फीडबैक लूप सिस्टम की एक प्रमुख विशेषता है जिस पर यह लेख केंद्रित है, जैसे कि पारिस्थितिक तंत्र और व्यक्तिगत जीव। वे मानव जगत, समुदायों, संगठनों और परिवारों में भी मौजूद हैं।
इस प्रकार की कृत्रिम प्रणालियों में नियंत्रण प्रणाली वाले रोबोट शामिल हैं जो वांछित स्थिति बनाए रखने के लिए नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करते हैं।
मुख्य विशेषताएं
एक अनुकूली प्रणाली में, पैरामीटर धीरे-धीरे बदलता है और उसका कोई पसंदीदा मान नहीं होता है। हालांकि, एक स्व-विनियमन प्रणाली में, पैरामीटर का मान सिस्टम की गतिशीलता के इतिहास पर निर्भर करता है। स्व-विनियमन प्रणालियों के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक है अराजकता के किनारे के अनुकूल होने की क्षमता, या अराजकता से बचने की क्षमता। व्यावहारिक रूप से, बिना आगे बढ़े, अराजकता के किनारे की ओर बढ़ते हुए, पर्यवेक्षक अनायास कार्य कर सकता है, लेकिन तबाही के बिना। भौतिकविदों ने साबित कर दिया है कि अराजकता के किनारे पर अनुकूलन लगभग सभी प्रतिक्रिया प्रणालियों में होता है। भ्रामक शब्दावली से पाठक आश्चर्यचकित न हों, क्योंकि ऐसे सिद्धांत सीधे सिद्धांत को प्रभावित करते हैंअराजकता।
प्रैक्टोपोइज़िस
डैंको निकोलिक द्वारा गढ़ा गया एक शब्द के रूप में प्रैक्टोपोइज़िस एक प्रकार की अनुकूली या स्व-विनियमन प्रणाली का संदर्भ है जिसमें किसी जीव या कोशिका का ऑटोपोइज़िस उसके घटकों के बीच एलोपोएटिक इंटरैक्शन के माध्यम से होता है। वे एक काव्य पदानुक्रम में व्यवस्थित होते हैं: एक घटक दूसरे को बनाता है। सिद्धांत बताता है कि जीवित प्रणालियाँ चार ऐसी काव्य संक्रियाओं का एक पदानुक्रम प्रदर्शित करती हैं:
विकास (i) → जीन अभिव्यक्ति (ii) → गैर-जीन-संबंधित होमोस्टैटिक तंत्र (एनापोइज़िस) (iii) → सेल फ़ंक्शन (iv)।
प्रैक्टोपोइज़िस आधुनिक तंत्रिका विज्ञान सिद्धांत को यह तर्क देकर चुनौती देता है कि मानसिक ऑपरेशन ज्यादातर एनापोएटिक स्तर (iii) पर होते हैं, यानी दिमाग तेज होमोस्टैटिक (अनुकूली) तंत्र से निकलता है। यह व्यापक रूप से धारणा के विपरीत है कि सोच तंत्रिका गतिविधि (स्तर iv पर सेल फ़ंक्शन) का पर्याय है।
प्रत्येक निचले स्तर में ज्ञान होता है जो उच्च स्तर से अधिक सामान्य होता है। उदाहरण के लिए, जीन में एनापोएटिक तंत्र की तुलना में अधिक सामान्य ज्ञान होता है, जिसमें सेल कार्यों की तुलना में अधिक सामान्य ज्ञान होता है। ज्ञान का यह पदानुक्रम एनापोएटिक स्तर को मन के उद्भव के लिए आवश्यक अवधारणाओं को सीधे संग्रहीत करने की अनुमति देता है।
जटिल प्रणाली
