Główne kierunki badań Instytutu
Badania prowadzone w Instytucie Nauk Interdyscyplinarnych im. Sir Rogera Penrose’a koncentrują się na analizie struktury informacji w naturze oraz na zrozumieniu mechanizmów powstawania i stabilności złożonych systemów fizycznych, technologicznych i społecznych.
Celem prowadzonych badań nie jest jedynie rozwijanie teorii w ramach istniejących paradygmatów naukowych, lecz identyfikowanie nowych struktur teoretycznych umożliwiających bardziej spójny opis procesów zachodzących w przyrodzie oraz w systemach technologicznych tworzonych przez człowieka.
Badania te prowadzone są w ramach kilku głównych programów badawczych, które obejmują zarówno zagadnienia fizyki fundamentalnej, jak i analizę systemów technologicznych oraz społecznych.
Każdy z tych programów rozwijany jest równolegle w dwóch wymiarach: jako projekt naukowy oraz jako potencjalne źródło nowych koncepcji technologicznych.
Technologie transformacyjne
Program badań nad technologiami transformacyjnymi koncentruje się na analizie tych obszarów rozwoju technologii, które mogą prowadzić do fundamentalnych zmian w funkcjonowaniu gospodarki i społeczeństwa.
Szczególną uwagę poświęca się technologiom informacyjnym, sztucznej inteligencji, nowym systemom energetycznym oraz technologiom infrastrukturalnym, które w coraz większym stopniu determinują stabilność współczesnych systemów społecznych i gospodarczych.
Badania prowadzone w ramach programu obejmują analizę dynamiki rozwoju technologii, identyfikację punktów krytycznych w systemach technologicznych oraz modelowanie scenariuszy transformacji technologicznej.
Celem programu jest zrozumienie, w jaki sposób rozwój technologii prowadzi do powstawania nowych struktur gospodarczych oraz jakie mechanizmy decydują o stabilności systemów technologicznych w długiej perspektywie.
Wyniki tych badań stanowią podstawę analiz publikowanych w miesięczniku Raport K* oraz punkt wyjścia dla rozwoju nowych koncepcji technologicznych rozwijanych w ramach programów technologicznych Instytutu.
Systemy złożone i stabilność systemowa
Drugi program badawczy Instytutu koncentruje się na analizie systemów złożonych, czyli takich struktur, w których zachowanie całości nie może być w prosty sposób wyprowadzone z analizy pojedynczych elementów systemu.
Systemy takie obejmują między innymi gospodarki narodowe, systemy technologiczne, infrastrukturę energetyczną, sieci informacyjne oraz struktury społeczne.
Badania prowadzone w ramach programu koncentrują się na identyfikowaniu mechanizmów stabilności systemowej, analizie procesów prowadzących do destabilizacji systemów oraz modelowaniu progów krytycznych, po przekroczeniu których systemy przechodzą w nowe stany dynamiczne.
Szczególne znaczenie ma tutaj rozwijany w Instytucie model progu K*, który opisuje moment, w którym system przekracza granicę stabilności i wchodzi w fazę gwałtownych zmian strukturalnych.
Model ten wykorzystywany jest zarówno w analizach technologicznych, jak i w badaniach nad stabilnością systemów społecznych i gospodarczych.
Fizyka informacji
Najbardziej fundamentalny program badawczy Instytutu dotyczy badań nad rolą informacji w strukturze rzeczywistości fizycznej.
Badania prowadzone w tym obszarze koncentrują się na analizie relacji pomiędzy informacją, materią i energią oraz na poszukiwaniu nowych modeli teoretycznych umożliwiających opis procesów fizycznych w kategoriach struktur informacyjnych.
Program obejmuje między innymi badania nad strukturą czasoprzestrzeni, analizę roli informacji w procesach kwantowych oraz rozwój modeli opisujących dynamikę systemów fizycznych w kategoriach procesów informacyjnych.
Jednym z głównych celów programu jest identyfikowanie tych aspektów fizyki fundamentalnej, które mogą prowadzić do powstania nowych koncepcji technologicznych w obszarach takich jak technologie informacyjne, systemy obliczeniowe czy nowe materiały funkcjonalne.
Relacja między badaniami a technologią
Badania prowadzone w Instytucie nie są traktowane jako odrębna działalność akademicka oddzielona od rozwoju technologii.
Stanowią one raczej pierwszy etap procesu, w którym nowe modele teoretyczne prowadzą do identyfikacji nowych architektur technologicznych oraz do powstawania koncepcji technologii rozwijanych w ramach programów technologicznych Instytutu.
W praktyce oznacza to, że wiele projektów technologicznych rozwijanych w Instytucie ma swoje źródło w analizach prowadzonych w ramach programów badawczych.
Dzięki temu możliwe jest zachowanie spójności pomiędzy badaniami fundamentalnymi, analizą systemów technologicznych oraz rozwojem nowych koncepcji technologicznych.