Kompleksisuus

Kompleksisuus tarkoittaa sellaisen kokonaisuuden (järjestelmän) ominaisuutta, joka

1. koostuu monesta, toisiinsa vaikuttavasta osasta ja
2. nämä osien vaikutukset ovat vaikeasti selitettäviä.

Kompleksisuus on johdettu latinan sanasta complexus, jolla tarkoitetaan yhteen kudottua.

Kompleksisuuden ominaisuuksia

Kompleksisia systeemejä luonnehtivat seuraavat seikat:

• niiden kuvaaminen vaatii paljon tilaa ja aikaa
• niitä on useata lajia
• ne ovat yksinkertaisten ja kaoottisten järjestelmien välissä
• ne liittyvät fyysisiin järjestelmiin tai laskennallisuuteen
• niihin syntyy järjestystä itseorganisoitumisen kautta
• ne ovat järjestystä kaaoksen reunalla

Timantti on yksinkertainen rakenne, kaasun käyttäytyminen on kaoottista ja solu on kompleksinen. Kaoottiset järjestelmät voidaan yksinkertaistaa ja hallita esimerkiksi tilastollisella käsittelyllä. Tätä ei voida tehdä kompleksisille järjestelmille.

Kompleksisuuden lajeja

• Algoritminen kompleksisuus tarkoittaa sitä kuinka paljon tilaa tai ohjeita ongelman ratkaisemiseen tai tehtävän tekemiseen tarvitaan.
• Laskennallinen kompleksisuus tarkoittaa kuinka helposti luku (laskennan tulos) on ilmaistavissa, laskettavissa. Satunnaiset (kaoottiset) luvut ovat ilmaistavissa vain luvulla itsellään.
• Informaatiopohjainen kompleksisuus tarkoittaa kuinka paljon informaatiota systeemin kuvaamiseen tarvitaan.
• Fyysinen kompleksisuus tarkoittaa olevan, todellisen systeemin kompleksisuutta, osien suurta lukumäärää ja niiden hankalasti kuvattavia ja hallittavia yhteyksiä.
• Tietotekniikassa (algoritmin) kompleksisuutta mitataan sillä, kuinka paljon aikaa ja muistia algoritmin suorittaminen vaatii.
• Sosiaalitieteissä mikroilmiöiden emergenssi makroilmiöiksi, jota kutsutaan myös mikro-makro näkemykseksi sosiologiassa, on kompleksinen ilmiö.
• Matematiikassa Krohn-Rhodes kompleksisuus on tärkeä aihe äärellisten alijoukkojen tutkimuksessa.
• Kielitieteessä kompleksinen sana on useasta morfeemista koostuva lekseemi eli yhdyssana.

Kompleksiset adaptiiviset järjestelmät

Yksi kompleksisten systeemien alalaji on kompleksiset adaptiiviset järjestelmät. Niiden keskeisiä ominaisuuksia ovat:

• kompleksisuuden lisäksi
• kyky oppia ja
• kyky tunnistaa hahmoja, kokonaisuuksia.

Kompleksisia adaptiivisia järjestelmiä ovat evoluutio, elämä, ihminen, ihmisen immuunijärjestelmä, osin myös tietokoneet ja niiden ohjelmat. Kompleksisia järjestelmiä ovat myös ja etenkin em. osista muodostuvat suuremmat systeemit, siis esimerkiksi ihmisen suuremmat organisaatiot (valtio, globaali taso, talous, teknologia) ja tietokoneverkot, internet. Periaatteessa jos osa on kompleksinen, niin em. osista muodostuva uusi kokonaisuus on vielä kompleksisempi.

Kompleksisuuden tutkimisesta

Kompleksisuuden tutkiminen vaatii useimmiten tietokonesimulointia, koska ihmisellä ei ole kykyä hallita yhtä aikaa 5–9 yksityiskohtaa tai muuttujaa kerrallaan. Tämän näkemyksen oleellisuudesta tieteen seuraavana paradigmana puhuu muun muassa amerikkalainen filosofi ja fyysikko Heinz R. Pagels. Myös kompleksisuustutkija Stuart Kauffman sekä John Gribbin ovat tutkineet kompleksisuutta nimenomaan tietokonesimuloinnin, matematiikan ja kosmologian kautta.

Katso myös

• Kompleksisuusteoria

Kirjallisuutta

• Ball, Philip: Kemian eturintamassa: Matka molekyylien maailmaan. (Designing the molecular world: Chemistry at the Frontier, 1994) Suomentanut Kimmo Pietiläinen. Helsinki: Terra Cognita, 1997. ISBN 952-5202-07-0
• Enqvist, Kari: Monimutkaisuus. WSOY, 2007. ISBN 951-0-32679-8
• Gell-Mann, Murray: Kvarkki ja jaguaari: Seikkailuja yksinkertaisessa ja monimutkaisessa. (The quark and the jaguar, 1994) Suomentanut Ritva ja Tapio Tuomi. Helsinki: WSOY, 1996. ISBN 951-0-20464-1
• Gribbin, John: Syvä yksinkertaisuus: Kaaos, kompleksisuus ja elämän synty. ((Alkuteos: Deep simplicity: Chaos, complexity and the emergence of life, 2004.) Suomentanut Arja Hokkanen. Ursan julkaisuja 95) Helsinki: Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 2005. ISBN 952-5329-41-0
• Heinz R. Pagels: The Dreams of Reason; The Computer and the Rise of Sciences of Complexity Bantam Books 1989 USA
• Jalonen, H. 2007. Kompleksisuusteoreettinen tulkinta hallinnollisen tehokkuuden ja luovuuden yhteensovittamisesta kunnallisen päätöksenteon valmistelutyössä. Akateeminen väitöskirja. Tampereen teknillinen yliopisto. Julkaisu 693. Tampere: Tampereen Yliopistopaino Oy. [1] (Arkistoitu – Internet Archive)
• Kauffman, Stuart: Home in the Universe - The Search for the Laws of Self-Organization and Complexity Oxford University Press New York & Oxford 1995