ARGUSOV POGLED

RIBE PLIVAJU OKO PRAZNOG

Mašinsko učenje (Vikipedija)

Dugo je jedan fenomen u prirodi izmicao dubljem razumevanju onih zagledanih u pojave do kojih dolazi u njoj. Reč je o slici punoj estetskih draži, onda kada buljuk riba u moru, jato ptica u vazduhu ili krdo kopitara u polju, sledeći znakove nekog skrivenog „čulau sebi, izvode skladne i gotovo iste pokrete „u tren, udaljavajući se žurno od nas.

Prof. dr Milan D. Tasić

Fenomen koji je dovoljno čest da se po pravilu prepoznaje u svakom od slučajeva: rojeva insekata, kolonija bakterija… sve do ponašanja populacija u panici, a što pouzdano upućuje na to da je reč o nečemu što – kao sistem složenih odnosa u grupi – ima ipak realnu osnovu i što bi se moglo onda da dosegne u izrazu.

Takva zakonitost, svakako, postoji,
ali se tek u poslednjoj deceniji – s
razvojem tzv. „algoritama učenja”(machine
learning) i dr. uspelo da bliže zađe u nju.

To je navelo japanskog biologa Išira Aokija (Ishiro Aoki)1980. godine da načini model ponašanja jedinki u velikim grupama, koji postulira tri koncentrične zone oko svake od njih: prvu, gde se one uzajamno udaljavaju, drugu, u kojoj se prilagođavaju pravcu u kome se ostale kreću i treću, onu u kojoj teže prosečnom položaju jedinki iz iste zone. Analiza pokazuje da male promene dužine prečnika zone prilagođavanja dovode do krupnih promena u načinu kretanja u drugim zonama. Kada je on nula, njihovo kretanje je neuređeno, a ako raste, ono se odvija kružno. (Tada ribe plivaju oko izvesne središnje oblasti kao prazne). Potom, kad prečnik ove zone pređe izvesnu granicu, sve jedinke se ravnaju prema jednom istom smeru, a koji tad one počinju da slede. Itd.

Takva zakonitost, svakako, postoji, ali se tek u poslednjoj deceniji – s razvojem tzv. „algoritama učenja”(machine learning) i dr. uspelo da bliže zađe u nju, tako što se pošlo najpre od jedne izolovane jedinke – vrste slatkovode ribe iz voda Amazona – i njenog ponašanja u toj sredini, kada su uočena dva tipa različitih kretnji koje ona sledi: naglog trzaja i klizanja. Naime, na rastojanju manjem od dve svoje dužine, ta riba izbegava prepreku na koju nailazi, a na onom manjem od jedne dužine, ona se udaljava od drugih riba. Potom, kada je rastojanje oko tri dužine, riba se ravna sa drugim jedinkama i, najzad, na onom većem od šest do sedam dužina, nju privlače ostale ribe.

U prirodi, mravi, pčele, termiti…na
hiljade i desetine hiljade njih, grade
staništa, po pravilu sofisticirana
– gotovo kao da je reč o razumnim bićima.

Nije naodmet reći da se nešto slično uočava i kod elektrostatičkih sila (Van der Vals,Van der Vaals) u fizici između atoma i molekula, a koje su bilo odbojne (repulzivne) na kraćem rastojanju, bilo privlačne (atraktivne) na dužem. Sve i da reakcije neke ribe zavisi od pravca kojim se druge od njih kreću, kao i od ugla pod kojim ih ona vidi, ili uočava prepreku na koju nailazi, dok sile u inertnoj materiji (gravitaciona, magnetna) zavise samo od rastojanja između čestica. Pritom, prve od sila poništavaju ove druge, a koje su, uz to, simetrične (sila akcije i sila reakcije i sl.), a što nije slučaj s drugim silama. Kao što se i u fizici može da govori po analogiji s uređenim stanjima jata riba u vodi (i oduhovljene materije, uopšte), u smislu prelaska jednih faza (stanja) u druga, gde imamo u vidu razlivenu tečnost koja se slobodno kreće, neke pojave u magnetizmu i dr.

