Система может предсказать крах экономики и эпилепсию

Нейробиологи из Университета Сассекса создали систему, предсказывающую экономические кризисы и эпилептические припадки. Новая математическая модель с равным успехом может прогнозировать поведение реальных сложных систем и отслеживать явления, такие как изменение климата и эпидемии. Это дает возможность предотвратить катастрофу до того, как она случится.

Исследователи использовали математику и подробное компьютерное моделирование, чтобы показать, как «информационный поток» достигает пика в момент, когда система переходит от стабильного, «здорового» состояния, к нестабильному, «больному».

Такие «фазовые переходы» характерны для многих реальных систем и зачастую имеют весьма значительные последствия, например это касается эпилептических припадков и финансовых кризисов. В обоих случаях нарастает лавина определенных событий, которые в результате приводят к кризисной ситуации. До сих пор не существовало достаточно надежных методик прогнозирования подобных переходов.

Ведущий исследователь доктор Лионель Барнетт (Lionel Barnett) отмечает: «Ключевым моментом динамики сложных систем, таких как мозг и экономика, является взаимное влияние отдельных элементов, попросту говоря, взаимодействие информационных потоков между ними. Этот информационный поток должен измеряться для системы в целом, а не только локально между различными частями».

По существу, это означает способ математически описать, в какой степени части сложной системы одновременно отделены (все они ведут себя по-разному) и интегрированы (все они зависят друг от друга). Исследовательской группе удалось сделать это, и в доказательство работоспособности новой системы, было продемонстрировано надежное предсказание фазовых переходов в модели Изинга. Эта модель используется физиками уже много десятилетий, она предназначена для описания процесса намагничивания материала.

Новая методика анализа поведения сложных систем имеет огромные перспективы, поскольку позволяет прогнозировать негативные события задолго до того, как они произойдут. Например приблизительный прогноз времени наступления эпилептического припадка позволит организовать превентивную помощь и поместить пациента в безопасное окружение до наступления кризиса. Аналогичные принципы можно применить к финансовым рынкам, климату, и даже иммунной системе.