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
Fábrica

O evento pretende reunir investigadores que trabalhem sobre temas ligados à indústria e sobre património técnico e industrial, para uma reflexão prospetiva sobre o património industrial e atuais vias de colaboração no seu estudo, salvaguarda e preservação.

Fotografia do mar e parque eólico

O curso propõe uma imersão nos princípios, desafios e oportunidades da Economia Azul, explorando o papel crucial dos oceanos nas transições ecológica e climática - candidaturas até 13 de novembro.

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O evento propõe um debate aberto sobre a linguagem inclusiva, reconhecendo-a como uma dimensão essencial da equidade e da participação plena de toda a comunidade académica.

Dois participantes em anterior edição da Feira da Matemática

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MISSÃO RAMbo: um percurso em caminhada de sensibilização para a Resistência aos Antimicrobianos (RAM), que decorrerá no Anfiteatro Keil do Amaral, com um percurso de 5,4 km e com possibilidade de trazer o seu melhor amigo (um cão por pessoa).

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Conheça os aventureiros que expandem os limites da descoberta em todo o mundo.

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Na Semana da Ciência e da Tecnologia, entre 24 e 30 de novembro 2025, a ciência será novamente a grande protagonista.

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Uma oportunidade única para desenvolver competências, criar redes internacionais e conhecer de perto uma das instituições parceiras da aliança Unite! - inscrições até 21 de setembro.

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Três investigadores num laboratório

O curso visa capacitar profissionais para aplicar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais industriais, promovendo práticas sustentáveis e eficientes - candidaturas até 22 de novembro.

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