Fluxul de energie al tamburului de petrol, complexitatea emergentă și prăbușirea
Postat de Gail Actuary pe 5 februarie 2010 - 10:31
Acesta este un post de invitat de George Mobus, care este profesor asociat de computere și sisteme software la Universitatea din Washington Tacoma.
Civilizațiile cresc în complexitate, având în vedere circumstanțele potrivite. Și de prea multe ori ajung să se prăbușească. Istoria este plină de exemple. Joseph Tainter, printre altele, a examinat colapsul din punctul de vedere al scăderii randamentului marginal al investițiilor într-o complexitate crescândă, despre care consideră că este cel mai frecvent factor în societățile prăbușite. Întrebarea cheie pe care trebuie să o punem este: Ce circumstanță critică (dacă există un factor mai presus de toți ceilalți) permite unei societăți să crească în complexitate în primul rând? Dacă găsim un răspuns la această întrebare, putem găsi și ce cauzează scăderea randamentelor marginale pe măsură ce complexitatea crește. Aceasta este cu siguranță o preocupare crescândă pentru civilizațiile noastre moderne. Avansez o teză teoretică și principială a sistemelor, de mai jos, care pune fluxul crescut de energie ca facilitator cheie al creșterii complexității. Și examinez la ce ne-am putea aștepta de la scăderea debitului respectiv atunci când sursele sunt epuizate.
Joseph A. Tainter's The Collapse of Complex Societies
Dacă nu ați citit cartea lui Tainter din 1988 (unii ar spune prescient), The Collapse of Complex Societies (Cambridge University Press) sau dacă nu ați citit-o recent, ați face bine să o faceți cât mai curând posibil. [A se vedea, de asemenea, un discurs pe care l-a ținut la cea de-a 94-a reuniune anuală a Societății Ecologice a Americii, postat pe The Oil Drum, aici.]
Am avut marea noroc să-l cunosc pe Joe la cea de-a doua reuniune anuală de economie biofizică din Syracuse, NY, în octombrie anul trecut. El a venit să susțină discursul plenar în care a conectat rentabilitatea energiei la investițiile energetice cu teoria sa despre modul în care complexitatea evoluată în societăți se transformă în prăbușiri, atunci când acestea apar. M-am oprit apoi în Logan Utah, în drum spre casă, în statul Washington și am petrecut ceva timp de calitate vorbind cu el în seara aceea, cu un singur scotch de malț (o etichetă despre care nu mai auzisem niciodată - foarte fumat!)
Așa că m-am gândit să-mi scot exemplarul Collapse când ajung acasă și să-l recitesc. Mi-am amintit că nu am fost la fel de interesat de detaliile societăților romane și mayașe în felul în care ar fi un arheolog (acreditările lui Joe) și probabil că scăpase prea mult. Conferința sa de la Siracuza mi-a stârnit interesul acum că știu ceva mai multe despre ceea ce pare să se întâmple în societățile noastre moderne din lumea petrolului post-vârf. Spre regretul meu nu am putut găsi exemplarul meu. De fapt, mi-am amintit vag că l-am împrumutat de la bibliotecă (nu eram suficient de bogat în 1988 pentru a avea o mare bibliotecă personală), așa că l-am luat rapid de la Amazon, împreună cu alte câteva clasice pe această temă și l-am citit din nou. . De data aceasta cu ochi mai informați, dacă nu chiar mai proaspeți.
Teza lui Joe se rezumă la acest lucru: societățile dezvoltă o complexitate organizațională și tehnică mai mare pentru a rezolva problemele sociale care apar din cauza forțelor externe sau a presiunilor populației sau a utilizării excesive a resurselor naturale, etc. să scadă ducând la scăderea marjelor de eroare pentru gestionarea posibilelor efecte catastrofale. Societățile se prăbușesc atunci când complexitatea crescândă nu mai are recompense și se întâmplă altceva rău.
