Termodinamika, suatu bidang dalam ilmu fisika, pada prinsipnya dapat diterapkan pada bidang ekonomi, sosial dan budaya dengan mencari sifat kesamaan karakter karakternya yang bersifat dinamis. Keputusan suatu kelompok tak dapat diramalkan dengan tepat walaupun pilihan pilihan yang dimiliki tiap tiap individu telah diketahui dan aturan mainnya pun telah disepakati sepenuhnya. Bahkan urutan penyajian pilihan kepada kelompok ternyata mampu mempengaruhi proses pengambilan keputusan, sehingga hasilnya akan menjadi sulit untuk diramalkan. Kajian seperti ini dalam komunitas fisika dikelompokan dalam kajian sistem kompleks.
Hukum alam secara umum dalam bahasa matematika diungkapkan dalam bentuk persamaan diferensial nonlinear. Namun persamaan diferensial nonlinear berpotensi memasuki daerah chaos, yang super sensitif terhadap kondisi awal dan hanya memiliki prediksi yang baik untuk jangka pendek.
Untuk menghindari ketidaknyamanan dalam ranah nonlinear ini, biasanya fenomena alam dibahas dalam model ideal, sangat sederhana. Sebagai alternatif penyelesaian, konsep jaringan automata dianggap sebagai konsep yang ampuh untuk mengungkapkan hukum alam. Jaringan dapat diartikan sebagai kesatuan unit yang bekerja untuk suatu fungsi. Jaringan automata bermakna bahwa tiap automata adalah unit yang berstatus tertentu yang menerima masukan dari unit lain. Berdasarkan informasi itu unit tersebut beradaptasi sekaligus mengirimkan keluaran automata lainnya. Ini menjadi suatu metoda untuk memahami bagaimana fenomena alam mungkin terjadi.
Pada penerapannya jaringan automata dibagi atas 2 jenis:
1. Jaringan automata secara langsung.
Pemodelan untuk sistem yang dapat menata dan mengatur diri sendiri. Pemodelan ini dapat diterapkan pada aliran fluida, gejala longsor atau gempa bumi dan bahkan menyangkut hukum alam yang harus dipecahkan dengan mekanika statistik.
2. Jaringan automata tak langsung.
Model jaringan automata yang dibuat dari hasil reduksi persamaan diferensial yang rumit dan saling berkaitan. Tiap variabel yang diperlukan untuk memerikan sistem diperlakukan sebagai automata. Dinamika sistem dapat digambarkan dalam 'dunia lain' yang dinamakan ruang keadaan atau ruang fasa. Dalam ruang fasa dikenal istilah attractor, yang dapat diklasifikasikan berdasarkan dimensinya. Adanya attractor dan gerak galau (chaotic) serta karakterisasinya pada suatu sistem bisa jadi memiliki padanan dengan sistem lain di dunia nyata.
Kesamaan antara sistem fisis dengan jaringan automata boolean diharap diperoleh konsep proses komputasi yang bermanfaat. Pemahaman karakteristik dan dinamika jaringan syaraf tiruan dapat membantu pemahaman proses komputasi secara umum dan membuka peluang baru dalam bidang komputasi.
Klasifikasi dimensi attractor yang terdapat dalam ruang keadaan:
a) Attractor dimensi nol = sistem menuju stabil dalam ruang keadaannya.
Penerapannya adalah pada jaringan syaraf tiruan untuk pengenalan pola yang dikenal dengan istilah memori asosiatif. Dengan mengatur jumlah titik stabil melalui penetapan bobot antar neuron atau melalui proses belajar yang akan mengatur perubahan bobot antar neuron, dapat juga dimanfaatkan untuk proses interpretasi berbagai bentuk sinyal, optimasi, dan masalah yang sulit dipecahkan jika menggunakan metoda konvensional.
b) Attractor dimensi satu, sistem menuju siklus limit, yaitu berubah secara periodik misalnya mengikuti suatu lingkaran, elips, atau lintasan tertutup dalam ruang keadaan.
Attractor dimensi bilangan bulat seperti ini belum diterapkan dalam jaringan syaraf tiruan, misalnya masukan tertentu atau keadaan awal sistem dapat menentukan serangkaian keadaan yang menggambarkan gerak periodik sistem tersebut. Padahal pemanfaatannya dapat digunakan untuk persoalan yang berkaitan dengan keadaan awal sistem yang diganggu oleh kuantitas fisis yang mengandung ketidakpastian, namun menghasilkan gerak periodik. Contohnya adalah untuk mempelajari kasus gerak dan kondisi bumi ketika mengalami gangguan dengan energi tertentu.
c) Attractor dimensi pecahan (fraktal) = attractor aneh dalam ruang keadaan yang berkaitan dengan gerak galau (chaotic).
Dengan mengambil isomorfisme atau kesamaan bentuknya, cara berpikir juga dapat bersifat nonlinear, tidak datar dan searah. Cara berpikir nonlinear menganut pola saling terkait dan saling berhubungan. Konon Albert Einstein menganut pola seperti ini, berpikir agak berbeda dengan yang lain, berpikir untuk keperluan membuat hubungan, walaupun kadang-kadang tampaknya tidak terlihat ada hubungannya. Kelihatannya rumit dan memusingkan bagi yang tidak terbiasa, seolah-olah terkesan melompat-lompat ke sana ke mari, namun mungkin sangat berguna bagi dunia intelijen.
