複雑系理論（ネットワーク・自己組織化）

学際科学・未来学 — 複雑系理論（ネットワーク・自己組織化） 概要

学際科学・未来学分野の複雑系理論（ネットワーク・自己組織化）領域の概要と入門ガイド

未来学 — シナリオプランニングの理論

シェルシナリオ、バックキャスティング、デルファイ法、技術予測手法

複雑系

多数の要素が非線形に相互作用し、全体の振る舞いを要素単体から単純には予測できないシステム。

複雑ネットワーク

現実の複雑な接続関係をノードとリンクで表し、その構造と動態を研究する枠組み。

ノードとリンク

ネットワークを構成する主体・対象と、それらの間の関係や相互作用。

次数

一つのノードに直接接続しているリンク数で、局所的な接続規模を表す指標。

中心性

ネットワーク内でノードが持つ構造的重要性を、接続数や経路などから測る概念。

クラスタリング

あるノードの隣接ノード同士が、互いにも接続している程度。

スモールワールド性

局所的なまとまりが強い一方、少数のリンクで全体が短い距離に結ばれる性質。

スケールフリー・ネットワーク

次数分布が大きく偏り、少数のハブが非常に多くの接続を持つネットワーク。

コミュニティ構造

内部では密に接続し、外部との接続は比較的少ないノード集団が形成される構造。

動的ネットワーク

ノード、リンク、重みが時間とともに生成・消失・変化するネットワーク。

多層ネットワーク

異なる種類の主体や関係を複数の層として表し、層間の相互作用も扱うネットワーク。

自己組織化

中央の指令なしに、要素間の局所的相互作用から秩序や構造が形成される過程。

創発

個々の要素にはないパターン、機能、性質が、相互作用を通じて全体に現れること。

非線形性

入力と出力が比例せず、小さな変化が大きな結果を生むこともある性質。

フィードバック

システムの状態変化が回路を通じて自身へ戻り、その後の変化を増幅または抑制する仕組み。

相転移

パラメータが臨界値を越えることで、システム全体の状態や秩序が質的に変化する現象。

臨界性

秩序と無秩序の境界付近で、変動や相関が広い尺度に及ぶ状態。

ティッピングポイント

わずかな追加変化が、システムを別の安定状態へ急激に移行させる臨界点。

アトラクター

システムの状態が時間とともに近づく、安定状態または反復的な運動パターン。

カオス

決定論的な規則に従いながら、長期的な予測が困難になる非周期的な振る舞い。

初期値鋭敏性

初期状態のごく小さな差が、時間の経過とともに大きな結果の違いへ拡大する性質。

適応

主体が経験や環境変化に応じて、行動規則や関係、戦略を変えること。

複雑適応系

多様な主体が相互作用しながら学習・適応し、全体構造も変化し続けるシステム。

エージェント相互作用

自律的な主体が局所的規則に基づいて行動し、互いの状態や選択へ影響すること。

共進化

複数の主体、集団、技術、環境が相互に選択圧を与えながら変化する過程。

経路依存性

初期条件や過去の出来事が後の選択肢を制約し、発展の方向を持続的に左右する性質。

頑健性と脆弱性

攪乱下でも機能を保つ性質と、特定の変化によって機能を大きく失う性質。

同期現象

相互作用する要素の周期やタイミングが、共通のリズムへ揃っていく現象。

ネットワーク上の拡散

情報、感染、行動、技術などがリンクを介してノード間へ広がる過程。