цифровое моделирование эволюции

[mtz]

kry в сообщении #1487850 писал(а):

...Вы на полном серьёзе не знали примеров нового видообразования, произошедшего при недавней жизни человечества.

А какая новая функция у организмов появилась в этих примерах?
(вопрос риторический, ибо я и так знаю - никакой новой функции не появилось)

Поймите, я совершенно не против того, как понимают "образовался новый вид жизни" биологи. Просто мне вот лично неинтересно их понимание. По причинам о которых я говорил ранее.
А вот как программисты понимают самостоятельное приобретение программной новой функции - это мне интересно. Как это понимают прикладные математики, физики и т.п., т.е представитель точных наук, способные формализовать проблему на абстрактном уровне, выразить зависимости сложной комплексной системы на языке математики, да и вообще много знающие о поведении физических систем и их моделировании. И я надеялся что тема будет про это, потому что в названии темы использованы слова "модель" и "цифровая", и нет слова "биологическая".
Это, конечно, мои пожелания. Ничего против привлечения в тему биология я не имею (я просто пропускаю эти посты, не читаю), пусть автор темы сам задает направление разговора.

[kry]

mtz в сообщении #1487852 писал(а):

Просто мне вот лично неинтересно их понимание.

Я Вас удивлю: согласие или несогласие с биологами не требуется. Знания - да, согласие/несогласие - нет. Примеры свежего видообразования, даже если они вдруг неизвестны, легко гуглятся и согласия с ними не требуется.

[mtz]

kry в сообщении #1487853 писал(а):

Я Вас удивлю: ...

Вы бы меня удивили, если в качестве первичного элемента моделирования предложили прион. По мне так идеальный объект моделирования без всякого усложнения. В смысле можно вообще взять его образ как простейший процесс "когда молекула количественно накопила $N$ атомов, то распалась на две половинки количественно примерно $N/2$". Думаю программно легко реализовать такой "репликатор", функция самоклонирования в наличии. Тогда ожидаемая новая функция - приобретение памяти таким цифровым прионом в процессе эволюции. Или объединение многих элементов в подобие "многоклеточного орагизма". Т.е какая-то новая функция, дающая какие-то преимущества. Саму среду реализовать как я предлагал вначале, "прион А жрет прион Б, прион Б жрет прион В, а прион В жрет прион А", задать систему учета энтропии этой среды, смотреть изменение энтропии по ходу эволюционирования... Как-то так. Думать много надо. А у меня умишки слабые. Но чужие размышления, от людей креативных и вооруженных багажом знаний, интересно было бы послушать на счет подобной цифровой модели эволюции.
И не думаю что такие рассуждения на цифровом уровне чем-то могут оскорбить биологов или противоречить научным фактам из биологии. Ведь кроме слова "прион" от биологии ничего и нет, да и его можно вычеркнуть из разговора. Чистая цифра (программный код) эволюционирующая по чистым математическим правилам, и, возможно, что-то похожее на термодинамику физики. (не думаю что и физики оскорбились бы таким разговором или нашли в нем что-то противоречащее физическим научным фактам).

[kry]

mtz в сообщении #1487859 писал(а):

Ведь кроме слова "прион" от биологии ничего и нет

Учитывая то, что прионы не считаются подавляющим числом биологом живыми, то биологии здесь действительно нет.

[Geen]

mtz в сообщении #1487859 писал(а):

в качестве первичного элемента моделирования предложили прион
. По мне так идеальный объект моделирования без всякого усложнения. В смысле можно вообще взять его образ как простейший процесс "когда молекула количественно накопила $N$ атомов, то распалась на две половинки количественно примерно $N/2$"

В огороде бузина, а в Киеве дядька.... Какие прионы что накапливают и на что распадаются? Вы ссылку привели потому, что слово красиво звучит или хоть немного ознакомились с её содержанием?

[diletto]

kry в сообщении #1487821 писал(а):

Простите, а в нашей бренной Вселенной Вам что мешает прочитать любой современный учебник по эволюционной биологии? И почему это не мешает Вам обсуждать тематику, связанную с моделированием эволюции?

Если выяснится, что понимание учебника по эволюционной биологии требует, скажем, хорошего курса органической химии, то вряд ли я такое подыму в этой реинкарнациии. А если учебник похож на (полу)популярные книги вроде "Рождение сложности" Маркова, то отчего бы и нет...

kry в сообщении #1487821 писал(а):

Нам достоверна неизвестна жизнь за пределами Земли, но если она там есть, то таковая безусловно по определению подвержена биологической эволюции и имеет химическую основу, так как жизнь - это "самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции".

