Emergencia

Általános szóhasználatban a megjelenés szó valakinek a fellépésére utal, összegzi ahogy ő tartja magát, az öltözetét, mozgását, mozdulatait, beszédmódját stb. Az első benyomás szempontjából elsődleges fontosságú.

Tudományos szóhasználatban azonban valami egészen másra utal. A megjelenés-tudomány azt kutatja, hogy mi módon alakulnak ki a megfigyelhető, bonyolultan összetett mintázatok és viselkedési módozatok az önállóan ténykedő egyedek sokaságából. A megjelenés a megjelenő rendszerek ) létrejöttének folyamata, ) kollektív viselkedése, vagy ) funkciója.

Azt mondhatnánk, hogy a megjelenés tulajdonképpen egy nem várt rend „felbukkanása”. Társadalmi fejlődésünk során kialakult beidegződéseinkkel ugyanis minden megfigyelt rend mögött (fölött) önkéntelenül is valami vezetőt feltételezünk: Tapasztalataink szerint a rend felülről jön – egy vezető irányítja a csoport tevékenységét, akit sokan követnek. Egy madárrajnak nyilvánvalóan nincs egy vezetője sem, senki nem mondja egyik madárnak sem hogy merre repüljön. A megjelenés kutatói szerint a szervezettség alulról jön. A mélyben lévő dolgok azok, amik saját – gyakran nagyon egyszerű – szabályaikat követve spontán módon jelenítik meg a meglepően összetett mintázatokat, mint például a madárraj. A szabályok által vezérelt tevékenységekből megjelenő viselkedés több – más – a részek összegénél.

Egyszerű szabályok Más szóval, a megjelenés mint tudomány azt állítja, hogy magas szintű rend és szervezettség az egyszerű szabályokat követő egyedek (mint egy hangyaboly hangyái, egy élő szervezet sejtjei, egy árvíz vízcseppjei, vagy egy hegyomlás kövei) alacsony szintű kölcsönhatásainak megnyilvánulásai.

Ezt a problémakört jól megvilágíthatja egy egyszerű számítógépes program, mely egy négyszög által határolt területen lévő pontokat ’kapcsol fel’, vagy le egyszerű szabályok alapján. Elsősorban is megállapíthatjuk azt, hogy megfigyelésünk tárgya, az alakzat, egyáltalán nem valamiféle tárgy, vagy objektum. Ez az alakzat csupán elménkben képződik a pontoknak a szabályok által meghatározott állapotából, s azok a szabályok esetleg semmit sem mondanak a megfigyelt alakzat mozgásirányát illetően. Ilyen szabályok lehetnek például, hogy bármelyik pont ’életre kel’ ha magányát a körülötte lévő 8 pont közül kettő elűzi, de életterét három vagy több ’élő’ pont elveszi és ’megöli’ azt. E két szabálynak egy kezdeti alakzatra való alkalmazása meglepő ’mozgást’ idéz elő négyszögünkben. További kísérletek érzékeltethetik azt, hogy az egyszerű kölcsönhatásokból mi módon formálódnak meglepő objektumok és alakzatok. E pontok egyszerű fel- és lekapcsolásával illusztrált elvek gondolkodásunknak új irányt adhatnak, s ezzel mindennapi világunk sok jelenségét másképpen látjuk majd. Például azt könnyen beláthatjuk, hogy míg e kétszabályos példában minden pont csupán nyolc másikkal áll kapcsolatban, addig agyunkban minden neuron egyszerre tízezer másikkal érintkezik, s az általuk létrehozott alakzatok a példánkban látottaknál nagyságrendekkel összetettebb. Hasonlóan, az élet kialakulását tanulmányozó tudósok az élet alapelemei, a sejtek kutatása során a kémia szabályai alapján egyszerű molekulákkal dolgoztak, de ami munkájuk nyomán megjelent az egy lépéssel közelebb került ahhoz amit élettaninak nevezhetnénk – egy lépés az élet felé. Mindezek utat mutatnak arra, hogy megjelenő komplexitásról kialakult értelmünk miképpen befolyásolja a világegyetemről alkotott képzetünket, a kezdetek egyszerűségétől, modern világunk összetettségéig (és tovább...) való fejlődési folyamatokról.

Példák Az alább említett példák szerint a megjelenés egyaránt megfigyelhető az élővilágban és az élettelen dolgok körében is. Lényege az, hogy az egész viselkedése nem következtethető egyik egyedének esetleg tökéletes ismeretéből sem. Az egyedek magatartásából eredő átívelő mintázatot megjelenő komplexitásnak nevezik.

