[논문 리뷰] When Can we Call a System Self-organizing?

Carlos Gershenson, Francis Heylighen|ArXiv.org|2003. 03. 10.

Evolutionary Algorithms and Applications참고 문헌 15인용 수 70

한 줄 요약

이 논문은 자가조직화가 시스템의 본질적 성질이 아니며, 관측자의 기술 수준, 엔트로피의 역학, 목적에 의해 형성된 관점임을 주장한다. 이는 동일한 시스템이 관측자의 기술 수준에 따라 자가조직화 또는 자가비조직화로 보일 수 있음을 보여주며, 자가조직화를 절대적인 시스템 유형으로 보는 개념을 도전하고, 그 관점이 관측자에 따라 달라지는 성격을 강조한다.

ABSTRACT

We do not attempt to provide yet another definition of selforganization, but explore the conditions under which we can model a system as self-organizing. These involve the dynamics of entropy, and the purpose, aspects, and description level chosen by an observer. We show how, changing the level or "graining" of description, the same system can appear selforganizing or self-disorganizing. We discuss ontological issues we face when studying self-organizing systems, and analyse when designing and controlling artificial self-organizing systems is useful. We conclude that self-organization is a way of observing systems, not an absolute class of systems.

연구 동기 및 목표

• 시스템이 의미적으로 자가조직화로 기술될 수 있는 조건을 명확히 하기.
• 관측자의 기술 수준(그레인) 선택이 자가조직화 인식에 어떻게 영향을 미치는지 분석하기.
• 자신조직화 시스템을 연구할 때 발생하는 존재론적 과제 다루기.
• 인공 자가조직화 시스템을 설계하고 제어하는 데의 유용성 평가하기.

제안 방법

• 관측자의 기술 수준에 따른 엔트로피 역학 분석하기.
• 시스템 행동 평가를 위해 '그레인' 또는 기술의 해상도 개념 도입하기.
• 사고 실험과 시스템 모델링을 통해 동일한 시스템이 서로 다른 관측 시점에서 자가조직화 또는 자가비조직화로 보일 수 있음을 보여주기.
• 통계역학과 복잡성 이론 원리 적용하여 시스템의 조직 수준 평가하기.
• 목적과 관측자의 의도가 자가조직화로의 레이블링에 어떻게 영향을 미치는지 분석하기.
• 인공 생명과 적응형 시스템의 사례 연구를 인용하여 관측자에 따라 달라지는 분류 방식 설명하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떤 조건에서 시스템이 자가조직화로 간주될 수 있고, 자가비조직화로 간주되지 않을 수 있는가?
• RQ2 기술 수준(그레인) 선택이 시스템의 조직 인식에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ3 자가조직화가 시스템의 객관적 성질인지, 관측자의 영향을 받아 형성된 개념인지 어느 정도까지 해당하는가?
• RQ4 어떤 경우에 인공 시스템을 자가조직화로 설계하거나 제어하는 것이 유용한가?
• RQ5 엔트로피 역학과 관측자의 목적은 어떻게 상호작용하여 시스템이 자가조직화로 간주되는지를 결정하는가?

주요 결과

• 자가조직화는 시스템의 절대적 성질이 아니며, 관측자의 기술 수준과 목적에 따라 달라진다.
• 기술 수준(그레인)을 변경하면, 기저의 역학이 그대로여도 시스템이 자가조직화에서 자가비조직화로 보일 수 있다.
• 동일한 시스템이 한 기술 수준에선 자가조직화로, 다른 기술 수준에선 자가비조직화로 보일 수 있으며, 이는 조직의 상대성 증명한다.
• 논문은 자가조직화가 시스템을 관측하는 방식일 뿐, 시스템의 기본 유형이 아니라고 결론 내린다.
• 관측자의 목적과 기대하는 비약적 질서가 일치할 경우, 인공 자가조직화 시스템을 설계하는 것이 유용하지만, 이는 선택된 관측 틀에 따라 달라진다.