O que são Sistemas Complexos? Renato Vicente Complex Systems EACH USP jan/10.
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O que são Sistemas Complexos?
Renato VicenteComplex Systems EACH USP jan/10
I. Problemas Contemporâneos
Problemas e PerguntasContemporâneos
Tráfego urbano
Problemas e PerguntasContemporâneos
Crescimento urbano e energia
Problemas e PerguntasContemporâneos
Estabilidade política e econômica
Problemas e PerguntasContemporâneos
Impactos climáticos
Problemas e PerguntasContemporâneos
Controle de epidemias
Problemas e PerguntasContemporâneos
Preservação de ecossistemas
Problemas e Perguntas Contemporâneos
É possível evitar o colapso de uma civilização?
II. Sistemas Complexos: Idéias/Características Centrais
Dinâmica Evolucionária
Complexidade resulta de replicação/imitação, mutação/tweaking e seleção.
Caos
Mapa logístico
1 (1 )t t tx rx x
r = 2.8
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 5 10 15 20 25
n
x(n
)
x(0)=0.1
x(0)=0.2
x(0)=0.3
Caos
A população final pode ser imprevisível
Emergência
Estorninhos: sem coordenação central
Emergência
Cardume de sardinhas
Emergência
Ola
Emergência
Congestionamento fantasma
Emergência
Segregação Racial: Micromotivos conhecidos gerando macrocomportamentos inesperados.
Transição de Fase
Incêndios em florestas
Transição de Fase
Predador-presa
Auto-similaridade
Estruturas fractais
Auto-similaridade
Batimentos cardíacos
http://www.physionet.org/tutorials/ndc/
Auto-similaridade
Batimentos cardíacos
http://www.physionet.org/tutorials/ndc/
Auto-similaridade
Leis de potência
Tamanho de assentamos maias
Mortes em ataques insurgentes
Auto-similaridade
Auto-similaridade
Redes Complexas
Cadeia alimentar
Redes Complexas
10000 neurônios em uma coluna neocortical
proteoma
Redes Complexas
internet
Redes Complexas
Espaço de produtos
Redes Complexas
Padrões de votação no senado americano
Redes Complexas
Relacionamentos em uma high-school
Redes Complexas
Redes Complexas
http://www.nytimes.com/interactive/2008/05/05/science/20080506_DISEASE.html
Outras características:
1. Capacidade adaptativa2. Auto-referência3. Dependência com relação ao
caminho/história4. Competição e cooperação
Tentativa de definição
Sistema Complexo = Sistema composto por agentes adaptativos em interação.
III. Metáforas Científicas
Metáforas
Isaac Newton (Sécs. 17 -18)
Metáforas
Sadi Carnot (Sécs. 18 -19)
Metáforas
James Clerk Maxwell (Sécs. 19, segunda metade)
Metáforas
John von Neumann Séc. 20
Metáforas