Направленность биологической эволюции

[Anton_Peplov]

mihaild
Я тоже читал исходную книгу.
В терминах теории информации там написано следующее. Пусть $E$ - система, подлежащая регулированию, $D$ - источник внешних воздействий (возмутитель спокойствия), $R$ - регулятор. Пусть по условию $H(E|R) \ge H(D|R)$.
Тогда из теоремы сложения энтропий тривиально выводится, что $H(E) \ge H(D) + H(R|D) - H(R)$.

Этому простому математическому факту Эшби дает глубокую интерпретацию. Цель регулятора - свести неопределенность в состоянии регулируемой системы к минимуму, лучше всего к нулю. Очевидно, что для этого достаточно двух условий. Во-первых, $H(R|D) = 0$, т.е. регулятор однозначно реагирует на каждое состояние возмутителя спокойствия. И во-вторых, $H(R) = H(D)$, то есть энтропия регулятора должно быть равна энтропии возмутителя спокойствия. Говоря неформально, регулятор должен быть как минимум таким же сложным, как возмутитель спокойствия, иначе он не сможет сохранять регулируемую систему в одном и том же состоянии.

[Mihaylo]

Mihaylo в сообщении #1582787 писал(а):

объект управления описываемый моделью $y = f(x)$, должен линеаризироваться обратной функцией $x^* = {f}^{-1}(y)$, чтобы им можно было полностью управлять, т.е. должно выполняться условие $x^* = {f}^{-1}(f(x))$.

Извините, не подумал, звёздочкой следует обозначать $y$, а не $x$.
Последние два выражения следует записать:
$x = {f}^{-1}(y^*)$
$y = f({f}^{-1}(y^*))$
$y$ - состояние объекта управления,
$y^*$ - целевое состояние ОУ,
$x$ - воздействие на ОУ.

[Amw]

Mihaylo в сообщении #1582787 писал(а):

С точки зрения теории управления, объект управления описываемый моделью $y = f(x)$, должен линеаризироваться обратной функцией $x^* = {f}^{-1}(y)$

Гладко было на бумаге... Только, если сам объект имеет запаздывание, то регулирующее устройство должно обладать даром предвидения.

[Mihaylo]

Amw
Запаздывание, возмущение и прочие штуки, которые в теории управления принято выделять отдельно - это все в данном случае часть объекта управления (внешней среды), скрыто в операции $f(x)$. Хотя да, я ее называл функцией, это слишком упрощенно...
Допустим апериодическое звено вы "гасите" форсирующим звеном, которое является обратным звеном. Не так ли?

В моем сообщении очень много упрощённо, все лишь бы скорее донести мысль, а не томить теорией. В частности, сделано допущение, что ошибка регулирования должна быть строго равна нулю. Хотя на практике, зверушки нередко ошибаются и естественный отбор не наказывает их за это. Поскольку допускается ненулевая ошибка регулирования, то в этом случае система регулирования может быть упрощена по сравнению с объектом управления.

И самое главное, что нужно пояснить себе из этой "теории", что у организмов есть некоторый предел усложнения, до которого они доходят, а дальше нет смысла усложняться. Может быть человек близок к этой границе...
Отчасти человек просто преобразовывал внешнюю среду, упростил ее (построил дома, сделал отопление и т.д.), организм человека даже имеет тенденцию к упрощению в каких-то аспектах. Что известно про мозг, в последние 25000 лет его объем уменьшается...

[Amw]

(Оффтоп)

Mihaylo в сообщении #1582899 писал(а):

Допустим апериодическое звено вы "гасите" форсирующим звеном, которое является обратным звеном. Не так ли?

Так. Но звено запаздывания "гасится" звеном предсказания - время запаздывания должно быть отрицательным. Т.е. регулятор должен реагировать на событие, которое ещё не произошло.

Mihaylo в сообщении #1582899 писал(а):

...лишь бы скорее донести мысль... ...Поскольку допускается ненулевая ошибка регулирования, то в этом случае система регулирования может быть упрощена по сравнению с объектом управления.

