цифровое моделирование эволюции

[diletto]

Утундрий в сообщении #1488370 писал(а):

Вы мне лучше скажите, когда тема про цифровое моделирование эволюции эволюционирует в сторону цифрового моделирования эволюции?

Похоже, только когда я эволюционирую в сторону выучивания ассемблера...

[mtz]

Хоть и не мне вопрос, но скажу.

Утундрий в сообщении #1488370 писал(а):

Вы мне лучше скажите, когда тема про цифровое моделирование эволюции эволюционирует в сторону цифрового моделирования эволюции?

Признак начала такой разговорной эволюции - появление в теме первого уравнения (и как следствие его - первой строки кода).
А вот насчет когда... наверно когда в теме образуется человеческая триединая система - физик, математик, программист. (естественно все высококлассные специалисты, или может это будет одно лицо). А образуется она лишь после того, как автор темы четко сформулирует целевой предмет, к которому специалисты посчитают для себя достойным приложить руку.
Так что будем ждать.

Со своей стороны, если кто из таких специалистов сюда заглянет и имеет свободную минутку, я бы попросил его помочь с маленькой вспомогательно задачкой по теме. Как тут верно подметили, нечего даже начинать моделировать эволюцию в закрытой системе. Нужна внешняя батарейка (подобие Солнца или какого другого тепла в нашем земном биологическом случае). Ну так вот, предлагаю первым делом создать открытую систему в симуляторе.
Лично я предложил бы такой принцип опробовать -

(схема, пока грубая)

Естественно в схеме все элементы и связи это цифровые предметы (код). (Хотя на счет ГШ не уверен, возможно придется его делать физическим; чтобы завязки не было... хотя это на сейчас неважно, пока сойдет и программный ГСЧ).
На шуточном уровне в экселе это у меня работает как пошаговая цепь, вот пример охватываемого диапазона от 1:0 до 0:1 (син.ГШ; крас.G; зел.смесь) -

(иллюстрация)

Вот хотелось бы посмотреть что серьезнее, в коде, или хотя бы послушать мысли специалистов, по реализации этой автоподстройки (вместо программы-модели, естественно, пока ручной преобразователь поставим).
Возможно это совсем уж глупый у меня вариант, тогда хорошо бы послушать про другие варианты такого же назначения, т.е программную имитацию открытой системы.

П.С модераторам - если я антинаучного или иного неподходящего выше наговорил, то просто удалите этот пост, не наказывайте тему, пожалуйста.

[Утундрий]

В общем, когда кто-то начнёт делать хоть что-то, от всех этих умозрительных планов останутся рожки да ножки. Так что не шлифуйте их слишком уж тщательно.

[diletto]

Утундрий
Вы считаете, что умо(з)рительные планы неосуществимы в принципе или что-то конкретное неверно?

[sergey zhukov]

mtz

mtz в сообщении #1488392 писал(а):

Лично я предложил бы такой принцип опробовать

Здесь мы имеем черный ящик, на вход которого подается двоичный сигнал с энтропией $S=A<1$ бит/символ (т.е. по вашему отношение хаос/порядок тут меньше 1). На выходе этого ящика мы имеем сигнал с энтропией $S=B<A$ бит/символ (т.е. по вашему отношение хаос/порядок тут стало меньше, чем на входе $B<A$).

Зачем обратная связь? Кстати, учтите, что при сложении/вычитании двух двоичных сигналов, один из которых меандр, а другой - шум (например, сложение по правилу $0+0=0, 0+1=1, 1+0=1, 1+1=0$) получается точно такой же шум.

Как тут выражается эволюция и что эволюционирует?

Если наша цель - минимизировать энтропию на выходе, почему бы нам просто не заложить в черный ящик программу от генератора меандра $G$?

[mtz]

sergey zhukov в сообщении #1488439 писал(а):

Как тут выражается эволюция и что эволюционирует?

Эволюционирует - внутри черного ящика! (будут. Потом, позже. Мы пока не знаем как это сделать, знаем лишь что там будут случайные мутации и отбор). А эта схема лишь обеспечение должного функционирования этого ящика. И смысл этой должности в поддержании "в режиме реального времени" количества случайных мутаций на уровне, оптимальном для комплекса процессов внутри черного ящика. Там же у нас конечное множество элементов (ну, в смысле "первичный бульон в котором зародилась жизнь" мы не можем сделать из бесконечного количества атомов). Если, не поддерживай мы автоматически этот одинаковый уровень случайности для всех, какой-то один конкурент найдет вдруг очень полезную мутацию, то он расплодится так быстро, что у остальных просто не будет шансов на хоть какую конкуренцию ему. Результатом моделирования будет, образно "одна планета = одна жизнь" (скорее всего как фитопланктон), мы потеряем разнообразие видом, а значит и всякую похожесть на реальность. Вот петлей обратной связи мы и глушим такое супербыстрое эволюционирование одного конкурента, давая возможно и другим успеть проявить себя, выработать какое-то противодействие наглецу, закрепиться, найти свою нишу в пищевой цепочке, а значит и в эволюции.

