Acasă Supliment Cultural Carte In memoriam Ion Apostol. Sisteme complexe. „Știința întregului”. „Metodologie bazată pe...

In memoriam Ion Apostol. Sisteme complexe. „Știința întregului”. „Metodologie bazată pe teoria categoriilor pentru abordarea definiției coerente (consistente) a unei arhitecturi de simulare”. Ofertă de studii doctorale în Franța pentru IT-iști capabili de performanță, bazată pe teoria categoriilor (matematice) abstracte.

422
0
DISTRIBUIȚI
Raspandeste cu incredere
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Thomas CSINTA

Cofondator IRSCA Gifted Education, Vicepreşedinte  Consorțiul EDUGATE

Profesor de modelizare matematică și matematici aplicate în științe inginerești și social – economice, Director de Studii CUFR ROMÂNIA, Redactor – Corespondent (Franța)

Din chaos, Doamne, -am apărut
Şi m-aş întoarce-n chaos…
Şi din repaos m-am născut.
Mi-e sete de repaos.”
(Mihai Eminescu, Luceafărul)

Dedic acest articol, prietenilor și colegilor mei, profesorilor de fizică, regretatul Ion APOSTOL, respectiv, celor în viață, Petru ȘTIUCĂ,  Sever- Iosif GEORGESCU și Andrei PETRESCU

„Sunt taine ale naturii Horatio, pe care mintea-ți nici că le-a visat” 

În 1955, cu puțin timp înainte de moartea lui, Albert Einstein sugera  existența „Teoriei întregului”  (Theory of everything, final theory, ultimate theory, or master theory) în cadrul fizicii teoreticii, care ar putea uni cele 4  interacțiuni (forțe) fundamenrtale ale universului (interacțiunea nucleară slabă, interacțiunea nucleară tare, cea electromagnetică și cea gravitațională) într-una singură, pe baza unui model matematic abstract. Conform acesteia,  în natură ar exista doar un singur tip de interacțiune, care, însa, în diferite situații se comportă diferit, în funcție de paramterii specifici fenomenului fizic de studiat.

Astăzi, prin fenomenul de pluri–inter–și  transdisciplinarizare, în special, datorită diferitelor tipuri de modelizări matematice indispensabile, nu numai în științele tehnico–inginerești, medico–famaceutice, agro–veterniare, economico–comerciale sau în cele ale naturii (ale vieții și Pământului), etc., dar și în cele  socio–umane, asistăm, prin intermediul sistemelor complexe la o „globalizare a științelor care „gestioneaza” existenta noastră în univers, ceea ce (într-un viitor nu foarte îndepărtat), va avea ca efect generalizarea, inevitabilă, a  teoriei întregului din fizica teoretică la scară universală. Este vorba de „Știința întregului” (unitară și indivizibală), care se va  manifesta diferit, în funcție de parametrii specifici ai „fenomenului complex” de studiat.

Teoria haosului, formulată în 1963 de catre Edward–Norton Lorenz (1917–2008, om de știință american, meteorolog și matematician la MIT–Massachusetts  Institute of Technology Cambridge–Boston, Massachusetts) sau teoria sistemelor complexe este o ramură a matematicii și a fizicii moderne care descrie comportamentul anumitor sisteme dinamice neliniare, prezentând fenomenul de instabilitate față de condițiile inițiale, motiv pentru care, acesta, pe termen relativ lung (deși se conformează legilor deterministe), este, practic, imprevizibil, adică, este aparent haotic (de unde și denumirea teoriei). Conform lui Lorenz: Un fenomen care pare a se desfășura la întâmplare, are de fapt un element de regularitate ce ar putea fi descris matematic.”.  Pe scurt, există o ordine ascunsă în orice evoluție aparent haotică a oricărui sistem dinamic complex. Efectul fluturelui” prezentat de către Lorenz în 1972, în cadrul unei conferințe științifice este celebru: Bătaia din aripi a unui fluture în Brazilia,  poate declanșa un uragan în Texas (SUA)?”