Вот Вы и сами отказались от мысли, что регулирующий объект обязан быть такой же сложности, как объект регулирования. И для очень сложного объекта иногда достаточно простого П- или ПИ-регулятора. Обратная связь - великая вещь.
Я только это и хотел отметить.

[mihaild]

Mihaylo, проблема во всех этих красивых подходах в том, что непонятно, как считать "сложность". И на практике часто оказывается, что огромное количество энтропии перемещается в не интересующие нас места.
Пример: если в закрытой комнате подкинуть шарик от пинг-понга даже очень случайно, а по комнате развесить листы пластика на нитках, то это будет, в смысле полного описания, довольно сложная система. Но привести её в состояние "шарик лежит на полу" может очень простой механизм управления: ничего не делать. Да, это состояние на самом деле имеет очень высокую энтропию (что там где как крутится), но ни для каких практических целей это значения не имеет.
И с процессами на Земле то же самое: Земля получает и рассеивает гигантское количество тепла (174 петаватта, если верить википедии), как устроено это излучение в смысле энтропии - не интересует вообще никого.

talash в сообщении #1582908 писал(а):

научный спор между дарвинистами и неодарвинистами был разрешён не экспериментом, а с помощью мнения экспертов

Уточните, пожалуйста, и дайте подтверждающую ссылку.

talash в сообщении #1582908 писал(а):

Вы согласны с научной методологией, что научные споры должны разрешаться с помощью проведения точных воспроизводимых экспериментов, а не с помощью навязывания чьего-то мнения?

Примерно так (не всё можно напрямую проверить экспериментально), но они должны решаться специалистами. У Вас есть профильное образование? У меня нет (и я не хочу его получать), и поэтому наиболее точный из доступных мне способов выяснения, "как на самом деле" - это взять консенсусную точку зрения (там где она есть).

[sergey zhukov]

Mihaylo
Мысль понятная, я тоже примерно так думаю. Все оговорки уже тоже были высказаны:

1.Требовать от организма сложности, сравнимой со сложностью всей экосистемы, в которой он обитает - это явный перебор. Как правильно сказал Amw, да и вы тоже, для многих сложных систем практически достаточно и простого ПИД-регулятора. Конечно, идеальным было бы управление по модели управляемого объекта (это и значит, что регулятор, содержащий такую модель, должен быть не проще объекта регулирования). Но такая точность заведомо никогда не достигается реальными живыми организмами, так что они больше напоминают ПИД-регуляторы. Хотя, конечно, сложность окружения в среднем требует сложности агента, это кажется вроде-бы очевидным.

2. Годится ли это, как оценка на сложность сверху? Я не вижу, где предел сложности среды, "населенной" такими сложными регуляторами. Возможно, у нее вообще нет стационарного состояния и ограничения сверху?

Может быть, впрочем, и такой результат: по мере совершенствования регуляторов хаос в системе будет постепенно уменьшаться (как результат все лучшей синхронизации работы всех регуляторов), среда будет становится не сложнее, а проще, и регуляторы начнуть упрощаться. Т.е. сначала система проходит этап "некогерентной эволюции", когда все сложно и хаотично, и требуется индивидуальное усложнение, а затем наступает этап "когерентной эволюции", когда все устаканилось и можно начинать упрощение и отбрасывание всего того нагромождения, которое досталось системе в наследство от "бурных эпох хаотичного и истеричного развития".

-- 23.02.2023, 14:00 --

mihaild
Слово "сложность" ведь что-то значит, в конце-концов? Сложно дать определение "сложности" - это да. Но это же полезное понятие, никто ведь не говорит: сложность объекта - это пустой звук, выдумка философов, бесполезная игра слов. И что вообще лучше это слово не употреблять.

Но я согласен конечно, что употреблять слова, которых ты не понимаешь, и даже больше - смысл которых не определен - это первый признак болтуна.