Ура, я спровоцировал вас на слово "дарвиновская". Теперь:
- дарвиновская - это та и только та, которую описывал Дарвин для конкретной биоты конкретной планеты? Или, возможно, слово "дарвиновская" определяется через некоторые ключевые признаки? Какие же? Нельзя ли перенести термин на небиологические объекты? Какими свойствами такие объекты должны обладать?

kry в сообщении #1487821 писал(а):

Видимо, это не так. Я уже приводил свой старый пост, но повторюсь:

Да, это действительно очень интересно.

[kry]

diletto в сообщении #1487884 писал(а):

Если выяснится, что понимание учебника по эволюционной биологии требует

Понимание эволюционной биологии требует более-менее адекватного знания школьного курса биологии. Этого достаточно. В свою очередь без школьного курса биологии говорить вообще о чём-либо затруднительно в данной теме.

diletto в сообщении #1487884 писал(а):

Или, возможно, слово "дарвиновская" определяется через некоторые ключевые признаки? Какие же? Нельзя ли перенести термин на небиологические объекты? Какими свойствами такие объекты должны обладать?

Ответы на данные вопросы содержатся в том самом школьном курсе биологии. Дам подсказку: вспоминайте основные движущие силы биологической эволюции по Дарвину, а затем как понимание этих изменилось в изначальной СТЭ, а затем в более поздней версии СТЭ+нейтральной теории эволюции.

[diletto]

mtz в сообщении #1487831 писал(а):

Такое вот я мнение имею. Подобной темой интересуюсь (как любитель, конечно) не один год, и даже не одну пятилетку

mtz,
а какими соображениями вы могли бы поделиться, чтобы тема не свернулась от страха перед суровыми пуристами от биологии? Вам встречались разработки, сколько-нибудь близкие к тому, что я тщусь здесь изобрести?

[mtz]

diletto в сообщении #1487988 писал(а):

mtz,
а какими соображениями вы могли бы поделиться, чтобы тема не свернулась от страха перед суровыми пуристами от биологии?

Соображений у меня море, но все сырые, нет ни одного уровня чтобы им целесообразно было делиться, ни для меня, ни для слушателя. К сожалению. Поэтому предпочитаю слушать чужие соображения.

diletto в сообщении #1487988 писал(а):

Вам встречались разработки, сколько-нибудь близкие к тому, что я тщусь здесь изобрести?

Такие чтобы уровня содержательного разговора - нет, не встречались.
Собственно в каком-то смысле таким разработкам целый раздел этого форума посвящен, называется "Искусственный интеллект и Машинное обучение". Зайдите и ознакомитесь, насколько печальное положение дел в этой области.
Не вы один ищите ответы, пытаетесь изобрести хоть что-то похожее на реальность.
Все упирается в банальность - как возникает новая функция (модификация). Это общее что у биологической эволюции, что у чистого программирования. Никто понять не может. Понятно лишь, что не простым перебором и обучением, и ни эвристикой (в программном её смысле). Тупым перебором и запоминанием лучших вариантов лишь улучшательство старого происходит (модернизация), не более. А на модернизации далеко не уедешь в эволюционной гонке.

П.С. Но я вот для себя из вашей темы жемчужину всё же вытащил. Товарищ тут предложил по настоящему свежий подход. Буду долго над ним думать. Не то что надеюсь чего-то нового придумать, но это тот предмет, который благородный для обдумывания, смысловой. Не уровня "путешествий во времени" и подобной бессмысленной чепухи.

[sergey zhukov]

mtz в сообщении #1487997 писал(а):

Все упирается в банальность - как возникает новая функция (модификация)

Может, как-то так: $1+1+1+1....+1=1000$ ? Было 1 стало 1000 - новая функция!
Мне кажется, что люди, которые жестко различают вариацию имеющегося и возникновение чего-то совершенно нового, неявно предполагают, что есть какая-то устойчивая структура (имеющийся вид), а эволюционные изменения - это что-то вроде шума, наложенного на эту структуру. Она как-то колеблется вокруг среднего (вариации), но далеко от него не уходит. Примерно, как если бы мы имели некую книгу и веками делали бы с нее одной рукописные копии (с ошибками, добавлениями, комментариями). Эти копии всегда мало бы отличались от оригинала и друг от друга.

