שינויים

קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
נוספו 2,266 בתים ,  12:18, 1 במרץ 2015
אין תקציר עריכה
שורה 1: שורה 1:  
'''ארגון עצמי''' (Self-organization) או '''התארגנות עצמית''' או '''סדר ספונטני''' הוא [[תהליך]] של יצירת סדר כולל או קואורדינציה מתוך האינטראקציות בין רכיבים של [[מערכת מורכבת|מערכת]] שבתחילה נמצאת במצב בלתי- מסודר. תהליך זה הוא ספונטני: הוא לא מכוון או נשלט על ידי סוכן כלשהו או תת-מערכת בתוך או מחוץ למערכת (עם זאת, החוקים שעל-פיהם מתנהל התהליך, ותנאי ההתחלה שלו עשוים להבחר או להגרם על ידי סוכן תבוני). זהו מושג חשוב להבנה ולניתוח של [[מערכות מורכבות]] ומושג מקשר בין תחומים שונים כמו [[אקולוגיה]], פיזיקה, [[כלכלה]] ועוד.  
 
'''ארגון עצמי''' (Self-organization) או '''התארגנות עצמית''' או '''סדר ספונטני''' הוא [[תהליך]] של יצירת סדר כולל או קואורדינציה מתוך האינטראקציות בין רכיבים של [[מערכת מורכבת|מערכת]] שבתחילה נמצאת במצב בלתי- מסודר. תהליך זה הוא ספונטני: הוא לא מכוון או נשלט על ידי סוכן כלשהו או תת-מערכת בתוך או מחוץ למערכת (עם זאת, החוקים שעל-פיהם מתנהל התהליך, ותנאי ההתחלה שלו עשוים להבחר או להגרם על ידי סוכן תבוני). זהו מושג חשוב להבנה ולניתוח של [[מערכות מורכבות]] ומושג מקשר בין תחומים שונים כמו [[אקולוגיה]], פיזיקה, [[כלכלה]] ועוד.  
 +
 +
[[קובץ:BenardConvection.png|ממוזער|450px|חתך של תא ברנרד. חימום הצד התחתון של התא גורם ליצירת מערבולות זרימה היוצרות מבנים בעלי סדר בצורה ספונטנית. זו דוגמה פשוט להווצרות סלפי שניידר וקיי (ראו [[החוק השני של התרמודינמיקה בביולוגיה]]) הדבר גורם להולכת חום טובה יותר, שמקטינה את הפרש הטמפרטורות בין שני צידי התא בצורה מהירה יותר. על פי דעה זו הופעת מבנים במערכות תרמודינמיות רחוקות משיווי משקל אינה דבר מקרי. ]]
    
הארגון העצמי נגרם לעיתים קרובות על ידי תנודות רנדומליות שמוגברות על ידי [[היזון חוזר]] מחזק. הסדר שנובע מתהליך הארגון העצמי הוא [[ביזור|מובזר]] ומפוזר על פני כל הרכיבים של המערכת. בגלל תכונה זו הוא בדרך כלל מאד [[חוסן|חסין]] ומסוגל לשרוד ולבצע תיקון-עצמי של הפרעה מהותית או נזק מהותי לסדר.  
 
הארגון העצמי נגרם לעיתים קרובות על ידי תנודות רנדומליות שמוגברות על ידי [[היזון חוזר]] מחזק. הסדר שנובע מתהליך הארגון העצמי הוא [[ביזור|מובזר]] ומפוזר על פני כל הרכיבים של המערכת. בגלל תכונה זו הוא בדרך כלל מאד [[חוסן|חסין]] ומסוגל לשרוד ולבצע תיקון-עצמי של הפרעה מהותית או נזק מהותי לסדר.  
שורה 22: שורה 24:     
==דוגמאות==
 
==דוגמאות==
[[קובץ:BenardConvection.png|ממוזער|450px|חתך של תא ברנרד. חימום הצד התחתון של התא גורם ליצירת מערבולות זרימה היוצרות מבנים בעלי סדר בצורה ספונטנית. לפי שניידר וקיי (ראו [[החוק השני של התרמודינמיקה בביולוגיה]]) הדבר גורם להולכת חום טובה יותר, שמקטינה את הפרש הטמפרטורות בין שני צידי התא בצורה מהירה יותר]]
  −
   
===ארגון עצמי בפיזיקה===
 
===ארגון עצמי בפיזיקה===
 
יש כמה מחלקות רחבות של תהלכים פיזיקליים שניתן לתאר אותם כבעלי התארגנות עצמית. אלה כוללים:
 
יש כמה מחלקות רחבות של תהלכים פיזיקליים שניתן לתאר אותם כבעלי התארגנות עצמית. אלה כוללים:
שורה 68: שורה 68:     
===ארגון עצמי במדעי המחשב===
 