[mihaild]

sergey zhukov в сообщении #1582914 писал(а):

Слово "сложность" ведь что-то значит, в конце-концов? Сложно дать определение "сложности" - это да. Но это же полезное понятие

Оно полезное для простых объектов:) Для сложных оно полезно примерно настолько же, насколько пределы вычислений полезны для прогнозирования вычислительной мощности через 5 лет.

[EUgeneUS]

Mihaylo
Не буду категорично высказываться о неприменимости результатов ТАУ в описании биологических систем.
Вроде бы и там, и там имеются и изучаются системы с разнообразными обратными связями.

Однако, есть сомнения в продуктивности такого подхода.

Кроме того, такое применение зачастую основывается на подмене понятий и терминов. Вот пример:
1. Эшби в своем законе использовал информационную энтропию.
2. Почему-то он ассоциировал величину информационной энтропии с "разнообразием системы".
3. А потом вместо разнообразия говорим о "сложности системы". При этом "сложность" понимается в каком-то бытовом смысле. И о чем идет речь уже совершенно не понятно. Однако, делаются какие-то выводы "космического масштаба".

[Ende]

Выделена (и пока открыта) тема «talash и наследование приобретенных признаков»

[sergey zhukov]

Вот что мне еще интересно. В той же книжке ("Дарвинизм в XXI веке") приведены примеры видов (щитень, гаттерия), которые остаются практически неизменными последние сотни миллионов лет. Что их сохраняет в условиях постоянного неустранимого "разьедающего" действия мутаций? Утверждается, что это отрицательный естественный отбор. Т.е. все отклонения от имеющегося результата отбором выбраковываются, мы имеем оптимум.

Такое представление выглядит очень понятным: вот образец, любое отклонение от него, очевидно, делает только хуже. Даже креационисты, как мне кажется, так себе это представляют. Но это ведь уже представление о естественном отборе, только отрицательном. Т.е. креационисты могут полагать, что вообще все виды в настоящий момент (или даже вообще всегда) находятся под действием отрицательного естественного отбора. Как было сказано в книжке "Дарвинизм в XXI веке": иногда отбор есть, а эволюции нет (как раз отрицательный отбор).

Почему же так трудно предположить, что если есть отрицательный естественный отбор, то должен быть и положительный? Может быть, потому, что кажется правдоподобным такой сценарий: отрицательный отбор ведет к стабильности, поэтому рано или поздно вся экосистема должна попасть в стабильную точку и там остановиться, а мы как раз и наблюдаем такой результат? Т.е. метания под действием положительного отбора должны были уже давно привести к стабильности под действием отрицательного.

Т.е. я хочу сказать, что отрицательный отбор выглядит вроде-бы совершенно ясным, а положительный - гораздо менее очевидным. Почему?

[EUgeneUS]

sergey zhukov в сообщении #1582960 писал(а):

Т.е. я хочу сказать, что отрицательный отбор выглядит вроде-бы совершенно ясным, а положительный - гораздо менее очевидным. Почему?

То, что Вы называете "отрицательным" отбором, обычно называют "стабилизирующим". Кстати, его теорию разработал Иван Шмальгаузен.
А то, что Вы называете "положительным отбором", обычно называют "движущим". И это как раз "дарвиновский" отбор. Как видно, движущий отбор был описан гораздо раньше стабилизирующего, почему он кому-то представляется "гораздо менее очевидным" - сиё мне неведомо.

А вообще, классификация типов отбора принята такая, в зависимости от влияния на признак:

Цитата:

Естественный отбор для черт, которые могут изменяться в некотором диапазоне значений (например, размер организма), можно разделить на несколько типов[8]:

Движущий (направленный) отбор — изменения среднего значения признака в течение долгого времени, например увеличение размеров тела;
Дизруптивный отбор — отбор на крайние значения признака и против средних значений, например, большие и маленькие размеры тела;
Стабилизирующий отбор — отбор против крайних значений признака, что приводит к уменьшению дисперсии признака;
Дестабилизирующий отбор — отбор на расширение нормы реакции одного или одновременно нескольких признаков[9].

И отдельно - половой отбор.

