Seminário

Black Swan Physics: Unveiling Hidden Predictability Beyond Recurrence Collapse in Complex Coevolutionary Systems

Sala 1.4.14, FCUL, Lisboa

Speaker: Rui A. P. Perdigão (cE3c - Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa).

Predictability of Complex Dynamical Systems is a challenge on its own even under well-defined structural stochastic-dynamic conditions where the laws of motion and system symmetries are known. However, the edifice of complexity can be profoundly transformed by structural-functional coevolution and non-recurrent elusive mechanisms changing the very same invariants of motion that had been taken for granted. This leads to recurrence collapse and memory loss, precluding the ability of traditional stochastic-dynamic and information-theoretical metrics to provide reliable information about the system dynamics, most notably the non-recurrent emergence of fundamental new properties absent from the a priori kinematic geometric and statistical features. Unveiling predictability under such challenging conditions is not only a fundamental problem in mathematical and statistical physics, but also one of critical importance to dynamic modelling, risk assessment and decision support regarding non-recurrent criticalities and extreme events. In order to address these challenges, generalised metrics in nonlinear information physics are hereby introduced for unveiling the dynamics and elusive predictability of complex dynamical systems undergoing far-from-equilibrium structural-functional coevolution. With these methodological developments at hand, hidden predictability is hereby found and explicitly quantified even beyond post-critical recurrence collapse, long after statistical information is lost. The added predictive value is further highlighted by evaluating the new information metrics among statistically independent variables, where traditional techniques therefore find no information links. Notwithstanding the factorability of the distributions associated to the aforementioned independent variables, synergistic and redundant information are found to emerge from microphysical, event-scale codependencies in far-from-equilibrium nonlinear statistical mechanics. The findings are illustrated to elicit hidden structure in non-ergodic dynamical systems, ranging from climatic to financial, and shed light onto the dynamic predictability of non-recurrent critical phenomena, including that of extreme events in far-from-equilibrium coevolutionary dynamics.

Short bio: Rui A. P. Perdigão is Physics professor and founding chair of the Interdisciplinary Centre for Complex System Science in Vienna, Austria. In the scope of his chair, he has introduced interdisciplinary academic programs on information physics and model design, on complex system dynamics and on fluid dynamical systems. Moreover, Rui Perdigão is Editor in international scientific journals e.g. Earth System Dynamics (Q1 in its field), is the current representative of the CCIAM group (Climate Change Impacts, Adaptation and Modelling) at CE3C, and is also co-affiliated to the Physics of Information and Quantum Technologies group at IT.

14h00-15h00
Departamento de Física
Título "19 Escolas / Ajudas" e conjunto de luzes de Natal

Entre 09 e 19 de dezembro, a Universidade de Lisboa promove a Campanha de Natal Solidária em apoio à Associação SOL, que presta cuidados a crianças e jovens que vivem com VIH/SIDA.

Bolsas de Doutoramento Unite! ULisboa

O concurso decorre até 20 de dezembro.

Computador portátil a projetar imagem de sequência biológica

Curso com candidaturas até 12 dezembro.

Estudantes

As candidaturas decorrem até 08 de janeiro.

Representação de pessoa a interagir com tecnologia

O curso introduz o conceito de Digital Twins e a sua aplicação estratégica no contexto do serviço público, com foco na modernização digital, otimização de processos e apoio à decisão - candidaturas até 11 de janeiro.

Bola de cristal colocada no solo

Curso com candidaturas até 19 de dezembro.

Imagem exemplificativa da área da deteção remota

Este curso avançado tem como objetivo fornecer acesso e ferramentas para a aquisição e processamento de dados de deteção remota para diferentes aplicações, usando imagens multiespectrais de satélite, drone, terrestres e LiDAR, com foco na caracterização da vegetação e da paisagem, bem como das suas mudanças ao longo do tempo - candidaturas até 19 de dezembro.

Duas pessoas a interagirem num contexto de realidade virtual

O curso explora o potencial da Realidade Virtual (VR) e Aumentada (AR) como ferramentas inovadoras nos processos de onboarding e desenvolvimento de competências - candidaturas até 25 de janeiro.

Ginásio "inundado" de tecnologia

Um programa único na Europa, com o objetivo de capacitar para a integração crítica, segura e eficaz de ferramentas digitais na intervenção clínica - candidaturas até 16 de janeiro.

Imagem abstrata

Neste curso, será promovida uma abordagem multidisciplinar, apresentando as descobertas mais recentes sobre o tema e desafiando a forma tradicional de considerar as associações simbióticas como exceções e não como a regra - candidaturas até 09 de janeiro.

As inscrições são grátis para funcionários e estudantes de CIÊNCIAS e da FCiências.ID, mediante a utilização do código CIENCIASFREE. 

O workshop propõe promover a partilha de estratégias metodológicas que permitam transformar as ferramentas de inteligência artificial em apoios qualificados ao trabalho docente, assegurando que complementam, e nunca substituem, a intervenção profissional, o rigor pedagógico e a intencionalidade do professor.

Pessoas a analisarem dados

Candidaturas até 13 de fevereiro.

Um curso prático, limitado a um pequeno número de participantes, destinado a quem procura formação básica em teoria e estatística macroecológica e deseja familiarizar-se com algumas das potenciais utilizações de vários métodos avançado - candidaturas até 13 de fevereiro.