एक जटिल अनुकूली प्रणाली एक जटिल तंत्र है जिसमें अलग-अलग हिस्सों की सही समझ स्वचालित रूप से संपूर्ण की सही समझ प्रदान नहीं करती हैडिजाइन। इन तंत्रों का अध्ययन, जो गैर-रेखीय गतिशील प्रणालियों का एक प्रकार का सबसेट है, अत्यधिक अंतःविषय है और प्राकृतिक और सामाजिक विज्ञान के ज्ञान को मिलाकर उच्चतम स्तर के मॉडल और प्रतिनिधित्व विकसित करता है जो विषम कारकों, चरण संक्रमण को ध्यान में रखते हैं और अन्य बारीकियां।
वे इस मायने में जटिल हैं कि वे अंतःक्रियाओं के गतिशील नेटवर्क हैं, और उनके संबंध अलग-अलग स्थिर वस्तुओं का संग्रह नहीं हैं, अर्थात, पहनावा के व्यवहार की भविष्यवाणी घटकों के व्यवहार से नहीं की जाती है। वे उस व्यक्तिगत और सामूहिक व्यवहार में अनुकूली होते हैं जो एक परिवर्तन-आरंभ करने वाली सूक्ष्म घटना या घटनाओं के सेट के अनुसार स्वयं को व्यवस्थित और व्यवस्थित करते हैं। वे अपेक्षाकृत समान और आंशिक रूप से संबंधित सूक्ष्म संरचनाओं का एक जटिल मैक्रोस्कोपिक संग्रह हैं, जो बदलते परिवेश के अनुकूल होने और मैक्रोस्ट्रक्चर के रूप में अपने अस्तित्व को बढ़ाने के लिए आकार देते हैं।
आवेदन
शब्द "कॉम्प्लेक्स एडेप्टिव सिस्टम्स" (सीएएस) या जटिलता के विज्ञान का प्रयोग अक्सर शिथिल संगठित शैक्षणिक क्षेत्र का वर्णन करने के लिए किया जाता है जो ऐसी प्रणालियों के अध्ययन के आसपास विकसित हुआ है। जटिलता विज्ञान एक एकल सिद्धांत नहीं है - इसमें एक से अधिक सैद्धांतिक ढांचे को शामिल किया गया है और यह अत्यधिक अंतःविषय है, जो जीवित, अनुकूलनीय, बदलती प्रणालियों के बारे में कुछ मौलिक प्रश्नों के उत्तर मांग रहा है। सीएएस अनुसंधान एक प्रणाली के जटिल, आकस्मिक और मैक्रोस्कोपिक गुणों पर केंद्रित है। जॉन एच. हॉलैंड ने कहा कि CAS ऐसी प्रणालियाँ हैं जिनमें एक बड़ाघटकों की संख्या, जिन्हें अक्सर एजेंट के रूप में संदर्भित किया जाता है, जो परस्पर क्रिया करते हैं, अनुकूलन करते हैं या सीखते हैं।
उदाहरण
अनुकूली प्रणालियों के विशिष्ट उदाहरणों में शामिल हैं:
- जलवायु;
- शहर;
- फर्म;
- बाजार;
- सरकारें;
- उद्योग;
- पारिस्थितिकी तंत्र;
- सामाजिक नेटवर्क;
- इलेक्ट्रिक नेटवर्क;
- जानवरों के पैक;
- यातायात प्रवाह;
- सामाजिक कीट उपनिवेश (जैसे चींटियां);
- मस्तिष्क और प्रतिरक्षा प्रणाली;
- कोशिकाएं और विकासशील भ्रूण।
लेकिन इतना ही नहीं। साथ ही, इस सूची में साइबरनेटिक्स में अनुकूली सिस्टम शामिल हो सकते हैं, जो अधिक से अधिक लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं। राजनीतिक दलों, समुदायों, भू-राजनीतिक समुदायों, युद्धों और आतंकवादी नेटवर्क जैसे लोगों के सामाजिक समूहों पर आधारित संगठनों को भी सीएएस माना जाता है। इंटरनेट और साइबरस्पेस, मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन के एक जटिल सेट द्वारा रचित, सहयोग और प्रबंधित, एक जटिल अनुकूली प्रणाली के रूप में भी देखा जाता है। CAS पदानुक्रमित हो सकता है, लेकिन यह हमेशा स्व-संगठन के पहलुओं को अधिक बार दिखाएगा। इस प्रकार, कुछ आधुनिक तकनीकों (उदाहरण के लिए, तंत्रिका नेटवर्क) को स्व-शिक्षण और स्व-समायोजन सूचना प्रणाली कहा जा सकता है।
