Blog

« Terug

Francis Heylighen – The science of self-organization and adaptivity

Recent was ik me aan het verdiepen in het onderwerp zelforganisatie. Wat natuurlijk niet vreemd is voor iemand die werkzaam is bij een stichting die zich tot doel stelt zelforganisatie te verspreiden in de maatschappij. Ik stuitte hierbij op een verhelderend artikel van Francis Heylighen. In dit artikel, ‘The science of self-organization and adaptivity’ (2001), worden de eigenschappen van zelforganiserende systemen één voor één benoemd en besproken. Deze eigenschappen zijn gebaseerd op eerdere onderzoeken. Na analyse van deze onderzoeken is gebleken dat systemen gekenmerkt door zelforganisatie onderscheidende eigenschappen hebben ten opzichte van de meer traditionele systemen. Omdat ik dit artikel een verrijking vond vanwege de begrijpelijke opzet wil ik dit graag met u delen. Hieronder volgt een overzicht van de zeven onderscheidende eigenschappen. Bent u geïnteresseerd in het gehele artikel? Dat vindt u hier.

Allereerst, wat wordt verstaan onder zelforganisatie? Heylighen definieert zelforganisatie als: ‘the appearance of structure or pattern without an external agent imposing it’. Zelforganisatie is in feite de spontane vorming van een samenhangend patroon op macroniveau (niveau van het systeem) gebaseerd op interacties die plaatsvinden op microniveau (niveau van de componenten in het systeem). De organisatie van het macroniveau heeft als functie om te voorzien in het onderhoud van het systeem en dient externe storingen te weerstaan. Robuustheid tegen storingen wordt bereikt door gedistribueerde en overtollige controle, zodat niet beschadigde delen van het systeem taken van de beschadigde delen kunnen overnemen.

In bovenstaande definitie komen al enkele eigenschappen van een zelforganiserend systeem naar voren. Zoals gedistribueerde controle en robuustheid. Naast deze twee eigenschappen, zijn er nog vijf anderen eigenschappen. Hieronder volgt een opsomming van de 7 eigenschappen die Heylighen heeft gedefinieerd.

Eigenschap 1: Ordening op macroniveau op basis van interacties op microniveau (Global order from local interactions)

Een systeem kan drie fases doorlopen: niet geordend, transitie, geordend. Binnen een systeem zijn er individuele componenten (ook wel agents genoemd) actief op microniveau. In de eerste fase, niet geordend, is het gedrag van de individuele componenten in het systeem random. Dit heeft als gevolg dat de componenten onafhankelijk van elkaar zijn, ze beïnvloeden elkaar niet. Op systeemniveau (macroniveau) is dan ook geen ordening zichtbaar. In de transitie fase neemt de correlatie tussen de componenten toe. Dit gebeurt wanneer, door toeval, enkele componenten hetzelfde gedrag gaan vertonen. Op dit moment versterken ze elkaar en hebben ze een grotere invloed op andere componenten. Hierdoor gaan andere componenten zich aanpassen en hetzelfde gedrag vertonen. Op deze manier komt het systeem in de fase van ordening. Dit proces wordt zelforganisatie genoemd. In deze fase zijn de componenten sterk gecorreleerd met elkaar en is er op macroniveau een geordend systeem zichtbaar geworden.

Eigenschap 2: Controle is gedistribueerd (Distributed control)

In een zelforganiserend systeem dragen alle componenten gelijkmatig bij aan de ontstane structuren. Een voorbeeld hiervan zijn onze hersenen. De organisatie is verdeeld over een netwerk van samenwerkende neuronen. Geen enkele neuron of groep neuronen heeft de gehele controle. Bij meer traditionele systemen zie dat de controle bij één of een groep componenten ligt.

Eigenschap 3: Robuustheid en veerkracht (Robustness, resilence)

Een systeem gekenmerkt door zelforganisatie is relatief ongevoelig voor storingen en fouten. Daarnaast beschikt het over het vermogen om zichzelf te herstellen. Hier zijn een drietal redenen voor:

1)      Omdat controle gedistribueerd is. Niet beschadigde delen van het systeem kunnen taken van de beschadigde delen overnemen.

2)      Zelforganisatie vindt plaats op basis van toeval, fluctuaties of ruis. Door de intrinsieke variëteit en diversiteit kan zelforganisatie plaatsvinden. Het zijn deze, door toeval ontstane, storingen die zelforganisatie faciliteren in plaats van belemmeren.

3)      Een zelforganiserend systeem wordt gekenmerkt door feedback loops. Dit heeft een stabiliserend effect zoals hierna zal worden toegelicht.