Madárraj A fejünk fölött teljes összhangban hömpölygő, az eget is besötétítő, százakból álló madárcsapat a természet egyik lenyűgöző látványa. Azt gondolhatnánk hogy ha csak egy madár is véletlenül hibádzna, az egész gyönyörű vizuális szimfónia összeomlana. De félelmünkkel ellentétben az összhang megmarad még a gyors mozgás és a hirtelen irányváltoztatások ellenére is. E madárrajnak nevezett jelenséget vizsgálva megállapíthatjuk, hogy még ha minden tudhatót is ismernénk bármelyik madárról is, ez az összhangú viselkedés megjósolhatatlan lenne. A rajzás az olyan, minden egyes madár által önkéntelenül követett egyszerű szabályokból „jelenik meg” mint például „tarts pontos távolságot legközelebbi szomszédoktól míg hozzájuk igazodsz és az esetleges veszélyeket elkerülöd”. A stadionban gyakran megcsodált emberi hullám is hasonlóan működik.

Hangyaboly A felületes szemlélő megfigyelései ellenére tudjuk, hogy a hangyák nem nagyeszű szervezők. Még a nagyobb képet sem látják, mégis, egyszerű viselkedésükből (mint például kövesd a legerősebb feromon ösvényt, vagy támadás esetén minden áron védd a királynőt) „jelenik meg” a megjelenés egyik legismertebb példája a hangyaboly. E kolóniák rendkívüli képességet mutatnak környezetük felfedezésében és lehetőségeik kiaknázására. Bizonyítható módon a kolónia mint egész, tudatában van egy meglehetősen nagy területen lévő élelemforrásait, esetleges árvizet, ellenségeit, stb. illetően. Annak ellenére, hogy minden egyes hangya napokon, vagy hónapokon belül meghal, a kolónia évekig él és idővel szervezettebbé és stabilabbá fejlődik.

Nyálkagomba Gyakran, az erdőben, a földön rothadó fatörzset átfordítva, a bomló fát borító penész-szerű foltot láthatunk. Ez a protista családjába tartozó phylum myxomycota, azaz nyálkagomba, mely életét szabad szemmel nem látható egysejtűek ezreiből felépülő organizmusként éli a bomló fák és azok leveleiből táplálkozva. A számára kedvezőtlen körülmények (mint például napsütés, szárazság) fellépése esetén e magányos egyedek mintegy összefogni látszanak: egy szervezetet alkotnak – azaz az egyedek eggyé válnak.

Víz A vízmolekula a természet egyik legegyszerűbb képződménye: két hidrogén atom egy oxigén atomhoz ragasztva. De egypár megadzsillió vízmolekula együtt a nyilvánvaló mennyiségi változások mellett új – minőségi – változásokat is mutat. Ilyen például a folyékonyság. Megjelenő tulajdonságok gyakran megjelenő viselkedést szülnek – mint ahogy a víz hűtéskor megfagy azaz jéggé, melegítéskor pedig gőzzé változik. Ezek egyike sem jellemző a vízmolekulára.

Forgószél Mondjuk, hogy a legalább 30 fokos tropikus óceán felett örvénylő kis légköri zavargást keltünk az Egyenlítőtől kb. 500 km-re (hogy a Föld forgása elégségesen felkavarhassa). Ez a kavargás a meleg tengervíz párolgását a felsőbb hideg légkörbe felemelve azt lehűti, és ezáltal az lecsapódik. Ez a „porszívó”, a víz felszínén lecsökkenti a légnyomást, ami a párolgást felgyorsítja, aminek nyomán a „porszívó” ereje megnövekszik és hamarosan valami új jelenség jelenik meg amit hurrikán (vagy ciklon, tájfun) néven ismerünk. Ez valóságosan is valami új, aminek szinte önálló élete van: A legalább 120 km/ó szélsebesség és a hirtelen irányváltoztatás is – többek között – megjelenő magatartások.

Város Az előírások nélkül, szabadon növekvő települések önszervező képessége közismert. Az egyértelműen lévő emberek, vagy hasonló üzletek az alapoktól felfelé alapítják meg közösségeiket. Példa erre a vecsési savanyú káposzta, a kocsi szekér és szán, vagy a New York-i Kínaváros, Kisitália, ruházati és virágkerületek, valamint az a tény, hogy a világ gyémántkereskedelmének túlnyomó többsége a 42-dik utca nyugati részén történik. E sajátos légkörű kerületek önmaguktól alakulnak ki – mintegy megjelennek –, s tulajdonságaik a legtöbb várostervezési behatások ellenére is sokáig fennmaradnak.