Или, лучше, давайте совсем по другому поясню. "Цифровая температура", схема - это самый обычный термостат. Меандр = абсолютный ноль; ГШ = бесконечная жара; рабочий диапазон моделирования - между этими крайностями. Точнее даже очень узкий участок (условно $+20$ плюс-минус несколько градусов), соответствующий поддержанию внутри черного ящика состояния существования множества ячеек Бернулли.
Понятен такой ассоциативный образ из термодинамики? Стал ли яснее ход моей мысли, как я пытаюсь физику перенести в чисто цифровую среду, чтобы можно было не изобретать велосипедов, а начать оперировать известными физическими формулами, но применительно к киберпространству?

В каком-то смысле это продолжение вот этой мысли -

mtz в сообщении #1487530 писал(а):

"организовать возможность каждой программе-конкуренту добраться до управления операционной системой".

просто по другому реализованное. Не будем трогать операционку, завяжем в одну систему другим способом.

Собственно я вообще ничего нового не предложил.
Просто
а) сплагиатил вот это чужое -

epros в сообщении #1487432 писал(а):

Просто на Землю падает низкоэнтропийная солнечная энергия, а улетает с Земли высокоэнтропийная тепловая энергия. За счёт этого на Земле появляется возможность происходить процессам, генерирующим энтропию, одним из которых является жизнь, а другим - производственная деятельность человечества.

Но так (с константой хаос:порядок на входе) нам реализовать сложно, наткнемся на аппаратное ограничение вычислений, слишком уж количественно большая площадь территории на которую падает эта константа по сравнению с маленьким количеством жизни на этой территории.

б) и сплагиатил чужое маргаритковый мир. Но он тоже построен на константе хаос:порядок на входе, а переменная - количество отражающих маргарититок.
Ну а я наоборот перевернул - количество маргариток константа, а переменная стала хаос:порядок на входе.
(нам, для моделирования, без разницы. Ведь все "чудеса эволюции" мы ждем внутри черного ящика)

Конечно, наверняка кто-то предложит много лучшие варианты чем этот мной предложенный. Очень интересно было бы с ними ознакомиться. В любом случае проблема никуда не убежит - пока мы не создадим в цифровом пространстве (киберпространстве) открытую систему, все разговоры про цифровое моделирование эволюции будут просто напросто бессмыслицей.

[mtz]

sergey zhukov в сообщении #1488439 писал(а):

Кстати, учтите, что при сложении/вычитании двух двоичных сигналов, один из которых меандр, а другой - шум (например, сложение по правилу $0+0=0, 0+1=1, 1+0=1, 1+1=0$) получается точно такой же шум.

С этим, честно говоря, совсем не понял.
Вот у нас идеальная монетка. Вероятность орел/решка $0,5$. Что нам мешает (даже механически, но в нашем случае программно) сделать дисбаланс чтобы вероятность изменилась, пусть, $0,8:0,2$ в пользу орла? Что нам мешает плавно менять количество этого дисбаланса по ходе процесса?
В общем непонятно, что вы подразумеваете под "точно такой же шум". Или для вас $0,5:0,5$ и $0,8:0,2$ это один и тот же цифровой шум (одинаковый спектр)?

[diletto]

mtz в сообщении #1488485 писал(а):

пока мы не создадим в цифровом пространстве (киберпространстве) открытую систему, все разговоры про цифровое моделирование эволюции будут просто напросто бессмыслицей.

mtz
Что же такое открытая система в цифровом пространстве? Обменивающаяся информацией с тем, что вне её? Почему вы считаете, что без такой открытости ничего не выйдет?

[mtz]

diletto в сообщении #1488517 писал(а):

Почему вы считаете, что без такой открытости ничего не выйдет?

Думаю по этому вопросу вам лучше к epros, у него много лучше получится объяснить это (в смысле показать причину невозможности в закрытой). А я косоязычен, к сожалению.

diletto в сообщении #1488517 писал(а):

Что же такое открытая система в цифровом пространстве? Обменивающаяся информацией с тем, что вне её?