मतभेद
सीएएस को एक शुद्ध मल्टी-एजेंट सिस्टम (एमएएस) से जो अलग करता है, वह है आत्म-समानता, संरचनात्मक जटिलता और स्व-संगठन जैसी शीर्ष-स्तरीय सुविधाओं और कार्यों पर ध्यान देना। एमएएस परिभाषित किया गया हैएक प्रणाली के रूप में जिसमें कई परस्पर क्रिया करने वाले एजेंट होते हैं, जबकि CAS में एजेंट और सिस्टम अनुकूल होते हैं, और सिस्टम स्वयं समान होता है।
CAS इंटरैक्टिंग एडेप्टिव एजेंटों का एक जटिल संग्रह है। इस तरह की प्रणालियों को उच्च स्तर के अनुकूलन की विशेषता होती है, जो उन्हें परिवर्तन, संकट और तबाही के सामने असामान्य रूप से लचीला बनाती है। अनुकूली प्रणाली विकसित करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।
अन्य महत्वपूर्ण गुण हैं: अनुकूलन (या होमोस्टैसिस), संचार, सहयोग, विशेषज्ञता, स्थानिक और लौकिक संगठन और प्रजनन। वे सभी स्तरों पर पाए जा सकते हैं: कोशिकाएं बड़े जीवों की तरह ही विशेषज्ञ, अनुकूलन और गुणा करती हैं। एजेंट से लेकर सिस्टम स्तर तक सभी स्तरों पर संचार और सहयोग होता है। ऐसी प्रणाली में एजेंटों के बीच सहयोग चलाने वाले बलों का कुछ मामलों में गेम थ्योरी का उपयोग करके विश्लेषण किया जा सकता है।
सिमुलेशन
CAS अनुकूलनीय सिस्टम हैं। कभी-कभी उन्हें एजेंट-आधारित और जटिल नेटवर्क मॉडल का उपयोग करके तैयार किया जाता है। एजेंटों पर आधारित वे विभिन्न तरीकों और उपकरणों का उपयोग करके विकसित किए जाते हैं, मुख्य रूप से पहले मॉडल के भीतर विभिन्न एजेंटों की पहचान करके। CAS के लिए मॉडल विकसित करने की एक अन्य विधि में विभिन्न CAS घटकों के इंटरेक्शन डेटा का उपयोग करके जटिल नेटवर्क मॉडल विकसित करना शामिल है, जैसे कि एक अनुकूली संचार प्रणाली।
2013 मेंस्प्रिंगर ओपन / बायोमेड सेंट्रल ने कॉम्प्लेक्स सिस्टम मॉडलिंग (सीएएसएम) पर एक ओपन एक्सेस ऑनलाइन जर्नल लॉन्च किया है।
जीवित जीव जटिल अनुकूली तंत्र हैं। जबकि जीव विज्ञान में जटिलता को मापना मुश्किल है, विकास ने कुछ अद्भुत जीवों का उत्पादन किया है। इस अवलोकन ने विकासवाद के बारे में आम गलत धारणा को प्रगतिशील बना दिया है।
जटिलता के लिए प्रयास
यदि उपरोक्त आम तौर पर सत्य होते, तो विकास में जटिलता की ओर एक मजबूत प्रवृत्ति होती। इस प्रकार की प्रक्रिया में, समय के साथ कठिनाई की सबसे सामान्य डिग्री का मान बढ़ता जाएगा। दरअसल, कुछ कृत्रिम जीवन सिमुलेशन सुझाव देते हैं कि सीएएस पीढ़ी विकास की एक अनिवार्य विशेषता है।