Не так это работает. Нет ничего устойчивого, ничто с течением времени не сохраняется. Копии делаются только с копий. Первая копия книги делается с оригинала, вторая - с первой копии, третья со второй и т.д. Через множество поколений текст книги может стать и станет совершенно неузнаваемым. Понимаете? Нет пределов для его изменения. Если копии бесконечно делать с копий, то нет никаких причин к сохранению чего бы то ни было. Нет даже возможности такого сохранения. Биологический вид будет плыть, поскольку он у него просто нет возможности сохраняться. Если же мы видим какое-либо более-менее длительное сохранение чего-то, так это лишь потому, что это что-то меняется очень медленно.

Где-то у Докинза есть хороший пример. Знаете, есть такая игра в слова, когда дается исходное слово (вид), и за один ход можно поменять, добавить или убрать в любом месте слова одну букву (мутация). Но так, чтобы получилось другое слово (не фатальная мутация), а ее бессмысленный набор букв (фатальная мутация). Цель - получить таким образом другое заданное слово (новый вид). Не нужно думать, что если в заданных словах по $N$ разных букв, то игра заканчивается через $N$ ходов, ведь все промежуточные слова должны быть осмысленными. Путь от одного слова до другого может быть очень длинным и запутанным, в течение которого длина слова может неоднократно увеличиваться и уменьшаться. Этот пример хорошо показывает сложность эволюционных путей. А кроме того, он показывает, что одно слово может стать другим через цепочку простых маленьких шагов, причем на каждом шаге это тоже некоторое "живое" слово.

Надо уже смириться с тем, что малыми стараниями через очень длительное время получается большой результат. Но именно через длительное время.

А что вы имеете против простого перебора? По моему, так все новое и делается. Я вот даже за собой замечаю, что часто при решении задачи делаю так - придумываю какой-то вариант, а затем смотрю, подходит он или нет. Только в учебниках все излагается от начала к концу, а создается это часто от конца к началу. И много попыток неудачных. Новое рождается из случайности. Где нет случайности, там вообще ничего нового появиться не может.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Междисциплинарный раздел» в форум «Свободный полёт»
По-видимому, это все же сюда. Пока.

[mtz]

sergey zhukov в сообщении #1488004 писал(а):

Копии делаются только с копий. Первая копия книги делается с оригинала, вторая - с первой копии, третья со второй и т.д. Через множество поколений текст книги может стать и станет совершенно неузнаваемым. Понимаете?

Я вас очень хорошо понимаю. И так же хорошо понимаю kry, Дарвина, Докинза и всех других, кто разделяет такую же точку зрения. Я совершенно не против что вы так воспринимаете эволюцию. И если у вам удастся что-то смоделировать похожее на эволюцию, то я только рад буду этому.
Но только вот лично мне это все неинтересно. Точнее я не верю (и этой вере есть основания, вполне научные), что вы хоть что-то сможете смоделировать на таком принципе, а останется все на уровне философских споров. Поэтому и не желаю тратить свой ресурс на такой (назову его классическим, или "чисто биологическим", ведь он зародился со времен Дарвина) принцип. Вот любые другие принципы интересны, но не этот.

sergey zhukov в сообщении #1488004 писал(а):

Надо уже смириться с тем, что малыми стараниями через очень длительное время получается большой результат.

Количество результата - это мелочь. Проблема в перетекании количества в качество, в смысле что нет гарантии в этом, это не происходит "автоматически, само собой".
Математика уже имела большой результат к тому времени, как один математик взял и придумал мнимую единицу. Появление мнимой единицы - это вовсе не прямое следствие большого результата математики, но большой результат способствовал этому. Надеюсь этот пример возникновения новой функции в области вам знакомой вам понятен.

sergey zhukov в сообщении #1488004 писал(а):

А что вы имеете против простого перебора? По моему, так все новое и делается.