Вот, подозреваю, когда у вас на вопрос выше ответ будет на руках, то эти вопросы сами собой отпадут.

[sergey zhukov]

mtz
Я смотрю, у Вас открытия на каждом шагу. Поток энтропии, ячейки Бенара, маргаритковый мир...
Указывает на то, что надо матчасть еще немного подучить. В этой области вас ждет еще много открытий, сделанных лет 70 назад.

Кстати, вы читали "Происхождение видов" Дарвина? Рекомендую прочесть. Действительно интересно.

[mtz]

sergey zhukov
Кажется я нашел то место, где коса нашла на камень.
На вашем же примере покажу (вместо торнадо можете смело считать любое событие эволюции или событие первого зарождение жизни на планете) -

sergey zhukov в сообщении #1488249 писал(а):

Я смотрел одну передачу про компьютерное моделирование одного из самых сильных торнадо в США. Там метеорологам повезло зафиксировать много параметров атмосферы, в которых зарождался и развивался этот реальный торнадо (поля температур, влажности и давлений, поле ветра и т.д.). Эти поля были введены в компьютер, после чего особенно подчеркивалось, что "мы не во что не вмешивались, далее действовали только законы физики". Получился торнадо (на самом деле вся суперячейка целиком, конечно), очень похожий на наблюдавшийся.
Я считаю, что это хоть и слабый, но пример возникновения чего-то интересного из довольно простых исходных условий. Нам вовсе не нужно запускать какие-то изначально сложные программы, которые понятно что делают, чтобы все равно получить интересные результаты. Но придется ждать.

Вы верите что торнадо - это случайное событие, но при очень очень долгом ожидании мы всё же его увидим обязательно.
А вот вам поясняют, только уже на бочках - нет, не увидите, сколько не ждите, потому что такие известные законы физики, а если бы вы увидели, то это противоречило бы этим самым законам физики -

epros в сообщении #1488297 писал(а):

sergey zhukov в сообщении #1488249 писал(а):

Разве не так выглядит начало биологической эволюции?

Конечно нет!

sergey zhukov в сообщении #1488249 писал(а):

Даны первоначальные элементы и физические законы. Даже свойств самокопирования изначально не предполагается. Но предполагается очень много времени.

И на компьютер тратиться не надо. Просто возьмите герметичную бочку с водой и очень долго ждите. Степеней-то свободы там полно. Вдруг через миллиард лет иная форма жизни вылупится.

Если по простому - никогда не увидите торнадо потому, что у вас просто напросто нет бури (в модели). Т.е нет той случайности (мы не знаем почему возникла буря), которая стала причиной, а следствием этой причины и стало уже гарантированное появление торнадо. И не одного торнадо, с сразу нескольких (много вихрей обычно). И по этой же причине в бочке вы ничего не дождетесь, потому что нет той внешней случайности, чтобы в бочке гарантированно началась эволюция хоть чего либо (да пусть даже закипания воды в бочке).

Технически выражаясь (надеюсь это не прозвучит антинаучно) - торнадо это гарантированное следствие того, что между входом (центр бури) и выходом (окраина бури, внешняя окружность) появился противоестественный дисбаланс, и вот лишнюю "энергию" из-за этого дисбаланса забирает на себя торнадо. Не было бы этого дисбаланса, то не было бы и торнадо. (Полным полно бурь, которые не порождают торнадо)
С изолированной бочкой то же самое. Если у неё нет с внешней средой входа и выхода, то верить, что в ней хоть что-то изменится даже за миллиарды лет - это сродни веры в нарушение закона сохранения энергии.
В общем все функционирует строго по известным законам физики, а не математической статистики. Статистика лишь помогает в расчетах физики. Но случайность всегда есть, только вы ошиблись с местом случайности, она вовсе не там, не внутри системы, а вне её.

(опционально)

Вот все мои речи про моделирование подразумевают, что наша (экспериментаторов) миссия ограничивается тем, что мы рукотворно создаем внешнюю случайность (бурю). И если мы подберем оптимальные правила этой случайности (дисбаланс вход-выход), то у нас в модели гарантировано возникнет событие (торнадо) эволюции. Мы не сможем спрогнозировать точного места где оно возникнет (вообще-то многих мест!). Но мы имеем гарантию, что это обязательно произойдет (причем во многих местах сразу! Образно - вода закипает это ведь сразу несколько пузырьков появляются, а не один единственный).