[sergey zhukov]

EUgeneUS
Я так полагаю, что и стабилизирующий, и движущий отбор (и все прочие) - это один и тот же дарвиновский отбор. На этом, как мне кажется, и нужно заострять внимание человека, который хочет понять эволюционную идею.

Я думаю, многим часто кажется, что все уже сейчас находится под действием стабилизирующего отбора. Отсюда обычное возражение "случайные отклонения могут только ухудшить результат". Т.е. все уже оптимально, и если даже отбор и идет, то именно стабилизирующий. Нет проблем с принятием такого отбора. У него как-бы есть явная цель - поддерживать статус кво. Ясно, что он делает, куда направлен - он стремится вернуть все на место.

Но вот движущий отбор - это кажется уже совсем другим и гораздо менее понятным (хотя это то же самое). Потому что не ясно, куда и зачем он движет. Если стабилизирующий отбор возвращает из всех точек окрестности к исходной точке, то движущий отбор - движет от исходной точки в направлении, которое трудно объяснить.

Оба эти отбора имеют идентичные локальные правила, но стабилизирующий выглядит понятнее движущего. Я думаю, это потому, что стабилизирующий отбор тут понимается именно, как процесс целевой, хотя он такой же бесцельный, как и отбор движущий. Т.е. проблема в упрощенном понимании стабилизирующего отбора. Он не такой простой, не работает по типу пружинки, которая тянет обратно тем сильнее, чем больше отклонился.

[EUgeneUS]

sergey zhukov в сообщении #1582990 писал(а):

Я так полагаю, что и стабилизирующий, и движущий отбор (и все прочие) - это один и тот же дарвиновский отбор.

ИМХО, это будет несколько терминологические неверно. Дарвин всё таки акцентируется на движущем отборе, это следует хотя бы из названия его книги.
А назвать всё виды отбора (кроме, селекции - искусственного отбора) - "одним и тем же естественным отбором", можно, конечно. Но не будет ли тут тафтологии?

Кому что более понятно, или менее понятно - это вопросы уже к психологии, наверное.

sergey zhukov в сообщении #1582990 писал(а):

Я думаю, это потому, что стабилизирующий отбор тут понимается именно, как процесс целевой, хотя он такой же бесцельный, как и отбор движущий.

Тут возражения против слов "целевой" и "бесцельный". Цель предполагает субъекта, который её ставит.

[sergey zhukov]

EUgeneUS
Цель предполагает наличие субъекта, это мне понятно. Не спорю. Это мы уже выяснили.

Я только хотел сказать, что как-только что-либо получает объяснение (даже и неправильное) через цель (вот, скажем, стабилизирующий отбор), оно сразу становится и выглядит как бы ясным для человека. Такого именно объяснения он хочет.

А объяснение, не использующее понятие цели (хотя и правильное), человеку понять и принять гораздо труднее. Оно почему-то не выглядит "объясняющим". Оно-то как раз считается именно похожим на тавтологию (вспомним критику дарвинизма - весь его смысл-де сводится к фразе "выживает тот, кто выживает").

Мне на самом деле интересно, почему идея естественного отбора такая труднопостижимая что-ли. Условия дарвиновской эволюции просты и понятны, механизм тоже ясен, полно матмоделей успешно все это воспроизводят. Но у людей по прежнему масса вопросов, причем ясно, что многие не понимают самых начал. Как-то не так ее преподают что-ли? Ощущение есть, что чего-то важного для понимания этой теории не договаривается (не специально, а просто из-за несовершенства изложения).

Возьмем, например парадокс Монти-Холла. Его объяснение на языке теории вероятности занимает три строчки. Однако ощущается какая-то неудовлетворенность: да, математика говорит так, но почему же мне-то кажется, что не так? Но стоит только вместо трех ящиков предложить рассмотреть десять или сто ящиков, как тут же приходит интуитивное понимание. В теории эволюции Дарвина какого-то такого объяснения не хватает, по моему. Такого, чтобы "А! Так вот в чем дело!".