Az evolúciós rendszerek fennmaradásukhoz, működésükhöz és fejlődésükhöz erőforrásokat használnak fel. Ez igaz az atomokra, a molekulákra, a sejtekre, az élőlényekre, a vállalatokra és a civilizációkra egyaránt.
Az erőforrások azonban általában nem használhatók fel közvetlenül. Az entitásnak rendszerint valamilyen feldolgozási folyamaton keresztül kell őket olyan formába alakítania, amely már alkalmas a kívánt funkció betöltésére.
Egy atom a környezetéből származó energiát kötési energiává alakíthatja. Egy növény a napfényt kémiai energiává alakítja. Egy sejt tápanyagokat alakít át saját szerkezetévé és működésévé. Egy élőlény táplálékot alakít mozgássá, információvá vagy utódokká. Egy vállalat nyersanyagokat, energiát és tudást alakít termékekké.
A konkrét mechanizmusok eltérnek, de a funkcionális minta minden esetben azonos.
Az evomatika ezt a mintát az erőforrás-feldolgozási lánc segítségével írja le.
Az erőforrás fogalma
Az erőforrás (Resource) minden olyan objektum, állapot vagy hatás (azaz dolog/Thing), amely hozzájárulhat egy entitás céljainak eléréséhez vagy életképességének fenntartásához.
Erőforrás lehet: anyag, energia, információ, idő, tér, tudás, kapcsolat, szerkezet, vagy bármely más felhasználható objektum.
Az erőforrás nem feltétlenül használható fel közvetlenül. Sok esetben további feldolgozásra van szükség ahhoz, hogy az entitás számára ténylegesen hasznossá váljon.
A feldolgozás fogalma
Az erőforrások és a ténylegesen felhasználható objektumok között általában valamilyen átalakítási folyamat helyezkedik el. Ezt nevezzük feldolgozásnak (Processing).
A feldolgozás során az erőforrás formája, szerkezete, funkciója vagy elérhetősége megváltozik.
Példák:
- energia kötési energiává alakul,
- atomok molekulává rendeződnek,
- tápanyag sejtszerkezetté alakul,
- adat műveletté alakul,
- hír adattá alakul,
- nyersanyag géppé alakul.
A feldolgozás célja a felhasználhatóság növelése, az adott funkciót megvalósító objektum (Utility Object) előállítása.
A köztes objektum
A feldolgozás eredménye gyakran még nem alkalmas a végső felhasználásra. Ezt nevezzük köztes objektumnak (Intermediate). A köztes objektum egyszerre egy korábbi folyamat eredménye és egy későbbi folyamat erőforrása.
Példák:
- molekula egy kémiai reakcióban,
- aminosav a fehérjeszintézisben,
- félkész alkatrész egy gyártási folyamatban,
- adatbázis egy informatikai rendszerben.
A köztes objektum fogalma relatív. Ugyanaz az objektum egy folyamatban végtermék, egy másik folyamatban alapanyag lehet.
A termék fogalma
A termék (Product vagy Utility Object) olyan objektum, amely már képes egy meghatározott funkció betöltésére. A termék tehát nem egyszerűen egy feldolgozási lépés eredménye, hanem egy funkcionálisan használható objektum.
A termék lehet: fizikai tárgy, energiaállapot, információ, szerkezet, szolgáltatás, képesség, vagy bármely más funkcióhordozó objektum. A termék fogalma mindig az adott entitás nézőpontjából értelmezendő.
A komponens
Ha a terméket az entitás saját működésében használja fel, akkor komponensnek (Component) nevezzük. A komponens az entitás belső működési rendszerének része.
Példák:
- elektron egy atom szerkezetében,
- fehérje egy sejtben,
- szerv egy élőlényben,
- processzor egy számítógépben,
- alkalmazott egy vállalatban.
A komponens tehát belső felhasználású termék.
A cseretermék (Exchange Product)
Ha a terméket az entitás nem saját működésében használja fel, hanem az más entitások vagy a környezet számára jelent funkcionális értéket, akkor Exchange Productnak nevezzük.
Az Exchange Product nem feltétlenül piaci áru. Az evolúció általános fogalma.
Exchange Product lehet:
- egy atom által létrehozott elektromos tér,
- egy növény által termelt oxigén,
- egy sejt által kibocsátott hormon,
- egy baktérium által termelt enzim,
- egy élőlény által nyújtott védelem,
- egy ember által létrehozott információ,
- egy vállalat által gyártott termék.
Közös tulajdonságuk, hogy más entitások számára használható hatást vagy objektumot jelentenek. Az Exchange Product tehát külső felhasználásra szánt termék.