Notă. Teoria haosului, se ocupă cu studierea comportamentului sistemelor dinamice care sunt foarte sensibile față de condițiile inițiale. Această sensibilitate mai este numită și Efectul fluturelui. Mici modificări ale condițiilor inițiale (cum ar fi rotunjirea numerelor cu care se lucrează) au ca efect rezultate haotice, făcând ca anticiparea efectelor pe termen lung să fie imposibilă. Acest lucru se întâmplă chiar dacă sistemele sunt deterministe, ceea ce înseamnă că comportamentul lor viitor este determinat în întregime de condițiile inițiale, fără intervenția altor elemente aleatorii. Cu alte cuvinte, natura deterministă a acestor sisteme nu le face predictibile. Acest comportament este cunoscut sub denumirea dehaos determinist”.

PREAMBUL

Atunci când la începutul anilor 1980 studiam pentru prima oară Teoria undelor solitare (solitonii, problema de ciocnire Sakharov-Shabat, ecuațiile neliniare de evoluție și rezolvarea lor prin metod ciocnirii inverse, ecuația Korteweg de Vries, teoria Sine-Gordon clasică și cuantică) sau Problema celor n corpuri (în cadrul teoriei generale a relativității) nu mi-am imaginat că peste trei decenii le voi întâlni din nou și în studiul aprofundat al sistemelor complexe din teza de doctorat al profesorului de de fizică Ion APOSTOL, un colaborator apropiat, care la începutul anilor 2000 (alături de Petru ȘTIUCĂ, profesor  de fizică la Universitatea Ștefan Cel Mare din Suceava, fost asistent al regretatului profesor Traian CREȚU la UPB și Sever-Iosif GEORGESCU, profesor de de fizică la Colegiul Național Sfântul Sava–fostul Liceu Nicolae Bălcescu), a contribuit prin intermediul CUFR (Consultanță Universitară, Studii și Cercetări  Franco–Română, de pe lângă Școlile Superioare Franceze de Înalte Studii–Les Grandes Ecoles Françaises), la pregătirea a zeci de elevi, pentru Concursurile de Admitere în Școlile Superioare Franceze de Înalte Studii Inginerești și Economice, astăzi, cadre cu importante responsabilități (unii chiar înalți funcționari) în cadrul marilor companii franceze naționale sau multinaționale.

Citind cu atenție rezumatul acestei teze interdisciplinare de doctorat (al cărui referent științific am fost), autorul ei, impresionează atât prin volumul mare de documente studiate (menționate în bibliografia lucrării) cât și prin rezultatele deosebite obținute în cadrul acesteia (grupate în 4 mari direcții): cele cu caracter științific, cele cu caracter aplicativ în prelucrarea rezultatelor experimentale pe calculator, respectiv, cele cu caracter medical și în sfârșit, cele cu caracter educațional, mai puțin abordate în lucrările de specialitate.

Dacă definim sistemul  ca un ansamblu coerent în interacțiune, sistemul complex (în caz particular, dinamic, care evoleaza în timp, simultan, atât cauzal cât și determinist), „aproximat″ de teoria jocurilor (Cournot, von Neumann, Borel, Montgerstern, Nash-Selten-Harsanyi, Schelling-Aumann, Hurwicz-Maskin-Myerson) îl imaginăm ca un sistem compus dintr-un număr mare de entități în interacțiune locală și simultană (în care interacțiunile dintre componente formează între ele grupuri legate), cu un graf de interacțiune netrivial, cu bucle feedback.

Deși majoritatea marilor centre de cercetare în lume care studiază sistemele complexe (CSS-Complex Systems Society, SFI-Santa Fe Institute, COSnet-Complex Open Systems Research Network, ISCPIF-Intiutut de Systèmes Complexes Paris, IXXI-Institut de Systèmes Complexes Lyon, etc.), utilizează în studiile lor descrierea interacțiunilor sistemelor complexe evolutive de tip adaptiv (datorită structurii discrete a spațiului de evoluție), medoda diferențelor finite (preferată și de către autorul lucrării) conduce, surprinzător, la rezultatea asemănătoare.