Tőzsde – a részvények piaca A 17. századi közgazdász, Adam Smith részletesen leírta azt a „láthatatlan kezet”, mely a piacot a közösség igényeit pontosan kielégítő mennyiségű, minőségű és választékú áruk termelésére vezeti. A tőzsde hasonlóan egy „láthatatlan kéz” irányítása alatt áll. A vevők és eladók ezrei teljesen önérdekű nyereséget űző tevékenységei eredményezik a tőzsde teljesen vak működését, amit a kívülállók a kereskedés élénkségében, a részvények értékelésében való széles körű és hirtelen ingadozások, a buborékok és összeomlások rendszertelennek tűnő sorozatában figyelhetnek meg: A tőzsde a részt vevő kereskedőktől független önálló életet él.

Sakk A megjelenés egyik legjobb példájaként említhető meg az egyszerű sakkjátszma. Ez a kéttucatnyi szabályból álló játék számos kombinációt nyújtó kihívást jelent. A megjelenés egyik szakértője rámutatott arra hogy ennek egyik oka az a tény, hogy az átlagosan 50 lépés mindegyike kb. 10 lehetőséget nyújt. Egy átlagos sakkjátszma tehát 10^50 lehetséges kombinációt ad, ami jelentősen meghaladja a Föld egészét felépítő atomok számát.

Tudat Jelenleg a megjelenés legfelsőbb példájának az emberi elme öntudatát tekinthetjük. Az agy jó néhány milliárd, nagyon egyszerű feladatú neuront tartalmaz melyek mindegyike elektromos üzeneteket továbbít szomszédjainak a hálózatba szervezett ún. axon terminálok közötti hézagon keresztül. Ebből az egyszerű fizikai tevékenységből valahogyan – egyelőre ismeretlen módon –, e sejtek kollektív működéséből jelenik meg az a pszichológiai jelenség, amit tudatnak nevezünk. Bizonytalan, hogy a tudat leegyszerűsíthető-e az idegsejtek kölcsönhatásaira, mert az agy sokkal bonyolultabb a számítógépek működésénél, így még gondolkodásunk szimulálása is lehetetlennek tűnik. Mégis eljöhet az idő, mikor az egyéni-, vagy csoport öntudaton felül megjelenni látjuk a emberiség, vagy a világmindenség öntudatát.

Élet Testünkben 75 trilliónyi sejt található. Ezek a sejtek folyamatosan születnek és elhalnak. Kétévenként testünk teljesen megújul, s mégis megmaradunk. Annak ellenére, hogy testünk minden sejtje tartalmazza teljes leírásunkat (DNA), mégsem azonosítanánk magunkat egyikkel sem. Stuart Kauffman elméleti biológus bebizonyította, hogy az élet ténylegesen egy a részecskéktől az atomokon, molekulákon, sejteken, organizmusokon, szerveken keresztül a szervezetig tartó felépítmény-test megjelenő jelensége.

Megjelenő tulajdonságok A megjelenő tulajdonságok és viselkedési módok a számos egyszerű egyedek (un. ügynökök) egy bizonyos környezetben való kollektív működéséből formálódó bonyolult jelenségek. Ha ez a megjelenés eltérő méretarányokban történik, akkor általában okozati összefüggést állapítunk meg, mert az ilyen rendszerekben gyakran valamilyen felülről lefelé ható visszacsatolás figyelhető meg. E különleges tulajdonságok az ún. növekedési folyamatok következménye, s a megjelenő viselkedésért pedig az interkonnektivitás felelős, melyen keresztül az egyedek és csoportjaik egymással bonyolult okozati visszacsatolású kapcsolatokat tartanak fenn. A megjelenő tulajdonságok egyaránt lehetnek megbecsülhetők vagy megbecsülhetetlenek, de mindenképpen a rendszer fejlődésének egy újabb szintjét jelölik meg.

A megjelenő viselkedés megbecsülésének egyik nehézsége a részek egymás közötti kölcsönhatásainak számából következik, mely a részek számával faktoriálisan növekszik. Például, jelenlegi számítógépeink még húsz molekulából álló „rendszer” viselkedési lehetőségeit sem tudja még kiszámítani sem.