În timp ce citeam din nou acest lucru, m-am gândit la alte domenii în care am dezvoltat o anumită expertiză, și anume evoluția complexității în sisteme dinamice (din știința generală a sistemelor) sub influența fluxului de energie potențială ridicată. M-am simțit inspirat să scriu mai multe despre asta, deoarece cred că există câteva principii generale pe care le-am putea folosi pentru a descifra ceea ce se întâmplă în lume astăzi și pentru a avea un anumit sens despre ce să ne așteptăm de mâine.
Fluxul de energie și evoluția complexității interne
Termenul de complexitate a devenit oarecum problematic în ultimele decenii, din cauza dificultății pe care cercetătorii și autorii au avut-o în a ajunge la un fel de consens asupra semnificației sale. Desigur, este ca pornografia, nu? O știm când o vedem. Am încercat să ofer un tratament mai concret al subiectelor complexității și al evoluției sale în altă parte, așa că nu voi intra în detaliu aici. Cititorii care doresc o definiție mai precisă ar trebui să arunce o privire asupra acestor lucrări. Pentru scopurile noastre urmează un scurt rezumat.
Există într-adevăr două tipuri de complexitate, potențială și realizată. Complexitatea potențială vine din a priori existență într-un sistem semi-închis de nenumărate componente brute, atât în număr absolut, cât și în tipuri. Tipurile, aici, se referă la componente care au personalități diferite sau potențiale de interacțiune cu alte tipuri de componente. Cu cât există mai multe tipuri și potențiale de interacțiune, cu atât complexitatea realizată ar putea obține în limitele sistemului.
Complexitatea realizată este ceea ce credem majoritatea dintre noi atunci când întâlnim ceva care are deja o organizare și care pare să funcționeze prin interacțiuni reale între componente. Când vedem mai multe tipuri de aranjamente ale componentelor care par a fi regulate și care interacționează puternic, înțelegem sistemul ca fiind complex. Putem vizualiza un sistem din exterior, să zicem când întâlnim o mașină complexă (poate căutăm înăuntru pentru a vedea funcționarea) sau din interior, ca atunci când încercăm să înțelegem natura complexă a propriei noastre societăți. Oricum, complexitatea realizată se caracterizează prin organizare, stabilitatea interacțiunilor, multe tipuri de interacțiuni și subsisteme deseori recunoscute, care pot fi, ele însele, complexe. Un bun exemplu de sistem complex cu subsisteme complexe este o celulă vie, în special un protist, cum ar fi un Paramecium.
O întrebare centrală a evoluției organizației se întreabă: Cum se dezvoltă, de fapt, o colecție neorganizată de componente (complexitate potențială) în timp într-un sistem organizat, funcțional (complexitate realizată)?
Această întrebare se află în centrul problemei încă oarecum misterioasă (deși nu mistică) a originii vieții pe Pământ. Viața a apărut din componente non-vii, probabil cu aproximativ 2 până la 3 miliarde de ani în urmă. Și odată ce formula de bază a metabolismului complex în celule s-a dezvoltat, viața a continuat să evolueze în continuare, producând în cele din urmă organisme multi-celulare simple și apoi, într-un interval de timp mult mai scurt, pentru noi.
Harold Morowitz (COM)Fluxul de energie în biologie, 1968, Academic Press), urmând îndeaproape pe urmele lui Erwin Schrödinger, care a pus faimos întrebarea „Ce este viața?”, A oferit o perspectivă importantă asupra naturii evoluției organizației în sisteme semi-închise. El a demonstrat că atunci când energia de tipul corect curge dintr-o sursă de potențial ridicat, prin sistem, și iese la un potențial mai mic (căldură), acea muncă se realizează în mediul component și structurile obținute. El a inventat fraza pe care a făcut-o faimoasă Stuart Brand pe coperta din spatele ultimului catalog al întregului pământ, sub faimoasa imagine a Pământului luată din lună: „Fluxul de energie printr-un sistem acționează pentru a organiza acel sistem”.