Din contră, realizarea acestora pare a fi posibilă și prin introducerea unui spațiu discret construit cu mulțimea punctelor fixe ale unui operator de contracție (self contracție–bazat pe lucraările mele) de tip solitonic (ceea ce suntem pe cale să elaborăm în cercetările noastre legate de comportamentul deviant, în special, cel infracțional, din cartierele defavorizate ale marilor metropole franceze, numite ZUS (a se vedea pentru detalii și articolul autorului: Zones Urbaines Sensibles), în care procesele de organizare (socială) și destructurare (socială) pot fi bine reprezentate.

În ceea ce privește alegerea de către autor a clasei de universalitate de tip U2 (util pentru descrierea proceselor de creștere a organismelor vii în intervalul protozoare-plante-mamifere), în loc de U3 (rată de creștere a densității adimensionale de probabilitate), în descrierea unitară a creșterii masei corporale în cazul organismului uman este judicioasă, ca de-altfel și combinația liniară a 3 funcții de tip U2 pentru aproximarea curbelor standard de creștere, având în vedere faptul că în încercările noastre de a lucra cu combinații de funcții de tip U3 în descrierea comportamentului infracțional (într-un cartier defavorizat social, sugrumat de șomaj și insecuritate, în interacțiune cu grupuri infracționale specializate în traficul de droguri dure–de mare risc, atacuri de furgoane blindate, jafuri armate, spargeri de bănci, kidnapping), pe o perioada lungă de timp (între adolescență și maturitate, respectiv, maturitate și vârstă a treia) pentru obținerea unor rezultate de mare fidelitate, au eșuat, ele fiind infirmate de către observația experimentală efectuată (direct) în mediul carceral [pe un eșantion „gigant″, tip asismptotic, a se vedea pentru detalii și ciclul de articole ale autorului consacrat mediului carceral francez: „În umbra vieții”; „În umbra vieții” (MCF–Mediul Carceral Francez). Corespondență din Franța (Mondo Police–Thomas CSINTA)]. Dar, acestea  au dat rezultate mai mult decât satisfăcătoare în privința evaluării CSG (Codului Socio-Genetic), componentă evolutivă de tip solitonic a Codului Genetic în raport cu CBG (Codul Bio-Genetic), stabilă în timp, la indivizi cu grad ridicat de recidivă în domeniul marii criminalități (crimă organizată, crime de sânge, crime economico-financiare, atentate-terorism, crime sexuale, kidnapping, a se vedea pentru detalii articolul autorului: „Psihosociologia matematică. Aplicații la studiul comportamentului deviant.”), ca și în elaborarea algoritmilor pentru testarea compatibilității modelului teoretic al universalităților de tip U1 și U2 în procesele de fotorelaxare ale unor materiale magnetice de joasă complexitate (educaționale în mediul carceral cu risc scăzut de recidivă), respectiv în procesele de comprimare-decomprimare ale unor gresii (intoxicare-dezintoxicare în mediul carceral cu risc mediu de recidivă). Diagramele obținute „converg″ (în normă) către cele obținute de către autor în lucrare (de tip Gardosi, respectiv Tanner).

În ceea ce privește evidențierea principalelor caracteristici ale sistemului de complexitate, între joasă și medie, noi am introdus și o caracteristică intermediară „mediană″ (pentru studiul mai „fin″ al recidivei în câmpul socio-matematic atașat individului, respectiv, grupului infracțional), iar pentru înalta complexitate (distrugerea-regenerarea ficatului în timp, revenirea la starea normală dintr-o comă, refacerea psihică în cadrul recidivei criminale de natură sexuală, în cazul crimelor multiple de sânge, după un timp lung, etc.) am utilizat caracteristica „înalt în trepte″ de tip H1, H2, H3, H4, H5,…Hn (n>3), precum „simplu-dublu-triplu complex”, etc″.

În cadrul cuantificării de tip solitonic al CSG, nu am reușit să facem o evaluare corespunzătoare, nici în cazul individului, nici în cazul grupului infracțional căruia el îi aparține, în schimb am reușit obținerea unor rezultate fidele realitățîi cu ajutorul unei combinații liniare de 6 funcții PUN, pe întregul interval de interacțiune ale grupurilor sociale infracționale „cuplate″ (de la nașterea și până la anihilarea lor).