हालांकि, विकास में जटिलता की ओर एक सामान्य प्रवृत्ति के विचार को एक निष्क्रिय प्रक्रिया द्वारा भी समझाया जा सकता है। इसमें विचरण बढ़ाना शामिल है, लेकिन सबसे सामान्य मान, मोड, नहीं बदलता है। इस प्रकार, अधिकतम कठिनाई स्तर समय के साथ बढ़ता है, लेकिन केवल जीवों की कुल संख्या के अप्रत्यक्ष उत्पाद के रूप में। इस प्रकार की रैंडम प्रक्रिया को बाउंडेड रैंडम वॉक भी कहा जाता है।
इस परिकल्पना में जीवों की संरचना को जटिल बनाने की स्पष्ट प्रवृत्ति एक भ्रम है। यह जटिलता वितरण की दाहिनी पूंछ में रहने वाले बड़े, अत्यधिक जटिल जीवों की एक छोटी संख्या पर ध्यान केंद्रित करने और सरल और अधिक सामान्य की अनदेखी करने से उत्पन्न होता हैजीव। यह निष्क्रिय मॉडल इस बात पर जोर देता है कि अधिकांश प्रजातियां सूक्ष्म प्रोकैरियोट्स हैं, जो दुनिया के बायोमास का लगभग आधा और पृथ्वी की जैव विविधता का विशाल बहुमत बनाती हैं। इसलिए, पृथ्वी पर साधारण जीवन हावी रहता है, जबकि जटिल जीवन केवल नमूना पूर्वाग्रह के कारण अधिक विविध दिखाई देता है।
यदि जीव विज्ञान में जटिलता के प्रति सामान्य प्रवृत्ति का अभाव है, तो यह उन बलों के अस्तित्व को नहीं रोकेगा जो सिस्टम को मामलों के सबसेट में जटिलता की ओर ले जाते हैं। इन मामूली प्रवृत्तियों को अन्य विकासवादी दबावों द्वारा संतुलित किया जाएगा जो कम जटिल राज्यों की ओर सिस्टम को चलाते हैं।
प्रतिरक्षा प्रणाली
अनुकूली प्रतिरक्षा प्रणाली (जिसे अधिग्रहीत या अधिक दुर्लभ, विशिष्ट प्रतिरक्षा प्रणाली के रूप में भी जाना जाता है) सामान्य प्रतिरक्षा प्रणाली का एक उपतंत्र है। इसमें अत्यधिक विशिष्ट कोशिकाएं और प्रक्रियाएं होती हैं जो रोगजनकों को खत्म करती हैं या उनके विकास को रोकती हैं। अधिग्रहित प्रतिरक्षा प्रणाली कशेरुकियों में दो प्रमुख प्रतिरक्षा रणनीतियों में से एक है (दूसरा जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली है)। एक्वायर्ड इम्युनिटी एक विशेष रोगज़नक़ के लिए प्रारंभिक प्रतिक्रिया के बाद एक प्रतिरक्षाविज्ञानी स्मृति बनाता है और उसी रोगज़नक़ के साथ बाद के मुठभेड़ों के लिए एक बढ़ी हुई प्रतिक्रिया की ओर जाता है। अधिग्रहित प्रतिरक्षा की यह प्रक्रिया टीकाकरण का आधार है। जन्मजात प्रणाली की तरह, अधिग्रहित प्रणाली में न केवल हास्य प्रतिरक्षा के घटक शामिल हैं, बल्कि सेलुलर प्रतिरक्षा के घटक भी शामिल हैं।
शब्द का इतिहास