Az aktív, passzív és selejtes objektumok
A feldolgozási lánc bármely pontján lévő objektum három alapállapot valamelyikében lehet.
Aktív objektum
Az aktív objektum (Active Object) ténylegesen részt vesz a rendszer aktuális működésében és hatásokat hoz létre.
Példák:
- reakcióban részt vevő molekula,
- működő sejt,
- dolgozó gép,
- futó program.
Passzív objektum
A passzív objektum (Passive Object vagy Reserve Object) jelen van a rendszerben, de pillanatnyilag nem vesz részt az aktuális működésben.
Példák:
- energiatartalék,
- raktározott nyersanyag,
- tartalék fehérje,
- inaktív gén,
- készenléti rendszer.
A passzív objektum potenciális erőforrás.
Selejtes objektum
A selejtes vagy hibás objektum (Defective Object) elveszítette eredeti funkcióját vagy nem képes azt megfelelően ellátni.
Példák:
- instabil atommag,
- sérült molekula,
- hibás fehérje,
- elhalt sejt,
- törött alkatrész,
- hibás adat.
A selejtes objektum gyakran újabb feldolgozási folyamatok kiindulópontjává válik.
Az evolúciós csere törvénye
Az evolúciós rendszerek egyik alapvető törvénye, hogy az entitások csak akkor képesek tartósan erőforrásokat megszerezni vagy megtartani, ha valamilyen viszonos hatást gyakorolnak a környezetükre.
Az evolúció evomatikai modelljében nem létezik valóban ingyenes erőforrás.
Minden megszerzett erőforrás mögött valamilyen kölcsönhatás, állapotváltozás vagy hatáscsere áll. Ez a jelenség az atomfizikától a társadalmi rendszerekig minden szinten megfigyelhető.
Az entitás erőforrásokat használ fel, hogy olyan objektumokat vagy hatásokat hozzon létre, amelyek növelik saját életképességét, illetve amelyek más entitások számára is funkcionális értéket képviselnek. Ennek általános megjelenési formája az Exchange Product.
Az evolúciós csere tétele
Minden tartósan életképes entitás legalább egy Exchange Productot állít elő a környezete számára.
Ez az Exchange Product lehet:
- energia,
- információ,
- szerkezet,
- szabályozás,
- együttműködés,
- védelem,
- térkitöltés,
- vagy bármely más funkcionális hatás.
A konkrét forma másodlagos. A lényeg az, hogy az entitás jelenléte valamilyen módon hozzájáruljon a környezet működéséhez vagy módosítsa annak állapotát.
Az erőforrás-feldolgozási lánc
Az evomatika alapján az erőforrások felhasználása általánosan a következő lánccal írható le:
Resource
↓
Processing
↓
Intermediate
↓
Product
↓
Component vagy Exchange Product
A lánc bármely pontján az objektum lehet:
- aktív,
- passzív,
- vagy selejtes állapotú.
A folyamat rekurzív. Egy komponens egy magasabb szintű rendszer erőforrásává válhat, egy Exchange Product pedig újabb feldolgozási lánc kiindulópontja lehet.
Evolúciós jelentőség
Az evolúciós siker egyik legfontosabb tényezője nem az erőforrások birtoklása, hanem azok feldolgozásának képessége. Azok az entitások, amelyek ugyanabból az erőforrásból több, jobb vagy hatékonyabb funkcionális objektumot képesek létrehozni, általában nagyobb életképességgel rendelkeznek.
Az evolúció jelentős része valójában az erőforrás-feldolgozási láncok optimalizálásáról szól.
A fejlettebb rendszerek ugyanabból az erőforrásból nagyobb hatásmennyiséget, és végső soron nagyobb életképességet képesek előállítani.
Összefoglalás
Az entitások működésükhöz erőforrásokat használnak fel. Az erőforrások feldolgozási folyamatokon mennek keresztül, amelyek során köztes objektumokká, majd funkcionális termékekké alakulnak. A saját működésben felhasznált terméket komponensnek, a környezet számára funkcionális értéket hordozó terméket Exchange Productnak nevezzük.
A feldolgozási lánc bármely pontján az objektum lehet aktív, passzív vagy selejtes állapotú. Az evolúciós rendszerek fennmaradásának alapja az erőforrások olyan feldolgozása, amely stabil funkciókat, kölcsönhatásokat és Exchange Productokat hoz létre.
Az evolúció általános értelemben nem más, mint az erőforrások egyre hatékonyabb feldolgozásának és a létrejövő hatások egyre hatékonyabb cseréjének folyamata.