Против перебора ничего не имею. Моё личное фу исключительно против парадигмы, в которой этот перебор ставится в край угла, фундаментом процесса. Представим мы строим новый дом. Сначала нам нужно разработать проектную документацию, и лишь потом, руководствуясь ей, выбирать подходящие проекту кирпича и отбраковывать неподходящие. Вот перебор - это кирпичи. Но не проект. Путем перебора не разработается сама собой проектная документация.
Так я понимаю, проблема моделирования эволюции - непонимание как на языке математики выразить этот "процесс возникновения проектной документации". А остальное как раз "дело техники" - простой перебор и время, и вуаля, имеем цифровое существо с новой функцией, и эта функция позволяет ему обойти конкурентов.
Вот мне интересны мысли, которые именно что относятся к поиску "математики проекта" (как вы ранее про энтропию обсуждали, термодинамику привлекли, по мне так очень перспективно). И не интересно в тысячный раз слушать "биологи давно бы все отмоделировали, да им, бедным, вычислительных ресурсов не хватает" (оно и неудивительно, с законами статистики трудно спорить, при прямом переборе даже всего времени вселенной не хватило бы на то, чтобы появилось всё то, что у нас сейчас перед глазами прыгает, бегает, мяукает, гавкает, цветет и пахнет).
Это я высказал свое личное мнение и исключительно к этой теме про цифровое моделирование эволюции. Ничего про науку биологию антинаучного не говорил, да и вообще саму эту научную дисциплину не касался, а слово "биологи" использовал в смысле той группы людей, кто верит, что можно построить цифровую модель эволюции на основе простого перебора.

Ну а в теме главное, я считаю, это автору четко задать какие-то начальные и конечные условия его "репликаторов". Точнее с начальными он определился, это функция размножения (А). Тогда ему надо выбрать конечное, например функцию движения или еще что-то (Б), главное чтобы можно было формализовать эту функцию, хоть как-то подвести к математике программирования. И вот уже на этом конкретном примере, шаг за шагом, коллективно начать поиск как применение одной функции (А) может способствовать возникновению второй новой функции (Б), т.е пройти этапы и "проектирование" (самое сложное) и непосредственно "строительства" (ну здесь проще, простой перебор, по сути тут и разговаривать-то не о чем, тут всё и так давно известно).

П.С. если модераторы считают что я пишу что-то слишком уж вольное, то прошу не наказывать тему (и меня тоже), а просто снести мой пост, а я больше сюда ни ногой, обещаю!

[sergey zhukov]

mtz в сообщении #1488012 писал(а):

Путем перебора не разработается сама собой проектная документация.

Вы же согласны с тем, что у эволюционного процесса нет цели. Какой еще проект? Эволюция строит без проекта. Какие еще конечные условия для репликаторов? У эволюции нет конечных условий.

Примерно как я берусь, например, писать это сообщение. И не знаю, что будет в следующем предложении. Пробую одно - не нравится. Удалил, написал другое. Опять не то. Попробовал так и сяк, наконец получается что-то удовлетворительное (для меня). Пишу следующее предложение. В итоге текст написан без всякого плана. Я руководствовался на каждом шаге только каким-то неясным критерием "подходит - не подходит" и прилеплял одно слово к другому. И переписывал часто.

mtz в сообщении #1488012 писал(а):

Проблема в перетекании количества в качество, в смысле что нет гарантии в этом, это не происходит "автоматически, само собой".

Нет гарантии в этом. Это может и не произойти. Возможно же, что нигде, кроме как на Земле, это и не происходит. Есть интересная программа (по сути даже среда для программирования) NetLogo. Там приведено много интерактивных примеров, как простейшие агенты, у которых очень простые правила поведения, демонстрируют интересный результат в массе (как муравьи). Обычно там все случайно, а результат не случайный получается. Это к вопросу о том, что хотя в случайности и нет гарантии, на практике мы оправдано можем ждать от случайности не случайных, практически гарантированных результатов.

[mtz]

sergey zhukov в сообщении #1488017 писал(а):

Вы же согласны с тем, что у эволюционного процесса нет цели. Какой еще проект? Эволюция строит без проекта. Какие еще конечные условия для репликаторов? У эволюции нет конечных условий.

