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的复杂性和气候模拟的现实

最近的一本书,“无用的算术:为什么环境科学家无法预测未来,”认为,定量模型,多环境科学的基础上,无法预测的复杂自然过程的结果。虽然这在一定程度上必争之地,它指向一个深刻的挑战根本的问题。

简单地说,人类如何设计并在全球管理,他们越来越多地占据主导地位最主要的地球系统动力学,当这些系统保证的复杂性,任何连贯的框架与他们的方法将这个问题,由于是一致的,不一定不完整和不准确?开箱这种困境可以帮助我们使用模型 - 这毕竟是唯一真正的工具,我们要试着去了解和解决高度复杂的系统 - 理性和道德。

用一个简单的观察开始。人为地球的特点是复杂的,整合的人/自然/建筑系统的不断变化的网络。这些系统非常复杂,整体感知。相反,一个透视需要朝向底层复杂识别的信息的子集是相关的。被感知的结构没有将系统作为一个整体,也不观察者的一些唯我发明,而是产生作为两者之间的相互作用的功能。

考虑一个城市系统,例如。如果一个寻求有关信息犯罪,惩罚,正义在亚利桑那州凤凰城,查询隐含建立在现有的市政政治边界为合适。如果一个关于凤凰的长期供水寻求信息,隐含的界限涉及至少七个州(因为凤凰城在科罗拉多河的水部分依赖);大气物理和化学;与一些美国本土国复杂的政治和法律关系;和文化系统(例如,“厌恶”因子抑制回收污水进入饮用水)。如果一个有关资金流动的目的信息,凤凰最好的,因为其主要存在于网络空间的全球网络相对较小的结点理解。

在每一种情况下,相关的子系统由其中我们正在评估它的用途定义。但潜在的复杂系统本身不能由任何单一的角度来拍摄。人为地需要拥抱相互排斥的,但同样有效的本体 - 不是出于政治正确性的任何变态的感觉,但因为只有如此才能开始感知和理解系统本身,而不是每个查询提出所谓的子系统。

同样是高配车型如此。建模的本质是通过捕获这是“重要的”和信息“有关,”而忽略不相关的信息的更复杂的现实智能简化。这是做科学的一个完全合法的方式:牛顿,毕竟,发展了他的运动定律忽略这将使他的简单,因此强大的力量较小的(如摩擦),结论更加扑朔迷离。

一个是如何知道构建模型时砸什么样的信息?作为具有复杂的系统的任何观察,认为是对正被创建的模型的原因的功能,并且该底层系统的结构。这既不是纯创建观察者的,也不是底层系统的产物;这既分担的。

因此,正确创建的模型是一个方显英了解由建模者提出的查询所需的信息。每个型号都会有边界之内,它是有用的 - 那就是,在其内查询发送给它的信息和模型结构是合适的。但界限往往并不明显,尤其是在高度政治化的争论将有强大的倾向模型超越他们。因此,例如,全球气候变化的模型创建概率未来的情景,可以告知公众辩论 - 而是提出这些结果是不可避免的,或苛求一定的社会反应,是无效的。

除此之外,任何模型预测将来使有关技术状态这几乎是不可避免的错误的假设:我们无法知道哪些技术可能是50年后,但我们至少应该诚实足够的承认,并理解模型,使有关技术假设表述为有用的思想实验,但没有更多。更微妙的是,模型是不可避免的高度自反性系统的一部分。

气候模型,通过现有的,改变行为和机构在其无效最初设想的方式。所有好的模式削弱自己。然而,很显然,我们需要模型来探索我们正在创造世界的复杂性。什么是要做?下一篇专栏文章将提出一些建议。

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