Majoritatea acestor rezultate au fost publicate într-o formă simplificată, accesibilă și marelui public, în cadrul a sute de articole (totalizând mii de pagini) în ziarul (de investigație) în  mass–media din românească. (A se verdea lucrările autorului: Thomas CSINTA – Jurnalul Bucurestiului). În concluzie, modul laborios (explicit, dar deosebit de bine organizat și structurat, cu rezultate într-adevăr remarcabile!), în care autorul lucrării, profesorul Ion APOSTOL și-a elaborat teza de doctorat, dovedește nivelul ridicat de competență al Domniei sale în domeniul sistemelor complexe, un domeniu, astăzi, în plină expansiune, al căror frontiere inter-pluri- și transdisciplinare nu sunt nici definite cu exactitate (suficientă  precizie) și nici bine cunoscute încă.Grație mijloacelor moderne și din ce în ce mai performante de cercetare, descoperim sistematic noi sisteme complexe producând modele evolutive sau adaptive, care prezintă o autoorganizare și emergență de proprietăți sau de structuri coerente (proprietate deseori necesară pentru calificarea lor), robustitate locală și fragilitate (controlabilitate) la scară medie,  rupere de simetrie (cunoașterea unei părți al sistemului nu implică cunoașterea restului sistemului), etc. În concluzie, sistemele complexe (contraexemple ale reducționismului), în general, sunt complicate, fără ca reciproca afirmației să fie adevărată, deci, practic, este imposibilă punerea lor în ecuații solvabile (rezolvabile) și predictive. Analiza decizională le furnizează instrumente (pe care le și gestionează) sau modele haotice (teoria haosului) de lucru, cărora, într-o mare măsură, și aparțin.

Bibliografie

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI
TEZĂ DE DOCTORAT
CONTRIBUŢII LA STUDIUL UNOR SISTEME COMPLEXE FIZICE, TEHNICE, RESPECTIV BIOLOGICE
Autor:
Fiz. Ion Apostol
Conducător de doctorat:
Prof. Dr. fiz. Dan Alexandru Iordache
BUCUREŞTI 2012

Subiectul tezei de doctorat propusă de Société: IRT System „Méthodologie basée sur la théorie des catégories, adressant la définition cohérente d’une architecture de simulation”[„Metodologie bazată pe teoria categoriilor, pentru abordarea definiției coerente (consistente) a unei arhitecturi de simulare” ], ar putea utiliza o serie de elemente centrale dezvoltate cu succes în teza sa de doctorat de către  profesorul Ion APOSTOL.

Notă. Teoria categoriilor  formalizează structura matematică și conceptele în ceea ce privește o colecție de obiecte și de săgeți (de asemenea, numite morfisme). O categorie are două proprietăți de bază: capacitatea de a compune săgețile prin asociere și existența unei identități săgeată pentru fiecare obiect. Limbajul din teoria categoriilor a fost folosit pentru a formaliza concepte ale altor abstracțiuni de nivel înalt cum ar fi seturi, inele, și grupuri. Mai mulți termeni utilizați în teoria categoriilor, inclusiv termenul de „morfism”, sunt utilizați în mod diferit de la utilizările lor în restul matematicii. În teoria categoriilor, morfismele se supun unor condiții specifice teoriei categoriilor. cu vaste aplicații practice în teoria limbajelor de programare, în special pentru studiul de monade în programarea funcțională.

Iată derularea programului doctoral cu tematica : „Méthodologie basée sur la théorie des catégories, adressant la définition cohérente d’une architecture de simulation”

 

Société: IRT System
Ville: Palaiseau, Essonne (région parisienne)

Salaire (bourse): 2 018 €
Le poste est basé à l’IRT SystemX, site de Gif-sur-Yvette

I. Description de l’offre

L’Institut de Recherche Technologique SystemX, situé au cœur du campus scientifique d’excellence mondiale de Paris-Saclay, et adossé aux meilleurs établissements d’enseignement supérieur et de recherche français, a pour mission de générer de nouvelles connaissances et solutions technologiques en s’appuyant sur les percées de l’ingénierie numérique et de diffuser ses compétences dans tous les secteurs économiques. Plus particulièrement, au sein de l’IRT SystemX, le programme de recherche „Industrie Agile” vise à développer de nouveaux outils et méthodologies de conception pour les produits et systèmes complexes. Au sein de ce programme, le doctorant sera rattaché au projet AMC (Agilité et Marges de Conception) qui vise à enrichir le travail d’outillage des architectes de simulation en mettant l’accent sur la gestion des marges de conception et le prototypage rapide d’architectures de simulation.