U prirodi, mravi, pčele, termiti… na hiljade i desetine hiljade njih, grade staništa, po pravilu sofisticirana – gotovo kao da je reč o razumnim bićima. Recimo, jedna vrsta tropskih mrava načini do 7.800 gnezda, dubine i do sedam metara, povezanih mrežama hodnika, ili pak vrsta afričkih termita – gnezda do sedam metara visine i prečnika dvanaest metara. Kako toliko mnoštvo jedinki uspeva da usaglasi svoje graditeljske postupke, a koji treba uz to da dovedu do „svima poznatog”cilja?

Tragajući za odgovorom, francuski zoolog Pjer-Pol Grase (Pierre-Paul Grassé) našao je da beli mravi (termiti) komuniciraju između sebe putem gomilica blata prožetih izvesnom hemijskom supstancijom, koja ima za cilj da druge mrave „uputi”na ono što su uradili sami, kao i na ono što ostaje još da se uradi. Pa je reč ovde – ponovo – o dva tipa postupaka: jednih, u smislu dodavanja, ili oduzimanja materijala za gradnju i drugom, u smislu njegovog oblikovanja.

Kao što dve različite vrste radnji uočavamo i kod crnih mrava, čija su staništa delom u vidu podzemnih prolaza, a delom u vidu brojnih „komora”nad njima. Tamo gde treba podići „stubove”, ovi mravi polažu supstancu feromon, a što se tiče njihovih veličina, upravljaju se po putu koji su prešli, ili prema dužini svoga tela, da bi tako znali kada treba da prestanu da grade „sa strane”, a kada da počnu da „pokrivaju”stanište.

I tako se osamdesetih godina prošloga
veka začela jedna interdisciplinarna
oblast u nameri da brojna naučna
područja budu dogledana u istom ključu,
onom složenih sistema u izvornom smislu
reči complex, što znači „zajedno satkan”.

Ove šture naznake s pticama, ribama, mravima… upućuju na to da mnoštvo jedinki – kao jedan složeni sistem – iz svog polaznog stanja uzajamno neuređenih odnosa može spontano da generiše poredak u sebi i da se po njemu vlada. (Sasvim drugačije od neorganskog sveta u kome se uređenost zatvorenih sistema može samo da  smanjuje, a njegova neuređenost – entropija – da povećava). I tako se osamdesetih godina prošloga veka začela jedna interdisciplinarna oblast u nameri da  brojna naučna područja budu dogledana u istom ključu, onom složenih sistema (complex systems), u izvornom smislu reči complex, što znači „zajedno satkan”.

Reč je, upravo, o razvoju organizama u biologiji, epidemijama bolesti u medicini, meteorološkim promenama u geografiji, organizaciji života u gradovima, sve do promena vrednosti akcija na berzi u ekonomiji, odnosno čovekovog bavljenja umetnošću i slično, a korišćenjem, upravo, metoda statističke fizike, veštačke inteligenije, matematičkih modela, teorija algoritama (genetski algoritmi i dr.), mašinskog učenja i druge i posle rezultata do kojih se u prvoj polovini prošlog veka došlo u teorijama haosa (Lorenc, Lorentz), dinamičkih sistema (Poenkare, Poencaré), informacija (Kolmogorov) i dr. Ti različiti postupci omogućili su potom mnoga valjana predviđanja u vezi sa širenjem infekcija i pojava epidemija, s promenama u biosferi itd.

Potom, kažimo ponešto o urbanim sredinama, gradovima, kao i o društvenim zajednicama – kao takođe složenim i dinamičkim celinama.

I jedno i drugo ovaploćuju sam ideal čovekovog življenja u zajednici, a koji su umni ljudi u antičkoj Grčkoj označili složenicom „grad–država”(polis). Zaista, gradovi otelovljuju najrazličitije veze i odnose, lične i kolektivne, jedinki i institucija, idući u susret raznovrsnim potrebama članova zajednice: od onih materijalnih, sve do moralnih i estetskih. To ih čini, doduše, „presloženim”, pa onda i otvorenim i „van ravnoteže”, a što sve utoliko i otežava potrebu da se životu u njima pristupi na način egzaktnih modela, koji bi omogućavali potom predviđanja u pojavama.

