سامانه از رفتار بخشهای مختلف آن نشأت نمی‌گیرد. بلکه نکته در این جا است که در این حالت نمی‌توان از اصل کاهش استفاده کرد و با شکستن سامانه به اجزای تشکیل دهنده‌ی آن رفتار کلی آن را تحلیل نمود.
- وابستگی۱۶: اشاره به یک همبستگی منطقی و پیوسته بین بخشهای یک سامانه دارد. وابستگی بخشهای جدا از هم در سطح پایین را با هم پیوند می‌دهد تا به یک کل در سطح بالا دست پیدا کند. وابستگی با عنوان «بستار سازمانی»۱۷ نیز شناخته میشود.
- بخشهای تعامل‌کننده۱۸: بخش‌ها نیاز به تعامل دارند و موازی‌کاری کافی نیست. بدون تعامل، رفتارهای سطح بالای مورد نظر شکل نمی‌گیرند. پدیدارها از تعامل بین بخشهای سازنده‌ی سامانه شکل می‌گیرند.
- پویایی۱۹: در سامانههای دارای پدیداری، پدیدارها در طول زمان شکل می‌گیرند. یک چنین پدیداری نوعی رفتار جدید است که در یک نقطه‌ی مشخص زمانی ممکن میشود. بنابراین به عنوان یک ساختمان پویا می‌توانیم ظهور پدیدارها را به ظهور جذب‌کننده‌های جدید در سامانههای پویا ربط دهیم.
- کنترل نامتمرکز۲۰: تنها از سازوکارهای محلی برای تأثیر بر رفتار کلی سامانه بهره می‌برد. اعمال اجزاء و بخش‌ها قابل کنترل هستند اما کل رفتار سامانه به صورت مستقیم قابل کنترل نیست. این ویژگی یک نتیجه از ویژگی تازگی بنیادین است.
- ارتباط دو‌طرفه۲۱: همانطور که گفته شد بر اساس تأثیر سطح بالا-سطح پایین، قسمت‌های سامانه در سطح پایین بر روی رفتار کلی سامانه تأثیر می‌گذارند. اما علاوه بر این پدیدار ظهور یافته در سطح بالای سامانه نیز میتواند در یک ارتباط دو طرفه بر قسمت‌های مختلف سامانه در سطح پایین تأثیر بگذارد.
- استحکام و انعطافپذیری۲۲: نیاز به کنترل نامتمرکز و این حقیقت که یک بخش از سامانه در سطح پایین نشان‌دهنده‌ی رفتار سامانه در سطح بالا نیست، سبب میشود تا از کارافتادن یک بخش نتواند به از کار افتادن کل سامانه منجر شود. در صورت بروز خطا در بخش‌هایی از سامانه و با افزایش آن، به تدریج کیفیت سرویس کاهش مییابد اما شکست ناگهانی در سامانه رخ نمی‌دهد. این امر انعطافپذیری خاصی را به وجود می‌آورد که بر اساس آن میتوان با حفظ پدیدار کلی حاکم بر سامانه بخشهای مختلف آن را تعویض نمود.
خودسازماندهی در کنار پدیداری
براساس [۱]، در سامانههای پیچیده، توزیعشده، باز، وسیع و با زمینه پویا (مشابه ویژگیهای اینترنت اشیاء) استفاده از خودسازماندهی در کنار پدیداری توصیه میشود. در این مقاله از دو منظر به این مسأله نگاه شده است. از منظر اول پدیداری نتیجه خودسازماندهی است. یعنی خودسازماندهی در سطح پایین بین عاملها اتفاق میافتد و رفتار کلی سامانه در سطح بالا پدیدار میشود. از منظری دیگر، خودسازماندهی نتیجه پدیداری است. به این معنی که با تعاملات اجزاء در سطح پایین، یک رفتار خودسازمانده در سطح بالای سامانه ایجاد میشود.
پانویس‌ها
[۱] Acquire and maintain
[2] Spatial, Temporal or Functional
[3] Spontaneous
[4] Increase in order
[5] Arrangement
[6] Attractor
[7] Adaptability or robustness w.r.t. changes
[8] Self-generated
[9] Dynamical i.e. far-from-equilibrium
[10] Emergent
[11] Self-Maintained
[12] Emergent Computation
[13] Function
[14] Micro-Macro effect
[15] Radical novelty
[16] Coherence
[17] Organizational closure
[18] Interacting parts
[19] Dynamil
[20] Decentralized control
[21] Two-way link
[22] Robustness and flexibility
منابع
گردآوری و تنظیم: امین رحمان‌زاده