"अनुकूली" शब्द सबसे पहले पेश किया गया था1964 में अर्जित प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के पर्याय के रूप में मेंढकों में एंटीबॉडी प्रतिक्रियाओं के संबंध में रॉबर्ट गुड द्वारा उपयोग किया गया। गूदे ने स्वीकार किया कि उन्होंने एक-दूसरे के लिए शब्दों का इस्तेमाल किया, लेकिन केवल यह समझाया कि वह इस शब्द का इस्तेमाल करना पसंद करते हैं। शायद वह एंटीबॉडी निर्माण के तत्कालीन अकल्पनीय सिद्धांत के बारे में सोच रहा था, जिसमें वे प्लास्टिक थे और एंटीजन के आणविक आकार, या अनुकूली एंजाइमों की अवधारणा के अनुकूल हो सकते थे, जिनकी अभिव्यक्ति उनके सब्सट्रेट के कारण हो सकती है। इस वाक्यांश का प्रयोग लगभग विशेष रूप से गोडे और उनके छात्रों द्वारा किया गया था, और 1990 के दशक तक सीमांत जीवों पर काम करने वाले कई अन्य प्रतिरक्षाविदों द्वारा किया गया था। फिर इसे "जन्मजात प्रतिरक्षा" शब्द के साथ व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया, जो टोल रिसेप्टर सिस्टम की खोज के बाद एक लोकप्रिय विषय बन गया। ड्रोसोफिला में, पहले इम्यूनोलॉजी के अध्ययन के लिए एक सीमांत जीव। शब्द "अनुकूली" जैसा कि प्रतिरक्षा विज्ञान में प्रयोग किया जाता है, समस्याग्रस्त है क्योंकि अधिग्रहित प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएं शारीरिक अर्थों में या तो अनुकूली या दुर्भावनापूर्ण हो सकती हैं। वास्तव में, अधिग्रहित और प्रतिरक्षा दोनों प्रतिक्रियाएं एक विकासवादी अर्थ में अनुकूली और गैर-अनुकूली हो सकती हैं। अधिकांश पाठ्यपुस्तकें आज विशेष रूप से "अनुकूली" शब्द का उपयोग करती हैं, यह देखते हुए कि यह "अधिग्रहित" का पर्याय है।
जैविक अनुकूलन
खोज के बाद से, अधिग्रहित प्रतिरक्षा का शास्त्रीय अर्थ दैहिक की पुनर्व्यवस्था द्वारा मध्यस्थता प्रतिजन-विशिष्ट प्रतिरक्षा का अर्थ हो गया हैजीन जो प्रतिजन रिसेप्टर्स बनाते हैं जो क्लोन को परिभाषित करते हैं। पिछले दशक में, "अनुकूली" शब्द को प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के एक अन्य वर्ग के लिए तेजी से लागू किया गया है जो अभी तक दैहिक जीन पुनर्व्यवस्था से जुड़ा नहीं है। इनमें प्राकृतिक हत्यारे (एनके) कोशिकाओं का विस्तार अभी तक अस्पष्टीकृत प्रतिजन विशिष्टता के साथ, एनके कोशिकाओं का विस्तार जो जर्मलाइन-एन्कोडेड रिसेप्टर्स को व्यक्त करता है, और अन्य जन्मजात प्रतिरक्षा कोशिकाओं को एक सक्रिय अवस्था में सक्रिय करता है जो अल्पकालिक प्रतिरक्षा स्मृति प्रदान करता है। इस अर्थ में, अनुकूली प्रतिरक्षा "सक्रिय अवस्था" या "हेटेरोस्टेसिस" की अवधारणा के करीब है, इस प्रकार पर्यावरणीय परिवर्तनों के लिए "अनुकूलन" के शारीरिक अर्थ पर लौट रहा है। सीधे शब्दों में कहें तो आज यह लगभग जैविक अनुकूलन का पर्याय बन गया है।
