Post on 13-Apr-2020
Martin Hilbert (Dr.; Ph.D.)
MartinHilbert[at]gmail.com
CEPAL Charlas Sobre Sistemas Complejos Sociales (CCSSCS)
Una exploración guiada de conceptos y métodos
1era sesión (de 9) ¿Qué son los sistemas complejos?
Las preguntas de hoy
I. ¿Cuáles son las características de los sistemas complejos?
II. ¿Cuáles son algunas de las herramientas para analizar sistemas complejos?
Seth Lloyd. Measures of complexity: a nonexhaustive list. IEEE Control Systems. Aug;21(4):7–8.
42 Definiciones de Complejidad:
Definiciones de Complejidad
Weaver W. Science and Complexity. American Scientist. 1948;36:536–544.
1. Problemas de simplicidad: “…science before 1900 was largely concerned with two-variable problems” temperatura & presión; población & tiempo; producción & comercio, etc.
2. Problemas de complejidad desorganizada (“ciencia de promedios”): “…subsequent to 1900… scientists… developed powerful techniques of probability theory and of statistical mechanics … each of the many variables has a behavior which is individually erratic.”
distribuciones estadísticas; etc.
3. Problemas de complejidad organizada: “…dealing simultaneously with a sizable number of factors which are interrelated into an organic whole… cannot be handled with the statistical techniques so effective in describing average behavior… “
Contexto histórico de la Complejidad
Science must, over the next 50 years, learn to deal with these problems of organized complexity”
i.i.d.!
Problemas de simplicidad
Sistemas sociales complejos
Problemas de “promedio”
Características de Sistemas Complejos
Conectados
Interdependientes
Diversos
Adaptativos
Dependientes del camino
Emergentes (non-linealidad multi-nivel)
Características de Sistemas Complejos
Conectados
Interdependientes
Diversos
Adaptativos
Dependientes del camino
Emergentes (non-linealidad multi-nivel)
Source: Christakis and Fowler, 2007
Social = red
9/11 Red de terroristas
Amistad por raza
Source: http://www.visualcomplexity.com/vc/; Powell et.al. (2010);
Red de alimentación
Innovación & Industria Social = red 1990 1996 2002
Integración política y cooperación
Sources: Hafter-Burton, et.al. (2009), Maoz, et.al. (2003); Serdült y Hirschi; ASNA 2011;
Comercio Internacional
Inversiones
Transporte
Social = red
Migración
Desarrollo Sustentable
Negocio y Estrategia
Gobernanza democrática
Social = red
Porque la sociedad tiene tanto que ver con quién eres, que con quién estas
Redes Sociales
=> Política de la educación!
=> Política de agentes de cambio!
…ciertamente no de pantalones
rojos ...
…los que tienen los pantalones
rojos!
Diferentes estructuras de redes
Source: Stonedahl, F. and Wilensky, U. (2008). NetLogo Virus on a Network model. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/VirusonaNetwork
Ver relación susceptibles y resistentes y # de las “ticks” temporales para:
Average-node-degree = 5
Average-node-degree = 10
¿Cuánto tiempo se tarda en propagarse a toda la red?