II. Direction de thèse

L’encadrement de la thèse sera assuré par Olivia Penas du laboratoire QUARTZ (EA7393) de Supmeca (St Ouen). La thèse sera inscrite à l’école doctorale Interfaces (ED 573) de l’Université Paris-Saclay. Le doctorant bénéficiera également d’un encadrement scientifique local dans le projet AMC par l’ingénieur-chercheur Romain Barbedienne. Cette thèse sera co-encadrée par Régis Plateaux de QUARTZ et Antoine Spicher du Laboratoire d’Algorithmique, Complexité et Logique (LACL, EA4219) à l’UPEC. Les compétences liées à l’ingénierie multidisciplinaire seront apportées par l’équipe Ingénierie des IS2M (Systèmes Mécatroniques et Multi-physiques) du laboratoire QUARTZ.  Les développements formels envisagés durant la thèse s’appuieront sur les compétences du LACL, dont la thématique principale est la conception des éléments théoriques pour la modélisation formelle de systèmes, des algorithmes et des logiciels.

III. Sujet de thèse

Aujourd’hui, la simulation apporte d’énormes gains en ingénierie de conception: réduction des risques, agilité, réduction des coûts, etc. Elle est de fait un outil indispensable dans la phase de conception des produits pour les grandes entreprises. Dans un contexte de conception de plus en plus complexe intégrant plusieurs disciplines et acteurs, les processus de simulation doivent faire face aux problèmes des simulations multidisciplinaires. Parallèlement, les entreprises doivent assurer la bonne coordination des différents acteurs de la conception, afin qu’ils parviennent à formuler une réponse cohérente et efficace à l’objectif qu’ils poursuivent. En effet, même s’ils ont fait un effort significatif en étendant le nombre d’équipes de simulation à des départements entiers, cela ne garantit en rien la pertinence des résultats obtenus, les ingénieurs pouvant réaliser des simulations sans réellement comprendre l’intention de tels développements [2],[ 5]

Le projet SIM (Simulation et Ingénierie Multidisciplinaire) mené à l’IRT SystemX entre 2013 et 2016 a exploré les facteurs liés à la prise de décision durant la simulation et a identifié le rôle d’architecte en simulation dont la principale mission consiste à renforcer le lien entre le monde de la simulation et celui du système.  Afin de démontrer la contribution des approches d’ingénierie collaborative et multidisciplinaire pour les projets de simulation de modèles complexes, et notamment en mode agile, le projet AMC propose de soutenir le travail des architectes de simulation, en leur fournissant la méthodologie et les outils MBSE (Model Based System Engineering) pour la validation des modèles et des architectures de simulation. Dans ce contexte, la thèse propose de développer une méthodologie MBSE, partant d’un besoin de simulation des Architectes Système (modèle Système) et visant à fournir la spécification des modèles physiques aux équipes expertes [1]. Cette méthodologie est basée sur l’utilisation du concept de Modèle d’intention [4], [6], que nous étendrons pour vérifier et enrichir la spécification des modèles dans une approche MBSE [1]. Ainsi, le travail de thèse portera sur le développement d’une méthodologie et le prototypage d’une plateforme basée sur la théorie formelle des catégories [7] et notamment des Ologs [8], pour supporter la génération automatisée ou semi-automatisée d’une architecture de simulation cohérente, avant la transmission de la spécification des modèles aux fournisseurs de modèles.

IV. Détails des travaux

L’objectif de cette thèse est d’assurer la cohérence des modèles en s’affranchissant de la dépendance aux outils, méthodes, langages, humains. Il s’agira pour cela d’étendre l’utilisation d’une première proposition „CatSE” (Category-based System Engineering) [3], à d’autres champs d’application en ingénierie. On s’intéressera notamment à exploiter les résultats issus du projet AMC pour démontrer la pertinence et la généricité de ce cadre catégorique. Ces développements porteront sur la formalisation de la méthodologie MIMOSAS[1] pour la vérification de la spécification des modèles d’une architecture de simulation répondant aux besoins des architectes système dans une approche MBSE.

