View
20
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Seminari – Més enllà d’Habitat III
Propostes per a la Transformació Urbana de Societats en Transició
Metabolisme urbà i Economia Circular
Complexitat i resiliènciaMartí Rosas-Casals
https://sites.google.com/site/martirosashomepagemarti.rosas@(upc.edu)
https://is.upc.edu/cahttps://summlab.upc.edu
1
Continguts
1. Complexitat i col·lapse
2. La qüestió de l’escala
3. Complexitat i resiliència
4. Conclusions
2
Pueblo Bonito, Chaco Culture (NM, EEUU)
“Les civilitzacions col·lapsen perquè la seva complexitat fa impossible gestionar de manera adequada els seus reptes.”
1. Complexitat i col·lapse
3
J. Tainter (1949)
Pueblo Bonito, Chaco Canyon (EEUU)
(1988)
Pueblo Bonito, Chaco Culture (NM, EEUU)
1. Complexitat i col·lapse
4
J. Tainter (1949)
Col·lapse (sociopolític): ràpida simplificació i pèrdua d’un o més nivells de complexitat social, política o econòmica esdevinguda quan les formes de solucionar problemes són més costoses i menys rendibles.
• Canvi de paradigma
• Epigenètic
• Raça
• Punt d’inflexió
• Cèl·lula mare
• Significatiu
• Consciència
• Complexitat
1. Complexitat i col·lapse
La complexitat s'utilitza generalment per a caracteritzar sistemes amb molts elements, i on aquests elements interactuen entre si de múltiples maneres, culminant en fenòmens emergents de qualitat diferent a la corresponent a la suma de les parts.
Pueblo Bonito, Chaco Culture (NM, EEUU)
1. Complexitat i col·lapse
6
J. Tainter (1949)
Hipòtesi 1:
Agment de la mida del sistema (i.e., elements constituens) → Augment de la complexitat del sistema
(i.e., quantitat i qualitat tant d’elements constituents com de les seves relacions)
S. Delgado-Raack & M. Rosas-Casals: De colapsos y continuidades. Una valoración conceptual del estudio de sociedades en transición, Sostenible?, Vol. 13, pp. 13-29 (2012)
Continguts
1. Complexitat i col·lapse
2. La qüestió de l’escala
3. Complexitat i resiliència
4. Conclusions
7
2. La qüestió de l’escala
Hipòtesi 2:
Augment de la complexitat → Augment de la resiliència
Schuster, P.: The disaster of central control, Complexity 9, pp. 13–14 (2004)
Meadows, D., Randers, J., & Meadows, D.: Limits to Growth, Earthscan (2004)
SI. La complexitat ofereix novesllibertats i cal fer crèixer un
sistema garantint al mateix temps les seves propietats emergents.
NO. La complexitat presenta greusriscos de portar-nos a dominis
inestables. Cal reduir-la a qualsevol preu a mida que creixen
els sistemes.
2. La qüestió de l’escala
Corol·lari:
Les societats que busquen identificar camins de desenvolupament sostenible tenen així el dilemmade si aplaudir o reduir la complexitat social, econòmica i infrastructural.
Pregunta:
Existeix una escala que ofereixi una solució de compromís entre complexitat i capacitat de solucionar problemes, predicció i estabilitat socioecològica?
2. La qüestió de l’escala
Goeffrey B. West(1940)
https://en.wikipedia.org/wiki/Kleiber%27s_law
𝑅~𝑀$ %⁄
En la biosfera, un canvi d’escala porta associat una millora en el consum metabolic. Això és: el sistema és més eficient a mida que creix.
¿?
2. La qüestió de l’escala
Metabolisme urbà vs. Metabolisme animal (ecològic)
Bettencourt et al. “Growth, innovation, scaling, and the pace of life in cities”, PNAS, April 24, 2007, vol. 104, no. 17
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 10 20 30 40 50
X
Y
b = 0,5 (sublinear)
b = 1 (linear)
b = 1,5 (superlinear)
L. Bettencourt
2. La qüestió de l’escala 𝑅~𝑀'
Continguts
1. Complexitat i col·lapse
2. La qüestió de l’escala
3. Complexitat i resiliència
4. Conclusions
13
3. Complexitat i resiliència
Les lleis d’escala es podenexplicar, en part, per
l’arquitectura de la complexitat, això és la connectivitat entre els
elements del sistema
3. Complexitat i resiliència
Internet a nivell de sistemes autònoms (grups de PC locals cadascun d’ells representant cents o milers de màquines).
http://www-personal.umich.edu/~mejn/networks/callings.gif
Trucades telefòniques en un moment donat com a proxy de la xarxa social subjacent.