Diferentes estructuras de red conducen a diferentes curvas de difusión
% hogares EEUU
1900 1915 1930 1945 1960 1975 1990 2005
Tendencia general de aumento de la conectividad social conduce a una mayor velocidad de la difusión
Características de Sistemas Complejos
Conectados: análisis de redes sociales
Interdependientes
Diversos
Adaptativos
Dependientes del camino
Emergentes (non-linealidad multi-nivel)
Genero Geogr. Ingreso
Jorge M Urbano 700
Maria F Urbano 500
Juan M Rural 300
Magda F Rural 200
Maria Jorge
Juan Magda
Base de datos tradicional de atributos
Base de datos de enlaces de red
Jorge Maria Juan Magda
Jorge Mismo ---
Maria Mismo ---
Juan --- --- Mismo ---
Magda --- Mismo
Maria Jorge
Juan Magda
Características de Sistemas Complejos
Conectados: análisis de redes sociales
Interdependientes: paisaje adaptativo
Diversos
Adaptativos
Dependientes del camino
Emergentes (non-linealidad multi-nivel)
Gestión Científica (del taylorismo al fordismo)
Paisajes de Monte Fuji (Osorno, Villarica)
21 libras
Mo
nto
de
l car
bó
n
leva
nta
do
en
8 h
ora
s
Tamaño de la pala
La interdependencia entre el carbón y el tamaño de la pala
Paisaje agreste/accidentado: ingeniería de las compensaciones internas D
ese
mp
eñ
o
Costo fijo
Costo variable
Paisaje bailando / acoplado / “agreste ajustable”: el efecto de las interdependencias
Fitn
ess
The NK model N: number of components
K: ‘degree’ of interdependency
Baile de estrategias privadas y políticas públicas
Interdependencias
entre los
opciones internos
(trade-offs)
hace un paisaje
agreste
Interdependencias
con agentes
externos
hace un
paisaje
bailar!
Exploración y Explotación y paisajes bailadnos
Fitn
ess
"...los agentes individuales equilibran la necesidad de explorar y explotar, produciendo
complejidad como resultado ...“ (S.E. Page, 2009)
Source: March, J. G. (1991). Exploration and Exploitation in Organizational Learning. Organization Science, 2(1), 71–87.
Características de Sistemas Complejos
Conectados: análisis de redes sociales
Interdependientes: paisaje adaptativo
Diversos: entropía y variedad requerida
Adaptativos
Dependientes del camino
Emergentes (non-linealidad multi-nivel)
Modelos agregados vs. diversidad
= = = 0.5 %
= +
Producto agregado Y =
= f (Capital + Trabjao)
Source: César A. Hidalgo (2010). Global Product Space. TEDxBoston
Modelos agregados vs. diversidad
= = = 0.5 %
= +
Producto agregado Y =
= f (Capital + Trabjao)
Source: César A. Hidalgo (2010). Global Product Space. TEDxBoston
Desarrollado =
Modelos agregados vs. diversidad
= +
Producto agregado Y =
= f (Capital + Trabjao)
Source: César A. Hidalgo (2010). Global Product Space. TEDxBoston
Sub-desarrollado =
Modelos agregados vs. diversidad
= +
Attr.1
Attr.2
Attr.3
…
Ley de la variedad requerida:
"variedad absorbe variedad”
El número mínimo de estados necesarios
para un controlador para controlar un
sistema es el número dado de estados del
sistema (“grados de libertad”)
Características de Sistemas Complejos
Conectados: análisis de redes sociales
Interdependientes: paisaje adaptativo
Diversos: entropía y variedad requerida
Adaptativos: procesamiento de la información
Dependientes del camino
Emergentes (non-linealidad multi-nivel)
Electricidad: or ?
Aerodinámica: o ?
Hidrodinámica: o ?
Termodinámica: o ?
etc…
John von Neumann Claude Shannon Alan Turing
Sistemas sociales procesan información!
Características de Sistemas Complejos
Conectados: análisis de redes sociales
Interdependientes: paisaje adaptativo
Diversos: entropía y variedad requerida
Adaptativos: procesamiento de la información
Dependientes del camino:
borde del caos
Emergentes (non-linealidad multi-nivel)
"...la mayoría de los accidentes individuales hacen muy poca diferencia para el futuro, pero otros pueden tener amplias ramificaciones, con muchas diversas consecuencias... Aquellos que llamamos accidentes congelados ... La acumulación de accidentes congelados es lo que le da al mundo su complejidad efectiva."
Source: www.complexcity.info/files/2011/09/Gell-Mann.pdf ; http://www.msp.umb.edu/LocHistoryTemplates/MSPTimelines.html ; "Sociology and Complexity Science", by B. Castellani & F. William Hafferty; Springer, 2009.
