De opkomst van complexe structuren, waaronder 'Entropy Bagels', door middel van eenvoudige regels

Complexiteit is een fascinerend fenomeen dat in verschillende systemen kan worden waargenomen, van de ingewikkelde patronen op een zeeschelp tot het complexe gedrag van een zwerm vogels. Wetenschappers zijn al lang geïntrigeerd door de manier waarop deze complexiteit voortkomt uit eenvoudige regels en interacties. Recent onderzoek heeft licht geworpen op dit intrigerende onderwerp en onthult hoe complexe structuren, waaronder de enigmatische 'entropie-bagels', kunnen voortkomen uit ogenschijnlijk eenvoudige processen.

In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Physics onderzochten onderzoekers van het Santa Fe Institute en de Universiteit van Californië, Davis, de opkomst van complexe structuren door middel van eenvoudige regels. Ze gebruikten een wiskundig model dat bekend staat als een cellulaire automaat, dat bestaat uit een raster van cellen die zich in verschillende toestanden kunnen bevinden. Elke cel volgt een reeks regels op basis van de huidige status en de status van de aangrenzende cellen.

De onderzoekers ontdekten dat ze door eenvoudige regels op de cellulaire automaat toe te passen complexe structuren konden genereren die op bagels leken. Deze structuren werden 'entropiebagels' genoemd vanwege hun gelijkenis met de populaire bakproducten. De term 'entropie' verwijst naar de mate van wanorde of willekeur in een systeem, en het is intrigerend dat zulke complexe structuren kunnen voortkomen uit eenvoudige regels die de entropie vergroten.

Om te begrijpen hoe deze entropie-bagels ontstaan, is het essentieel om je te verdiepen in de onderliggende principes. De onderzoekers ontdekten dat de opkomst van deze structuren wordt aangedreven door een delicaat evenwicht tussen orde en wanorde. Aanvankelijk begint de cellulaire automaat met een zeer geordende toestand, waarbij alle cellen dezelfde waarde hebben. Omdat de eenvoudige regels iteratief worden toegepast, ondergaat het systeem een ​​faseovergang, wat leidt tot de vorming van complexe patronen.

De onderzoekers merkten op dat de entropie-bagels ontstonden toen het systeem tijdens deze faseovergang een kritisch punt bereikte. Op dit kritieke punt vertoont het systeem een ​​delicaat evenwicht tussen orde en wanorde, wat resulteert in de vorming van ingewikkelde structuren. De bagels worden gekenmerkt door concentrische ringen met verschillende toestanden, waarbij elke ring een ander niveau van entropie vertegenwoordigt.

Wat deze ontdekking nog intrigerender maakt, is dat de opkomst van entropiebagels niet beperkt is tot een specifieke reeks initiële voorwaarden of regels. De onderzoekers ontdekten dat ze door de initiële voorwaarden en regels te variëren een breed scala aan complexe structuren konden genereren, waaronder bagels met verschillende aantallen ringen en zelfs andere ingewikkelde patronen.

De bevindingen van het onderzoek hebben aanzienlijke implicaties voor verschillende vakgebieden, waaronder natuurkunde, biologie en informatica. Door te begrijpen hoe complexe structuren uit eenvoudige regels kunnen voortkomen, kunnen wetenschappers inzicht krijgen in het gedrag van complexe systemen in de natuur. Het kan ook inspireren tot de ontwikkeling van nieuwe algoritmen en rekenmodellen die de opkomst van complexiteit nabootsen.

Bovendien benadrukt de studie het belang van faseovergangen in complexe systemen. Faseovergangen vinden plaats wanneer een systeem een ​​plotselinge verandering in zijn eigenschappen ondergaat als gevolg van kleine veranderingen in externe omstandigheden. Door faseovergangen te bestuderen kunnen wetenschappers de onderliggende mechanismen blootleggen die de opkomst van complexiteit aandrijven.

De opkomst van entropie-bagels door middel van eenvoudige regels is een voorbeeld van de schoonheid en complexiteit van het ontwerp van de natuur. Het laat zien dat complexe structuren kunnen voortkomen uit ogenschijnlijk eenvoudige processen, waardoor ons begrip van de interactie tussen orde en wanorde op de proef wordt gesteld. Terwijl wetenschappers dit fascinerende onderwerp blijven onderzoeken, kunnen we verdere inzichten verwachten in de opkomst van complexiteit en de implicaties ervan voor verschillende wetenschappelijke disciplines.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: Plato data-intelligentie.
• Bronlink: https://zephyrnet.com/entropy-bagels-and-other-complex-structures-emerge-from-simple-rules-quanta-magazine/

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://platodata.network/platowire/the-emergence-of-complex-structures-including-entropy-bagels-through-simple-rules-quanta-magazine/