16
Proxy: Un agent o substitutautoritzat per actuar en unaaltra persona.
3. Complexitat i resiliència
Aeroports
17
3. Complexitat i resiliència
Aaron Clauset’s “Structure and Strangeness” Blog: http://www.cs.unm.edu/~aaron/blog/archives/2010/09/learning_how_to.htm, Lecture 12.
3. Complexitat i resiliència
La connectivitat augmenta la capacitat de transmissió de la informació però també dels errors i els funcionaments no previstos→ La connectivitat ens fa vulnerables.
3. Complexitat i resiliència
L’evolució afecta la topologia
Complexitatestructural
EvolucióDiversitat deconnexions Complexitat
dinàmica
Diversitatd’elements
Metacomplexitats
La complexitat dinàmica afecta la diversitat de connexions
Evolució
Estructura
Dinàmica
20
3. Complexitat i resiliència
Ecosistema definit en termes de xarxa d’interaccions
3. Complexitat i resiliència
Fallides en cascada
3. Complexitat i resiliència
Fallides en cascada
3. Complexitat i resiliència
Fallides en cascada
3. Complexitat i resiliència
Fallides en cascada
3. Complexitat i resiliència
Fallides en cascada
R. V. Solé and J. M. Montoya: Complexity and fragility in ecological networks, Proc. Roy. Soc B. 2001
3. Complexitat i resiliència
L’impacte de la fallida en cascada és funció de l’arquitectura de la xarxa
≠
3. Complexitat i resiliència
Eficiència
Fracció d’elements eliminats
Fallida aleatoria (i.e., errors)
Eliminació selectiva (i.e., atacs)
Rosas-Casals,M., Valverde Castillo, S., & Solé, R.: Topological vulnerability of the European power grid under errors and attacks, International Journal of Bifurcation and Chaos, 17(7) (2007)
Continguts
1. Complexitat i col·lapse
2. La qüestió de l’escala
3. Complexitat i resiliència
4. Conclusions
28
4. Conclusions
29
• La complexitat augmenta amb la mida del sistema• Les regles de connexió local s’acostumen a conèixer i es poden
optimitzar, però la connectivitat global es desconeix• La resiliència d’un sistema és funció de l’arquitectura de la
complexitat → diferents arquitectures (i.e., connectivitats) ofereixen diferents nivells de resiliència
• Un mateix tipus de connectivitat (i.e., presència d’elements moltconnectats) dona resiliència als errors però fragilitat als atacs.
• La resposta a la pregunta de si una societat que busca un desenvolupament sostenible pot/ha d’acceptar l’augment de complexitat és: depen del cas
• En qualsevol cas, el desconeixement de la connectivitat global del sistema és un risc per a la resiliència del mateix.
Seminari – Més enllà d’Habitat III
Propostes per a la Transformació Urbana de Societats en Transició
Metabolisme urbà i Economia Circular
Moltes gràciesMartí Rosas-Casals
https://sites.google.com/site/martirosashomepagemarti.rosas@(upc.edu)
https://is.upc.edu/cahttps://summlab.upc.edu
30
2. La qüestió de l’escala(a) Els successius ciclesd’innovació superlinear restableixen la singularitat iposposen la inestabilitat i el posterior col·lapse.
(b) La taxa relativa de creixementde la població de Nova York revela períodes accelerats de creixement superexponencial. Períodes més curts successius de creixement super exponencialapareixen, separats per breusperíodes de desacceleració.
Pueblo Bonito, Chaco Culture (NM, EEUU)
1. Complexitat i col·lapse
32
J. Tainter (1949)
Transmission power system
3. Complexitat i resiliència
Internet a nivell de sistemes autònoms (grups de PC locals cadascun d’ells representant cents o milers de màquines).
3. Complexitat i resiliència
2. La qüestió de l’escala
Luis Bettencourt & Geoffrey West: A unified theory of urban living, Nature, Vol. 467, pp. 912-13 (2010)
Recommended