===ארגון עצמי במדעי המחשב===
[[קובץ:Gospers glider gun.gif|ממוזער|אוטומט תאי מדגים ארגון עצמי - תנאי ההתחלה נקבעים על ידי המתכנת, אבל משם התנהגות האוטומט נקבעת על ידי חוקים קבועים מראש. במקרים רבים ניתן להבחין בדפוסים של סדר, אבל באופן שקשה לחזות מראש]]
+
יש מספר תחומים במדעי המחשב ובמתמטיקה שנותנים דוגמאות ברורות לארגון עצמי. אלו כוללים את האוטומט התאי, cellular automata, גרפים מקריים (random graph) ומקרים מסויימים של חיים מלאכותיים וחישוביות אבולוציונית (evolutionary computation). בתחומים של swarm robotics התארגנות עצמית מנוצלת כדי לייצר דפוסים של הגחה. התאוריה של  random graphs שימשה כדי להצדיק את הארגון עצמי כעקרון כללי של מערכות מורכבות. בתחום של [[מערכות מרובות סוכנים]] ([multi-agent systems) הבנה כיצד להנדס מערכות שמסוגלות להציג התהנגות של ארגון עצמי הוא תחום מחקר פעיל מאד.  
יש מספר תחומים במדעי המחשב ובמתמטיקה שנותנים דוגמאות ברורות לארגון עצמי. אלו כוללים cellular automata, גרפים מקריים (random graph) ומקרים מסויימים של חיים מלאכותיים וחישוביות אבולוציונית (evolutionary computation). בתחומים של swarm robotics התארגנות עצמית מנוצלת כדי לייצר דפוסים של הגחה. התאוריה של  random graphs שימשה כדי להצדיק את הארגון עצמי כעקרון כללי של מערכות מורכבות. בתחום של [[מערכות מרובות סוכנים]] ([multi-agent systems) הבנה כיצד להנדס מערכות שמסוגלות להציג התהנגות של ארגון עצמי הוא תחום מחקר פעיל מאד.  
      
בתחום האלגוריתמיקה, אפשר להסתכל על אלגוריתמים רבים בתחום אופטימיזציה כעל מערכת בעלת ארגון עצמי.  
 
בתחום האלגוריתמיקה, אפשר להסתכל על אלגוריתמים רבים בתחום אופטימיזציה כעל מערכת בעלת ארגון עצמי.  
 +
 
ארגון עצמי הוא גם מרכיב חשוב ברשתות תקשורת. מכניזמים כאלה קרויים Self-organizing networks. לא כל הרשתות הן בעלות ארגון עצמי - מדובר על רשתות של small-world network שצומחות מלמטה למעלה, וזאת בניגוד לרשתות היררכיות שמעוצבות מלמעלה למטה.
 
ארגון עצמי הוא גם מרכיב חשוב ברשתות תקשורת. מכניזמים כאלה קרויים Self-organizing networks. לא כל הרשתות הן בעלות ארגון עצמי - מדובר על רשתות של small-world network שצומחות מלמטה למעלה, וזאת בניגוד לרשתות היררכיות שמעוצבות מלמעלה למטה.
 +
 +
====אוטומט תאי====
 +
[[קובץ:Gospers glider gun.gif|ממוזער|"רובה הגלשנים" מדגים ארגון עצמי מקרה של אוטומט תאי מסוג משחק החיים ש"יורה" באופן מחזורי "גלשנים" ש"צועדים" בכוחות עצמם למטה וימינה. - תנאי ההתחלה נקבעים על ידי השחקן, אבל משם התנהגות האוטומט נקבעת על ידי חוקים קבועים מראש. במקרים רבים ניתן להבחין בדפוסים של סדר, אבל באופן שקשה לחזותם מראש.]]
 +
 +
'''אוטומט תאי''' הוא אוסף של יחידות קטנות על לוח, אשר התנהגותן נקבעת על ידי כללים פשוטים, ומושפעת ממצב השכנים של יחידות אלו. אחד האוטומטים התאיים המפורסמים ביותר הוא '''משחק החיים'''  שהומצא בשנת 1970 על ידי המתמטיקאי הבריטי ג'ון הורטון קונוויי. השחקן במשחק צריך לקבל החלטה אחת - מה המצב ההתחלתי של המשחק, המשחק ממשיך לאחר מכן ללא תלות בהחלטותיו, וזאת בדרך כלל באמצעות מחשב.
 +
 +
השחקן צובע חלק מן המשבצות, כדי להגיע לתצורה התחלתית. על המשבצות הצבועות נאמר כי הן מייצגות יצורים חיים חברותיים. לכל יצור יכולים להיות עד 8 שכנים (למעלה, למטה, בשמאל, בימין ובארבעה אלכסונים). היצורים במשחק מתקדמים לשלב הבא, לפי הכללים הבאים:
 +
* כל יצור שיש לו שכן אחד או שאין לו שכנים כלל, מת מבדידות.
 +
* כל יצור שיש לו יותר משלושה שכנים מת מצפיפות.
 +
* כל משבצת ריקה שיש לה בדיוק שלושה שכנים קמה לתחייה.
 +
* כל יצור שיש לו שניים או שלושה שכנים לא משתנה (עד לתור הבא).
 +
 +
במשחק זה ניתן להגיע לכך שכל היצורים נכחדים, אבל ניתן גם להגיע לתוצאות יציבות או למבנים המכילים סדר פנימי. דוגמה מפורסמת לכך היא "רובה הגלשנים" מבנה של תאים הפולט זרם של "גלשנים" שנעים על פני המרחב.
 +
    
===ארגון עצמי בקרב בני אדם===
 
===ארגון עצמי בקרב בני אדם===

תפריט ניווט