Конечно, всем тем, кто верит, что в один прекрасный день на Земле случайно возникла одна живая молекула, и именно она стала началом начал всего того разнообразия жизни, которой мы сейчас видим, им понять трудно вот про что выше написано. Если человек верит, что в стае (дарвиновских) попугаев один попугай случайно мутировал стал длиннее клюв, и этот уродец-попугай стал началом начал процесса (отцом), что у всей стаи попугаев впоследствии стали длиннее клювы, то он, наверно, будет отрицать вышеописанное. Такой человек мыслит по законам статистики (оттого и смоделировать эволюцию у него никогда не получится). А вышеописанное про то, что эволюция - это все же законы физики, и ничего более (и вот здесь есть небольшая надежда, что смоделировать эволюцию всё же сможем).

(Немного итоговой философии)

В завершение совсем уж по философски выскажу свое личное понимание (если получилось антинаучно, прошу вычеркнуть). На примере "возникновение жизни на Земле". Не одна реплицирующая молекула где-то в одной луже образовалась в какой-то один момент времени, а образовалось сразу много много реплицирующих молекул (причем разных), во многих многих лужах на всей поверхности планеты, но в короткий промежуток времени (может это был день, может один год, может сто лет, или тысяча, в любом случае это миг по меркам нашей биологической эволюции - но это-то и любопытно узнать моделированием). И случилось это по причине -

epros в сообщении #1487432 писал(а):

Просто на Землю падает низкоэнтропийная солнечная энергия, а улетает с Земли высокоэнтропийная тепловая энергия. За счёт этого на Земле появляется возможность происходить процессам, генерирующим энтропию, одним из которых является жизнь, а другим - производственная деятельность человечества.

И случайность тут только лишь в том, что дисбаланс "падающей низкоэнтропийной" и "улетающей высокоэнтропийной" получился ровно такой количественно, что ранее "неживые" молекулы просто не смогли нарушить законов физики и были вынуждены соединится в "живые молекулы", чтобы оттянуть на себя "энтропийную недостачу" возникшую из-за дисбаланса (про то что жизнь энтропийный преобразователь, надеюсь все согласны).
(Вообще философский язык не люблю, читаю что написал, а звучит как сказка, на которой лишь посмеяться хочется. Эх, в виде формул это бы было выражено куда более солидно, убедительнее, но, что главное, доказательно).

[mtz]

diletto в сообщении #1488517 писал(а):

mtz
Что же такое открытая система в цифровом пространстве? Обменивающаяся информацией с тем, что вне её? Почему вы считаете, что без такой открытости ничего не выйдет?

Все же позорно мне было убежать от вопроса.
Попробую показать своё мнение, хотя бы чуть-чуть, может поймете меня хоть сколько-то. Воспользуюсь образом термодинамики, надеюсь так нагляднее будет. (Но мог бы и на примерах из механики, электричества или чисто информационных системы - принцип-то один и тот же).
Вот, представим, изолированная система в двух вариантах исполнения:

(два вар.)

а) Это аналог того, что вы подразумевали открывая эту тему. И здесь, вроде, со всех сторон растолковали - этот вариант совершенно бесперспективный, ловить в нем вообще нечего в деле моделирования эволюции. Линейная система (быстрота "тепло охлаждается" равна быстроте "холод нагревается"), никаких "чудес" тут гарантированно не будет, хоть миллиарды лет жди.
б) Это аналог вот про что ранее, "низкоэнтропийное" vs "высокоэнтропийное". Нелинейная система (быстрота линейной"жидкость теплая охлаждается, холодная нагревается" не равна быстроте линейной "газ теплый охлаждается, холодный нагревается"). В результате, в узком диапазоне разницы температур тепло/холод, но если в него попасть - на границе возникает очень интересненький процесс (условно - торнадо), как раз годный для возникновения эволюционного процесса, перспективный, то что нам нужно в деле моделирования эволюции. Но есть большое "но" - диапазон-то тепло/холод узкий, а система у нас изолированная, значить долго это (компьютерное) торнадо не продлится (быстро горячее охладится, холодное нагреется), мы просто не успеем зафиксировать возникновение новых форм. (Или, чтобы было долго, нам придется делать делать "резервуары" размером со Вселенную, но так у нас не хватит аппаратных вычислительных ресурсов).
Вроде тупик. Но это если в физической термодинамики. А мы же в киберпространстве, оно нас не ограничивает. А вот я схемой авторегулировки ранее предложил так открыть систему, образно -

(как открыть)

Программно мы можем поддерживать "нужный огонь" (а значит и разницу тепло/холод в узком диапазоне) хоть бесконечно долго, столько, сколько нам нужно следить за возникновением и развитием новых форм жизни в нашей модели. (Эти формы по мере эволюционирования будут "увеличиваться в размерах", это единственное "ограничение сверху" для нашего моделирования, условно - мы ограничены конечным диаметром трубки связывающей резервуары, но ничего страшного, нам бы вообще эволюцию похожую на биологическую запустить, уже это будет победой).
Примерно так вижу.
Напомню - это образ. Я попытался показать процессы в киберпространстве посредством реально существующих физических процессов, и ничего более. Но если кто-то увидел в этом образе что-то антинаучное - прошу удалить пост, ничего страшного, будем считать что я ошибся, а не умышленно.

