Existence Corridors in Complex Adaptive Systems: A Thermodynamically Constrained Coherence–Compression Framework

This paper introduces a thermodynamically constrained modeling framework for analyzing stability bounds in complex adaptive systems. The proposed approach distinguishes structured, work-capable energy from incoherent thermalized energy through an effective coherence-based parametrization of the form: E_eff = S · S_max² where S represents a dimensionless coherence measure and S_max defines a structural capacity scale under boundary constraints. Rather than proposing a fundamental physical law, the framework is formulated as a minimal phenomenological partition consistent with the First and Second Laws of Thermodynamics. In closed systems, coherence cannot increase without entropy production; in open systems, sustained coherence requires compensatory entropy export. This interpretation aligns the model with exergy concepts and non-equilibrium steady-state theory. The paper introduces the concept of an Existence Corridor, defined as the bounded stability interval between lower structural binding limits and upper transport/propagation constraints. Within this admissible state space, organized systems may persist. Structural compression Φ(t), coherence S(t), and coupling efficiency are analyzed dynamically to describe narrowing stability margins and critical transitions. The framework deliberately separates metaphor, model, measurable operator, and ontology. No teleological assumptions are made. Psychological or ethical interpretations (e.g., resonance or compatibility) are treated as emergent systemic effects rather than primary physical principles. The proposed model is intended as a falsifiable and extensible diagnostic framework for complex adaptive systems, with potential applications in socio-technical systems, institutional dynamics, and stability analysis under increasing structural compression. Dieses Projekt untersucht eine einfache, aber grundlegende Frage: Warum bleiben manche Systeme stabil – und warum kippen andere plötzlich? Ob es sich um Organisationen, Gesellschaften oder technische Systeme handelt: Alle existieren nur innerhalb bestimmter Grenzen. Werden sie zu stark verdichtet, reguliert oder komprimiert, verlieren sie ihre Anpassungsfähigkeit. Werden sie zu chaotisch, verlieren sie ihre Struktur. Zwischen diesen beiden Extremen liegt ein „Existenzkorridor“ – ein Bereich, in dem Systeme lebensfähig bleiben. Das Modell in dieser Arbeit beschreibt diesen Korridor mathematisch. Es unterscheidet zwischen: strukturierter, arbeitsfähiger Energie (Ordnung) und ungeordneter, dissipierter Energie (Verlust) Es zeigt: Ordnung kann nicht unbegrenzt wachsen. In geschlossenen Systemen nimmt sie sogar zwangsläufig ab. Nur offene Systeme können Stabilität aufrechterhalten – indem sie Entropie (Unordnung) nach außen abgeben. Zusätzlich wird untersucht, wie Teilbereiche eines Systems miteinander „kompatibel“ sind. Wenn sie gut zusammenarbeiten, sinkt der innere Energieverlust. Wenn sie gegeneinander arbeiten, steigt die Instabilität. Das Ziel ist nicht, eine neue Naturtheorie zu erfinden. Ziel ist es, ein prüfbares Diagnosewerkzeug zu entwickeln, das helfen kann, kritische Übergänge frühzeitig zu erkennen. Es geht also nicht um Metaphysik. Es geht um Stabilität, Grenzen und Kipppunkte – und darum, wie Systeme innerhalb ihrer tragfähigen Bandbreite bleiben können. Complex Adaptive Systems Non-Equilibrium Thermodynamics Exergy Partitioning Coherence Dynamics Structural Compression Existence Corridor Stability Bounds Critical Transitions Bifurcation Theory Entropy Production Entropy Export Coupled Systems Phase Compatibility Systemic Instability Thermodynamic Constraints