La transposition de l’approche de conception de l’architecture du système à la conception de l’architecture de simulation dans un contexte d’ingénierie systèmes, s’appuiera sur la cohérence méthodologique des modèles via la définition ontologique des éléments partagés et dépendants des différents modèles. Lors de l’application à MIMOSAS, le doctorant pourra être amené à améliorer CatSE. A l’issue de ce premier travail, la comparaison des approches sur ces deux champs d’application pourra mettre en évidence des invariants. Les retombées industrielles adressent l’optimisation du processus de vérification (validation) de la conception par la simulation, en termes de coût, de temps, d’ingénierie collaborative relative aux choix d’architecture, de qualité des résultats

V. Références

[1]. Barbedienne R, Penas O, Yagoubi M, Duceau E, Landel E (2018). Model of Intention for the model specification verification during the simulation architecture design process. Roma, Italy
[2]. Joshua JY, Eeckhout L, Lilja DJ, Calder B, John LK, Smith JE (2006). The future of simulation: A field of dreams. Computer 39
[3]. Mhenni F, Choley J-Y, Penas O, Plateaux R, Hammadi M (2014). A SysML-based methodology for mechatronic systems architectural design. Advanced Engineering Informatics 28:218–231
[4]. Retho F, Smaoui H, Vannier J-C, Dessante P (2014). Model of Intention: A concept to support models building in a complex system design project. 10
[5]. Sibois R, Muhammad A (2015). Simulation Lifecycle and Data Management. Systems Engineering, VTT Technical Research Centre of Finland Tampere: sn 22
[6]. Sirin G (2015) Ingénierie des systèmes basés sur les modèles (MBSE) appliquée au processus de conception de simulation complexe: vers une ontologie de la modélisation et la simulation pour favoriser l’échange des connaissances en entreprise étendue. PhD Thesis, Ecole Centrale Paris
[7]. Spivak DI. (2014) Category theory for the sciences. MIT Press
[8]. Spivak DI, Kent RE. (2012) Ologs: A Categorical Framework for Knowledge Representation. PLoS ONE 7:e24274. doi: 10.1371/journal.pone.0024274

VI. Connaissances et savoir-faire essentiels

La thèse portera sur 2 champs disciplinaires :
ingénierie des systèmes/simulation (Simulation Lifecycle Management),
–   méthodes formelles/formalisation mathématique,De fait, une forte curiosité scientifique, un goût pour les approches multidisciplinaires, de fortes compétences dans la formalisation de problèmes seront appréciés. Cette thèse fera appel à une dualité recherche fondamentale/recherche technologique qui demandera des capacités d’adaptation à ce cadre.
Qualités professionnelles
– Capacités d’analyse, forte autonomie et esprit d’équipe
– Organisé et rigoureux

Bibliografie Thomas CSINTA: Referat asupra Tezei de Doctorat Contribuții la Studiul unor Sisteme Complexe, fizice, tehnice, respectiv, biologice a lui Ion APOSTOL

 

Teză de doctorat în MASS – Matematici Aplicate în Științe Sociale, bazată pe teoria abstractă a categoriilor, a teoriei grafurilor și a topologiei rețelelor. Studiul socio – matematic al erorilor judiciare în Franța. (Thèse de doctorat en MASS – Mathématiques appliquées aux sciences sociales), basée sur la théorie des catégories abstraites, la théorie des graphes et la topologie des réseaux. L’étude socio-mathématique des erreurs judiciaires en France)


Raspandeste cu incredere
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

LĂSAȚI UN MESAJ

Specify Facebook App ID and Secret in Super Socializer > Social Login section in admin panel for Facebook Login to work

Specify LinkedIn Client ID and Secret in Super Socializer > Social Login section in admin panel for LinkedIn Login to work

Specify Google Client ID and Secret in Super Socializer > Social Login section in admin panel for Google Login to work

Specify Vkontakte Application ID and Secret Key in Super Socializer > Social Login section in admin panel for Vkontakte Login to work

Please enter your comment!
Please enter your name here