Pa, ipak, moguće je to činiti do izvesne mere na osnovu različitih uprošćenih modela. Jedna srećna okolnost na tom putu je to što sredstva informatičkih tehnologija danas (mobilni telefoni, GPSaplikacije, RFIDbubice i dr.) omogućavaju ogromnu masu podataka (big data) o svakodnevnim aktivnostima žitelja grada, a kojima se može pristupiti onda u obradi s različitih aspekata.

Jedan od njih bi bila gustina poslovne aktivnosti ljudi za koju se nalazi, recimo, da je u manjim gradovima ona u jednom središtu, a da velike metropole generišu više takvih centara. Empirijska istraživanja su pokazala da se njihov broj Nmože da odredi po formuli N= kPl, gde je k– konstanta, P– broj stanovnika, a l– broj reda 1/2. Zanimljivo je da se po sličnoj formuli vladaju i magnetna svojstva feromagnetnih materijala s porastom temperature, a koja, inače, ova gube na tzv. Kirijevoj tački. (U slučaju gvožđa ona iznosi oko 789 °C). Ta formula upućuje na to da kada se populacija uveća dva puta, broj poslovnih središta biva manji od dva, a kada se ona uveća četiri puta, ovaj poraste dva puta itd.

Najzad, ako se život u gradovima, čak
i u svom spoljašnjem obliku, opire
nalaženju valjanih (mehaničkih)
modela, utoliko je to teže ostvariti
s društvenom zajednicom kao celinom.

Izvesna zakonitost u njihovom funkcionisanju, dakle, svakako postoji, jer brojnost stanovništva otežava dolaženje do radnih mesta i njegovu mobilnost (sve do mogućnosti začepljenja saobraćaja), a povećava troškove prevoza i dr. – što sve dovodi do otvaranja novih centara poslovnih aktivnosti u drugim zonama grada. Imamo tako da već uprošćeni empirijski modeli ukazuju na to da gradovi, metropole „pulsiraju”kao dinamički sistemi, koji iskazuju moć za vlastitom samoregulacijom glavnih tokova života. A što ove urbane celine približava „kompleksnim sistemima”u neorganskom svetu, koji zanima fizičare, hemičare i drug, da se oba puta, u dvema sferama – prirode i društva – može da govori u sličnim terminima.[1]

Najzad, ako se život u gradovima, čak i u svom spoljašnjem obliku, opire nalaženju valjanih (mehaničkih) modela, utoliko je to teže ostvariti s društvenom zajednicom kao celinom. A jer se ovoga puta može u najmanju ruku reći to da je „jedinka složenija od društva kome pripada”, ili da je „svaki deo složeniji od celine”. Inače, sami pokušaji primene fizike u biologiji išli su paralelno s razvojem nauka kibernetike, informatike, matematike, fizike i uz stalno (barem načelno) oponiranje, ali po pravilu uvek i s pojavom novih rezultata u predviđanjima na mnogim posebnim područjima društvenog života.

Imamo tu u vidu „ponovljene”događaje (ratove) koji prate neku zajednicu tokom istorije, demografska kretanja stanovništva, valjane statističke procene i drugo, a što sve – barem šematski i barem u određenoj istorijskoj okolnosti – upućuje na mogući okvirni model njenog istrajavanja u nekom periodu. I što bi sve išlo u prilog optimalizaciji života jedinki u zajednici, jednako i u korist zajednice same, na jedan duži i najduži rok.

(Ilustracije Vikipedija)

[1]Uzgred, po predviđanjima službi UN, do 2050 godine će čak 68% svetske populacije živeti u urbanim sredinama.

O autoru

Stanko Stojiljković

Ostavite komentar