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因果对称化:复杂系统中操作自主性的经验标志

物理与社会 2025-12-15 v2 计算机与社会 软件工程

摘要

理论生物学长期提出,自主系统通过结构与活动之间的相互约束来维持其身份,形成高效因果闭合和自身生成(autopoiesis)等概念所依赖的动力学范畴。尽管这些原理影响深远,但在生物系统之外的直接经验评估仍受制于困境。本文在人工社会技术系统中经验性地评估了这一框架,通过识别与操作自主性一致的统计标志来实现。分析 50 个大型协作软件生态系统(跨 11,042 个系统月),我们构建了一个订单参数(Γ),用于量化组件更替下结构持久性,并利用格朗日因果性来刻画组织架构与集体活动之间的方向性耦合。Γ 显示出双峰分布(Hartigan's dip test p=0.0126;ΔBIC=2000),揭示了在探索性高方差 regime 与成熟性方差坍缩 1.77 倍之间的尖锐相变。在成熟阶段,因果对称化出现,结构-活动耦合比从活动驱动的 0.71 转为双向的 0.94。结合活动与结构持久性的复合可行性指数相较于仅基于活动的预测(AUC=0.88 vs. 0.81)在识别结构僵尸系统(持续活动掩盖建构性衰退)方面表现更佳。综上,这些结果表明因果对称化是操作闭合理论概念的必要统计标志,而不等同于生物生命或机械闭合。它们证明了自主性的核心原理可在人工协作系统中被经验性地探测,支持跨复杂适应系统的自组织自主性的基质无关动力学标志。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.09352,
  title  = {Causal symmetrization as an empirical signature of operational autonomy in complex systems},
  author = {Anthony Gosme},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09352},
  year   = {2025}
}

备注

18 pages, 6 figures, 4 tables