Razumijevanje kako se sistemi približavaju kritičnim tačkama može imati široke primjene, od finansija do medicine.
Mit o leminzima koji masovno skaču s litica možda nije istinit, ali pojam "kritične tačke" koju ti glodavci simboliziraju ima stvarnu primjenu u naučnim istraživanjima složenih sistema. Kroz ovaj koncept, naučnici pokušavaju razumjeti kako se sistemi, bilo da je riječ o finansijskim tržištima, električnim mrežama ili klimatskim sistemima, mogu naglo promijeniti iz stabilnog stanja u katastrofu.
Kritične tačke su one tačke u prostoru, vremenu ili vrijednosti određenih parametara gdje sistem iznenada prelazi iz jednog stanja u drugo. Na primjer, na burzi, kritična tačka može biti povezana s gubitkom povjerenja ulagača, što može izazvati pad cijena dionica. U prirodnim sistemima, to može biti povezanost između porasta temperature i ekoloških promjena.
Nova metoda predviđanja kritičnih tačaka
Naučnici su dugo pokušavali razviti alate za prepoznavanje trenutka kada se sistem približava kritičnoj tački. Dosadašnja istraživanja pokazala su da sistemi usporavaju i postaju promjenljiviji kako se približavaju kritičnim tačkama. Međutim, ova metoda ima svoje nedostatke u "bučnim" sistemima, gdje se preciznost mjerenja smanjuje zbog nepredvidivih varijacija.
Zemlji se bliži nova katastrofa: Dani će biti sve duži, a razlog je zastrašujući
Kako bi riješili ovaj problem, naučnici su proučili više od 7.000 različitih metoda s ciljem pronalaženja one koja bi bila dovoljno snažna da radi dobro čak i u uvjetima visoke razine "buke". U toj su potrazi otkrili nekoliko metoda koje su iznenađujuće učinkovite, a na temelju njih razvili su novu, jednostavniju metodu nazvanu RAD (Rescaled AutoDensity).
Mozak kao primjer sistema blizu kritične točke
Novi pristup testiran je na vrlo složenim snimkama moždane aktivnosti miševa. Konkretno, naučnici su proučavali aktivnost područja mozga odgovornih za tumačenje vizualnih informacija. Kada jedan neuron aktivira signal, taj signal mogu preuzeti susjedni neuroni i proširiti ga dalje, ali prevelika amplifikacija može izazvati prelazak u kritičnu tačku koja može uzrokovati napade.
Metoda RAD otkrila je da su neka područja mozga bliža kritičnim točkama nego druga. Jednostavnija područja mozga, zadužena za osnovne funkcije poput prepoznavanja veličine i orijentacije objekata, djeluju dalje od kritične tačke, dok su složenija područja bliža kritičnoj tački. To sugerira da je mozak evoluirao kako bi koristio kritične tačke za podršku svojim izvanrednim matematičkim sposobnostima.
Šire implikacije
Razumijevanje kako se sistemi približavaju kritičnim tačkama može imati široke primjene, od finansija do medicine. Na primjer, metoda RAD mogla bi se koristiti za predviđanje epileptičnih napadaja ili finansijskih kriza, otključavajući buduće proboje u tim područjima. Ova nova metoda omogućuje preciznije prepoznavanje trenutka kada sistem može doživjeti naglu i često katastrofalnu promjenu, pružajući tako mogućnost ranog upozoravanja i potencijalnog sprječavanja negativnih posljedica.
