Complexiteit

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Met complexiteit wordt in de systeemtheorie in het algemeen een eigenschap van een complex systeem of model bedoeld die niet is af te leiden uit elk van de afzonderlijke componenten maar alleen uit het systeem of model als geheel. De studie van complexiteit staat vooral centraal in de netwerktheorie en de netwerkwetenschap.

Definities[bewerken]

Het begrip "complexiteit" wordt in verschillende deelgebieden van de wetenschap op verschillende manieren gedefinieerd. Seth Lloyd van het MIT schrijft dat hij in een presentatie eens 32 definities van complexiteit gaf. Over het algemeen wordt ervan uitgegaan dat er bij complexiteit sprake is van veel afzonderlijke componenten in een systeem, die allerlei vormen van interactie vertonen, en dat complexiteit in ieder geval samenhangt met het totale aantal componenten. Wat in dit verband echter precies "complex" of "eenvoudig" mag heten is echter niet objectief te duiden en verandert bovendien voortdurend.

Een eenvoudige definitie van complexiteit is de tijd die iemand nodig heeft om iets te begrijpen. Daarom is complexiteit relatief. Wat voor een mens erg complex is, is voor een computer een peuleschil en viceversa.

Georganiseerd/niet-georganiseerd[bewerken]

De Amerikaanse wiskundige en communicatiewetenschapper Warren Weaver omschreef complexiteit eens als "de mate van voorspelbaarheid van de eigenschappen van een systeem als geheel op basis van de eigenschappen van de afzonderlijke onderdelen". Volgens Weaver kon complexiteit op deze manier twee vormen hebben: georganiseerd en niet-georganiseerd.

Een niet-georganiseerd bestaat uit zeer veel (miljoenen of nog meer) delen met geen of weinig correlatie, terwijl het gedrag van het systeem als geheel kan worden berekend aan de hand van kansrekening en statistieken. Een voorbeeld uit de natuurkunde is de gelijkmatige manier waarop gas zich in afgesloten ruimtes verdeelt zonder dat er sprake is van interactie tussen de afzonderlijke moleculen, of de relatief grote simpliciteit die de banen van planeten in zonnestelsels kenmerkt. Deze banen zijn vrijwel volledig te verklaren met behulp van de wetten van Newton.

Bij georganiseerde complexiteit is daarentegen volgens Weaver sprake van een niet-willekeurige interactie en coördinatie binnen het systeem, ofwel van emergentie. Het systeem als geheel bezit daardoor eigenschappen die niet uit de afzonderlijke delen af te leiden zijn maar alleen uit de "som" hiervan. In dit opzicht kan bijvoorbeeld een woonwijk als een levend geheel worden beschouwd, dat is opgebouwd uit afzonderlijke levende componenten, de bewoners. Een wat algemener voorbeeld zijn ecosystemen, die door Robert Ulanowicz zijn bestudeerd met de nadruk op de correlatie tussen de onderdelen. Het aantal onderdelen hoeft niet per se groot te zijn om georganiseerde complexiteit te bereiken, en kan in veel gevallen bijvoorbeeld aan de hand van computersimulaties in beeld worden gebracht. Een voorbeeld hiervan is sociale complexiteit bij computationele sociologie.

Ook over wat precies de bron van georganiseerde complexiteit vormt bestaat geen eenduidige opvatting. Wel is men het er over eens dat er sprake is van bepaalde correlaties tussen de onderdelen en dat zowel het aantal onderdelen als hun mate van interactie niet triviaal, dat wil zeggen aan een minimum gebonden is. Een voorbeeld uit de computationele techniek is het gebruik van Turingmachines met meerdere banden, waardoor de tijd die nodig is voor het maken van een berekening aanzienlijk wordt verkort.

Specifieke betekenissen[bewerken]

Het begrip complexiteit heeft meer specifieke betekenissen:

  • Als maatstaf voor de gecompliceerdheid van een probleem voor de persoon die het probeert op te lossen wordt een term uit de cognitieve psychologie gebruikt, de hrair-grens.
  • Een complex adaptief systeem bezit ten minste een van de volgende eigenschappen:
    • Een bepaald aantal onderdelen en verschillende soorten onderdelen;
    • Een soort "geheugen" en de mogelijkheid tot feedback;
    • Een niet-lineaire relatie tussen het systeem en zijn omgeving;
    • Het systeem kan gemakkelijk worden beïnvloed door zijn omgeving of past zich hieraan aan;
    • Het systeem is zeer gevoelig voor de omstandigheden waarin het aanvankelijk verkeerde, en dit is tevens een van de oorzaken van zijn complexe gedrag (zie ook chaostheorie).

Voorbeelden van recent ontwikkelde of in staat van ontwikkeling zijnde complexe adaptieve systemen zijn kunstmatig leven, evolutionaire computatie en genetische algoritmen.

Zie ook[bewerken]

Zoek dit woord op in WikiWoordenboek