Pendientes del camino = “path-dependency”
Murray Gell-Mann (1929- ) Nobel 1969
Características de Sistemas Complejos
Conectados: análisis de redes sociales
Interdependientes: paisaje adaptativo
Diversos: entropía y variedad requerida
Adaptativos: procesamiento de la información
Dependientes del camino:
borde del caos
Emergentes: modelos
basados en agentes autónomos (non-linealidad multi-nivel)
Emergenica Social
Adam Smith (1723 – 1790)
Emile Durkheim (1858 – 1917)
“…no es uno de los centros individuales de conciencia que constituyen la gran mayoría de la nación, a la que la corriente colectiva no es casi totalmente exterior, ya que cada una contiene sólo una chispa de ella…”
“...el busca sólo su propio beneficio… conducido por una mano invisible a promover un fin que no formaba parte de su intención... frecuentemente fomentará el interés de la sociedad más eficazmente que si de hecho intentara fomentarlo ... “
Jean-J. Rousseau (1712 –1778)
SUMA de [volonté particuliére] =
= [volonté de tous] ≠
≠ [volonté générale]
Karl Marx (1818 – 1883)
“... diferencias meramente cuantitativas más allá de cierto punto resultan en cambios cualitativos“ (+ Hegel y Engels => “principio metafísico básico de la Dialéctica”!
“auto- organización”
http://www.plataformaurbana.cl ; http://globedia.com
Modelo de segregación de Schelling
2400 agentes: 51 % => ? 49 % => ? 26 % & 25 % => ? 75 % & 76 % => ?
http://www.plataformaurbana.cl ; http://globedia.com
Modelo de segregación de Schelling
2400 agentes: 51 % => ? 49 % => ? 26 % & 25 % => ? 75 % & 76 % => ?
Los datos empíricos de Los Ángeles, Milwaukee, Cincinnati, Omaha, y Kansas City muestran "que la descripción de Schelling de las preferencias es en general correcta, pero que las curvas empíricas son menos regulares que los postulada por Schelling ...“ Clark (1991). Residential Preferences and Neighborhood Racial Segregation: A Test of the Schelling Segregation Model. Demography, 28(1), p.17
Planteamientos Alternativas
Schelling, T. C. (1971). Dynamic models of segregation. The Journal of Mathematical Sociology, 1(2), 143–186.
Modelos cada vez más complejos:
un par de docenas de Sugarscapes
Iain Weaver (2009) The Sugarscape; http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/community/Sugarscape
Diversidad de capacidades
La previsión y la planificación
Temporadas
Patrones de migración
Hijos y herencia
Recursos diversos
Comercio y precios
Préstamos y tasa del interés
La contaminación de la extracción de recursos
Enfermedad
Pertenencia cultural
…
...modelos más realistas / más complejos de la sociedad:
Source: Computational Modeling at Olin College. https://sites.google.com/site/compmodolin/lectures/lecture-01
Características y herramientas de Sistemas Complejos
Conectados: análisis de redes sociales
Interdependientes: paisaje adaptativo
Diversos: entropía y variedad requerida
Adaptativos: procesamiento de la información
Dependientes del camino:
borde del caos
Emergentes: modelos
basados en agentes autónomos (non-linealidad multi-nivel)
Reconocimiento
En este caso, especialmente (pero no exclusivamente) de:
Epstein, J. M., & Axtell, R. L. (1996). Growing Artificial Societies: Social Science from the Bottom Up (First.). A Bradford Book. Mitchell, M. (2011). Complexity: A Guided Tour. Oxford University Press, USA. Mitchell, M. (2013). Introduction to Complexity. online course. http://www.complexityexplorer.org/online-courses/1 Page, S. (2009). Understanding Complexity. Lecture Transcript presented at The Great Courses, Course No. 5181, http://www.teach12.com/ttcx/coursedesclong2.aspx?cid=5181 Schelling, T. C. (2006). Micromotives and Macrobehavior. Norton & Company. Wilensky, U. (1999). NetLogo. Northwestern University, IL http://ccl.northwestern.edu/netlogo/ …entre otros…
“...la innovación ... consiste en la realización de nuevas combinaciones" Schumpeter, J. (1939). Business Cycles. New York: McGraw-Hill. p. 84