Вижу вы меня поняли неправильно. Лично я вообще не задаюсь вопросом "зачем?", ограничиваюсь вопросом "как?" эволюционирует. Для ответа на "как?" и делается моделирование. И начало ответа мы знаем - изменилась окружающая среда. Это изменение среды мы вполне можем водить в симулятор (образно - чтобы хоть немного было похоже на как у нас на Земле последовательность изменения климата, но это, конечно, сейчас в разговоре далеко не главное).
Покажу на наглядном примере - когда-то давным-давно люди дошли до уровня, что им надо было перетаскивать тяжелые предметы с места на место. Вот эта необходимость перетаскивания и есть "изменение среды". Тогда в ответ человек придумал колесо - появилась новая функция. И не один человек придумал, а множество разных незнакомых друг с другом людей на разных континентах примерно в одно время придумали одно и тоже - колесо. Можно сказать "природа (в данном примере человеческая) отреагировала на изменение среды". Вот изменение среды мы можем ввести ручками в симулятор (ничего страшного), а в "репликаторы" в ответ, какие-то из них, но не все, должны отреагировать, т.е у них должна возникнуть адекватная этому изменению функция (или разные функции, межфункциональная конкуренция). А какие-то "репликаторы" не отреагируют, и, соответственно, это проигравшие эволюционную гонку (в киберпространстве, конечно). Про "конечные условия" - это я ведь в смысле исключительно применительно к простейшей цифровой модели эволюции. Если мы даже с простейшим разобраться не можем, то куда уж нам начинать моделировать "от мгновения зарождения жизни и до сегодняшнего дня"

sergey zhukov в сообщении #1488017 писал(а):

Есть интересная программа (по сути даже среда для программирования) NetLogo. Там приведено много интерактивных примеров, как простейшие агенты, у которых очень простые правила поведения, демонстрируют интересный результат в массе (как муравьи). Обычно там все случайно, а результат неслучайный получается. Это к вопросу о том, что хотя в случайности и нет гарантии, на практике мы оправдано можем ждать от случайности не случайных, практически гарантированных результатов.

Да я с клеточными автоматами наигрался давным давно. Кроме красивых узоров ждать от них нечего, никакой пользы. (Если, конечно, их применяют как по вашему принципу - простым перебором).
Но вообще сам принцип клеточного автомата (только такого, который сам может менять правила своего хождения, опять же в зависимости от изменения среды) я лично считаю очень перспективным для моделирования эволюции. Собственно я сначала и хотел автору тему предложить клеточные автоматы, но подумал что ему виднее на чем развивать тему, репликаторы так репликаторы, пусть будут они. Пока не суть что является эволюционирующим элементом и где. Главное разговор настроить в продуктивное русло, чтобы в нем появились точные науки и математика (и исчезла биология, точнее превратилась в полную абстракцию).

[sergey zhukov]

mtz в сообщении #1488022 писал(а):

Вот изменение среды мы можем ввести ручками в симулятор (ничего страшного), а в "репликаторы" в ответ, какие-то из них, но не все, должны отреагировать

Это получается быстро, только если функция в популяции уже есть, а дело только за тем, чтобы ее распространить. Например, такая простая модель: репликаторы в наследство передают свой цвет со случайными мутациями. Мы ручками вводим изменение цвета окружающей среды, хищники с более высокой вероятностью поедают тех репликаторов, которые заметнее на текущем фоне. В результате цвет популяции следует за цветом окружающей среды, репликаторы приспосабливаются.
Или в той же NetLogo есть такой пример: перед вами на экране бегают муравьи, а вы хищник и должны их поедать, кликая на них мышкой. Есть быстрые и медленные муравьи (много разных типов). При поедании каждого следующего муравья в популяции появляется новый муравей, произошедший случайным образом клонированием любого из живых муравьев. Вы чаще будете поедать медленных муравьев, в них мышкой попадать проще. Через некоторое время вся популяция будет состоять из очень быстрых муравьев. Опять же приспосабливаются репликаторы.
Если же речь идет о том, что репликаторы должы что-то изобрести такое, чего у них не было вообще, то скорее всего они просто все вымрут в вашей модели, так ничего и не изобретя. Их нужно "травить" очень медленно, чтобы у них было много времени изобретать. Все это опять же очень и очень сильно затягивается. Принципиальных трудностей здесь нет. Например, мы можем взять таких репликаторов, позволить им такие мутации и так настраивать ручками окружающую среду, что будем точно знать: отреагировать они должны так-то и так-то, мутационный путь для этого существует. И даже в этом случае они будут тыкаться невероятно долго. А если мы ждем от них чего-то для нас заранее неизвестного, то вообще неочевидно, что наша упрощенная модель позволяет достичь такого результата.
Кстати NetLogo - это не только клеточные автоматы. Там много других моделей работает.