05
Lug
19

THE INHERENT INSTABILITY OF DISORDERED SYSTEMS

La legge multiscala della varietà richiesta è una legge scientifica relativa, in ciascuna scala, alla variazione di un ambiente rispetto alla variazione dello stato interno necessaria per una risposta efficace da parte di un sistema. Sebbene questa legge sia stata utilizzata per descrivere l’efficacia dei sistemi nell’autoregolamentazione, le conseguenze per il fallimento non sono state formalizzate. Qui usiamo questa legge per considerare le dinamiche interne di un sistema non strutturato e la sua risposta ad un ambiente strutturato. Scopriamo che, a causa della sua incapacità di rispondere, un sistema completamente non strutturato è intrinsecamente instabile per la formazione della struttura. E in generale, qualsiasi sistema senza una struttura al di sopra di una certa scala non è in grado di resistere a una struttura che sorge sopra quella scala. Per descrivere complicate dinamiche interne, sviluppiamo una caratterizzazione di modifiche multiscala in un sistema. Questa caratterizzazione è motivata dalle idee teoriche del rumore di Shannon, ma considera le informazioni strutturate. Quindi colleghiamo le nostre scoperte all’anarchismo politico mostrando che la società richiede alcuni processi organizzativi, anche se non esiste un governo o gerarchie tradizionali. Formuliamo anche i nostri risultati come una seconda legge inversa della termodinamica; mentre i sistemi chiusi collassano in disordine, i sistemi aperti a un ambiente strutturato generano spontaneamente ordine.

 

Abstract

The Multiscale Law of Requisite Variety is a scientific law relating, at each scale, the variation in an environment to the variation in internal state that is necessary for effective response by a system. While this law has been used to describe the effectiveness of systems in self-regulation, the consequences for failure have not been formalized. Here we use this law to consider the internal dynamics of an unstructured system, and its response to a structured environment. We find that, due to its inability to respond, a completely unstructured system is inherently unstable to the formation of structure. And in general, any system without structure above a certain scale is unable to withstand structure arising above that scale. To describe complicated internal dynamics, we develop a characterization of multiscale changes in a system. This characterization is motivated by Shannon information theoretic ideas of noise, but considers structured information. We then relate our findings to political anarchism showing that society requires some organizing processes, even if there is no traditional government or hierarchies. We also formulate our findings as an inverse second law of thermodynamics; while closed systems collapse into disorder, systems open to a structured environment spontaneously generate order.

https://necsi.edu/the-inherent-instability-of-disordered-systems?fbclid=IwAR1SbanBKzLaVnMVIgB-sKJ366Rhip3ahl2XHUNfkuT22YtHlRsKUQGRDEQ

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