[diletto]

mtz в сообщении #1488652 писал(а):

Напомню - это образ. Я попытался показать процессы в киберпространстве посредством реально существующих физических процессов

Плоховато у меня с пониманием образов, когда они переплетаются с точными науками. Впрочем, "кто из вас без греха, пусть первый бросит камень".

Действительно, лучше бы показать в "киберпространстве", с минимумом фигур речи. В физическом мире неравновесность принципиально необходима для появления развивающихся (живых или квазиживых) систем. Но я не знаю, что в информатике считать аналогом неравновесности, и сомневаюсь, что вышеупомянутая необходимость вообще переносима (не эмулируема, а именно переносима) с физического полигона на битовый.

[mtz]

diletto в сообщении #1488731 писал(а):

mtz в сообщении #1488652 писал(а):

Напомню - это образ. Я попытался показать процессы в киберпространстве посредством реально существующих физических процессов

Плоховато у меня с пониманием образов, когда они переплетаются с точными науками. Впрочем, "кто из вас без греха, пусть первый бросит камень".

Действительно, лучше бы показать в "киберпространстве", с минимумом фигур речи. В физическом мире неравновесность принципиально необходима для появления развивающихся (живых или квазиживых) систем. Но я не знаю, что в информатике считать аналогом неравновесности, и сомневаюсь, что вышеупомянутая необходимость вообще переносима (не эмулируема, а именно переносима) с физического полигона на битовый.

Хорошо вас понимаю (в смысле что вам мало понятно из мной сказанного). Согласен. Отличное предложение! Давайте так и поступим.
Только, предлагаю, поступим во вашему плану, а не по моему. Для этого вернемся к вашему началу -

diletto в сообщении #1487175 писал(а):

Пытались ли когда-нибудь сделать что-то "близкое к железу", т.е. организовать конкуренцию самокопирующихся программ за вычислительные ресурсы? Вероятно, эффективная реализация потребовала бы не вполне обычной операционки и даже не вполне обычной аппаратной платформы...

Вот уже на уровне "точных наук", "информатики", на "программном" уровне или чем-то предметном, что вы сами для себя хорошо понимаете как процесс в "киберпространстве", детализируйте эту свою мысль про "организовать конкуренцию, на не вполне обычной операционке и на не вполне обычной аппаратной платформе", покажите уже ваши "репликаторы" предметно в цифровой среде.
А я уже ухвачусь за эту вашу детализацию, и используя её покажу, пользуясь вашими же словами, определениями, фигурами речи, почему у вас нет входа/выхода, почему и от чего ваша система изолирована и т.п., т.е. вар.А выше, от которого нечего ждать в деле цифрового моделирования эволюции. И заодно покажу, что и как надо, по моему мнению, у вас изменить, чтобы появился вход/выход, чтобы система стала открытой и, возможно, годной (перспективной в смысле) для цифрового моделирования эволюции, ну т.е стал вар.Б.
В общем мой ответ будет на вашем языке. Так хоть есть шанс что-то обсудить по существу темы, хоть с какой-то пользой для собеседников.
А если по моему плану, если я сам начну предлагать детализацию реализации, подобие ваших "репликторов", но только как бы я делал, хоть на программах-прионах, хоть на клеточных автоматах, то думаю разговор станет еще менее понятным вам, и этим окончательно запутаемся.

Как вам такое предложение? Сможете детализировать свои собственные мысли?

[sergey zhukov]

mtz
Рекомендую прочесть книжку Пер Бак "Как работает природа. Теория самоорганизованной критичности" . Если не читали, то гарантирую как минимум еще одно личное открытие во взглядах на эволюцию.

Книжка (Она научно-популярная) отличается следующим:

1. Автор имеет совершенно ясную и интересную идею и доносит ее чрезвычайно внятно на множестве примеров. Все, что он говорит, мне совершенно понятно;

2. Приводятся поясняющие матмодели такой простоты, что дальше их упрощать уже просто невозможно;

3. Сама основная идея весьма общая, а примеры ее применения такие наглядные, что вы еще долго будете вспоминать их.