Eigenschap 4: Niet-lineariteit en feedback (Non-linearity and feedback)

Traditionele systemen zijn meestal lineair. Dit houdt in dat het effect proportioneel is aan de oorzaak. In zelforganiserende systemen is de relatie tussen oorzaak en gevolg minder eenduidig omdat het een circulaire relatie is. Er vindt feedback plaats. Dit houdt in dat een verandering in de eerste component terug gekoppeld wordt via het effect op andere componenten naar de eerste component zelf. Feedback kan zowel positief als negatief zijn. Positieve feedback houdt in dat als een verandering in richting A plaatsvindt, de reactie hierop ook in richting A plaatsvindt. Terwijl in het geval van negatieve feedback de reactie in tegenliggende richting plaatsvindt. Dus als de verandering in richting A plaatsvindt dan vindt de reactie in richting B plaats. Doorgaans start een proces van zelforganisatie met positieve feedback. Dit gaat door tot dat alle componenten in het systeem dezelfde richting opstaan. Verdere groei is niet meer mogelijk. De enige mogelijkheid is een verandering die afwijkt van de dominante richting (negatieve feedback). Enkele componenten zullen in tegengestelde richting veranderen.  Maar zodra enkele componenten afwijken van het dominante gedrag gaan de krachten die ervoor zorgden dat alle componenten in dezelfde richting stonden de afwijkende richting onderdrukken. Waardoor negatieve feedback weer omslaat in positieve feedback.

Eigenschap 5: Organisatorische afsluiting, hiërarchie en emergentie (Organizational closure, hierarchy and emergence)

Een sterke correlatie tussen componenten resulteert in een geordend systeem. Dit betekent niet automatisch ‘georganiseerd’. Het systeem is georganiseerd als de ordening bijdraagt aan het vervullen van een bepaalde functie. In zelforganiserende systemen is de functie het behouden van een bepaalde configuratie, een bepaalde ordening. Organisatorische afsluiting verwijst naar de begrenzing van het systeem. Het onderscheid het systeem van de omgeving. Het systeem is verantwoordelijk voor het behouden van een bepaalde configuratie. Hiervoor is het onafhankelijk van de omgeving. De omgeving heeft een thermodynamische functie, het verzorgt de toevoer van energie en goederen.

Ondanks dat een zelforganiserend systeem gekenmerkt wordt door gedistribueerde controle betekent dit niet dat er geen hiërarchie is. Hiërarchie ontstaat doordat een systeem is opgebouwd uit subsystemen, welke ook weer zijn opgebouwd uit subsystemen. De subsystemen communiceren met elkaar (interactie) en komen samen op een hoger niveau. Een voorbeeld hiervan zijn cellen. Één cel is een organisatorisch gesloten systeem, dat een complex netwerk binnen een membraan omvat welke hen beschermt tegen externe invloeden. Echter, cellen hebben zich georganiseerd in kringen en weefsels die samen een meercellig organisme vormen. Deze organismen zijn weer verbonden met elkaar door een veelheid van cyclische voedselketens en vormen gezamenlijk een ecosysteem. Het samenhangend geheel van subsystemen heeft eigenschappen die voortkomen uit de organisatie van de subsystemen, maar die niet gereduceerd kunnen worden tot de eigenschappen van de subsystemen. Dit mechanisme wordt emergentie genoemd.

Eigenschap 6: Bifurcaties en symmetriebreking  (Bifurcations, symmetry breaking)

Bifurcatie betekent vertakt of in tweeën gedeeld. Lineaire systemen hebben normaal één oplossing. Niet-lineaire systemen hebben meerdere oplossingen. Bij voorbaat is er geen methode waarop vastgesteld kan worden welke oplossing het beste is. Zelforganiserend systemen zijn niet-lineair. Door toeval of fluctuaties ontstaat er een voorkeur voor één oplossing. Door het proces van positieve feedback wordt dit verspreid over het systeem. Doordat alle componenten deze oplossing overnemen verdwijnt de symmetrie op macroniveau. Symmetrie op macroniveau is zichtbaar als op microniveau elke oplossing in dezelfde mate is vertegenwoordigd. Dit is niet het geval bij een zelforganiserend systeem.

Eigenschap 7: verre van evenwichtige dynamieken (Far-from-equilibrium dynamics)

‘Far-from-equilibrium’ systemen worden gekenmerkt door een constante toe- en afvoer van energie. De constante input van energie in deze systemen heeft als gevolg dat componenten in het systeem alsmaar in beweging zijn en dat het systeem afhankelijk is van de omgeving voor de toe- en afvoer van energie. Deze afhankelijk maakt dat het systeem kwetsbaar en gevoelig is voor veranderingen in de omgeving. Daar tegenover staat dat het ook dynamischer is en beter in staat is om te reageren op veranderingen. In plaats van altijd met negatieve feedback op storingen te reageren is een far-from-equilibrium systeem in staat om een grotere variëteit aan reguliere acties te produceren. Wat leidt tot meerdere stabiele configuraties. Om een bepaalde ordening te behouden moet het systeem bepalen welke actie toe te passen in welke situatie.  

Bron

Heylighen, F. (2001). The Science of Self-organization and Adaptivity. In L. D. Kiel, (ed.) Knowledge Management, Organizational Intelligence and Learning, and Complexity, in: The Encyclopedia of Life Support Systems ((EOLSS), (Eolss Publishers, Oxford).

Via: http://pcp.lanl.gov/papers/EOLSS-Self-Organiz.pdf


Nieuwsbrief

Agenda

1-3 juli 2015

Third Hague Peace Conference
» Meer informatie


Partner worden?

Word lid van het platform rondom zelforganisatie

Geniet als partner van Stichting Zelforganisatie van alle voordelen.
» Meer informatie