سوشیانس تارنمای رسمی شروین وکیلی
بخش نخست تعريف انسان
فصل نخست: سيستم‌هاي پيچيده
فضای حالت[1]
اگر به ازای هر متغيرِ مؤثر در پويايی يك سيستم پيچيده محوری فرض كنيم، به طوری كه بخش‌های مختلف اين محور مقادير متفاوتی از متغير مورد نظر ما را نشان دهد، می‌‌‌توان به ازای هر سيستمِ دارای N متغير، فضايی N بُعدی تصور كرد كه هر بعد آن يكی از محورهای مزبور باشد. به اين ترتيب، مي‌توانيم هر حالت سيستم را با يك نقطه بر اين فضا نمايش دهيم. اين مدل چندبعدي را در نظريه‌ي سيستم‌ها فضاي حالت مي‌نامند.
اگر يكی از محورهای فضای حالت ما زمان باشد، می‌‌‌توان به ازای تغييرات سيستم در طول زمان، خطی را بر فضای حالتش ترسيم كرد كه در واقع از به هم پيوستن نقاط پياپی معرف حالات متوالی سيستم تشكيل يافته است. اين خط را «خط‌راهه» يا «خمينه‌ي[2] پويايی» سيستم مینامند. در سيستم‌های سادهای كه رفتار خطی و پيش‌‌‌بينی‌پذير دارند، شكل اين خمينه ساده است و می‌‌‌تواند با معادلات رياضی سادهای بيان شود. در برابر، خمينهی پويايی دستگاه‌های پيچيده‌تر ممكن است آشوبناك[3] يا دارای چند شاخه[4] باشد. خمينهی سيستم‌ها نقاط يا خطوطی به نام «بستر جذب» يا «جذب‌كننده»[5] را در خود دارند كه به عنوان مناسب‌ترين و پايدارترين حالت در ميان نقاط مجاور شناخته می‌‌‌شود و نقطه‌ی نمايشگر حالت سيستم اگر در همسايگی اين نقاط باشد، به سوی اين خط يا نقطه‌ی جذب‌كننده كشيده می‌‌‌شود.
در سيستم‌های تكاملی پيچيده رفتارهای آشوبناك و غيرقابل پيش‌‌‌بينی زياد ديده می‌‌‌شوند. اين رفتارها، با وجود خمينهی بغرنج و به ظاهر نامنظم‌شان، از قواعدی پيروی می‌‌‌كنند. بستر جذب اين سيستم‌ها ساده و خطی نيست، اما قانون‌مندی و نظم خاص خود را دارد. معمولاً بستر جذب اين سيستم‌ها از مسيرهايی منشعب و بغرنج تشكيل يافته‌اند كه دو ويژگی ديفرانسيل‌ناپذيری[6] و خودهمانندی[7] را دارا هستند. اين بدان معناست كه بستر جذب اين سيستم‌ها را نمی‌‌‌توان در قالب معادله‌ی ديفرانسيلی ساده بيان كرد و بخش‌های مختلف اين بستر جذب، بسته به درجه‌ی درشت‌نمايی‌اش، الگوهايی مشابه را در سطوح مختلف سلسله‌مراتب تكرار می‌‌‌كنند. اشكالی كه اين دو ويژگی را داشته باشند در شاخه‌ای ويژه از رياضيات به نام هندسه‌ی برخالی[8] مورد وارسی قرار می‌‌‌گيرند. اگر بخواهيم به زبان رياضی سخن بگوييم بايد بگوييم سيستم‌های آشوبناك سيستم‌هايی هستند كه بستر جذب‌شان برخالی است.
بخش‌هايی از فضای حالت كه شاخص‌های تعيينكنندهی سيستم در آن، وضعيت مناسبی را برای پيدايش پويايی خاصی داشته باشند، «فضای مجاز» آن پويايی ناميده می‌‌‌شوند. به عنوان مثال، يك سيستم زنده پويايیِ خاص موسوم به زندگی را در عناصر خود نشان می‌‌‌دهد. اين پويايی در دامنه‌ی مشخصی از متغيرهای تعيينكنندهی وضعيت سيستم ممكن است. به عنوان مثال در شرايطی كه دما، فشار و… در خارج از دامنه‌ی مجاز تغيير كنند پويايیِ مربوط به موجود زنده امكان تداوم نخواهد داشت. بخش‌هايی از فضای حالت كه اين متغيرها را در دامنه‌ی قابل تحمل برای پويايیِ خاصی مشخص می‌‌‌كنند، فضای مجازِ آن حالت ناميده می‌‌‌شوند. مثلاً فضای مجازِ پويايی زندگی، دمای بين 40 ـ 0 درجه‌ی سانتی‌‌‌گراد را در بر می‌‌‌گيرد.
تمام پديدارهای قابل مشاهده در يك سيستم، در داخل فضای مجاز ويژهای رخ می‌‌‌دهند كه شرط‌های اوليه‌ی ظهور آن پديده را برآورده می‌‌‌كنند. به عبارت ديگر، كل پديده‌هايی كه ما می‌‌‌بينيم برش‌هايی زمانی از بخش‌های گوناگون خمينهی پويايی سيستمِ هستی هستند، كه در شرايط امكانِ (فضای مجاز) ويژهای تعريف‌پذيرند و در همان چارچوب هم مشاهده و تفسير می‌‌‌شوند.
با توجه به آنچه گذشت، می‌‌‌توان هر سطح از رده‌بندی جانوران را به عنوان سيستمی تكاملی در نظر گرفت كه در سطوح سلسله‌‌‌‌مراتبی متفاوتِ مولكولی، فيزيولوژيك، رفتارشناختی و بوم‌‌‌شناختی، رفتاری هم‌افزا را از خود بروز می‌‌‌دهد؛ در فضای حالتی بسط‌يابنده دچار شاخه‌زايی می‌‌‌شود؛ و گونه‌های جديدی را پديد می‌آورد. فضای حالت حضور هر گونه را در سطح بوم‌شناسانه «كنام»[9] مینامند.
[1]. phase space
[2]. trajectory
[3]. chaotic
[4]. bifurcation
[5]. attractor
[6]. indifferenciablity
[7]. self-similarity
[8]. fractal geometry
[9]. niche
ادامه مطلب: بخش نخست – فصل نخست – تکامل زیستی سیستم جاندار
رفتن به: صفحات نخست و فهرست کتاب