Точно, словно часовой организм

[fregimus]

Замечательная демонстрация алгоритмической эволюции. С благодарностью dration за ссылку на это видео. Смотреть лучше без звука и делая паузы на слайдах — они меняются достаточно быстро!

Каждый организм состоит из 30 шестерен, 1 анкера, 7 стрелок, 1 пружины и корпуса. Детали соединяются между собой: шестерни «склеиваются» центрами и краями,  стрелки — концами, и так далее. Генотипом организма является матрица связности графа,  вершины которого суть «активные точки» каждого элемента (у стрелки — концы, у шестерни — центр и зубчатый венец, и т. д.). Элементами матрицы связности графа такого вида могут быть только 0 и 1.

На каждом шаге симуляции из популяции выбирается три организма. Худший из трех уничтожается, а два лучших совокупляются и порождают одного потомка. Потомок получает каждый элемент матрицы связности от случайно взятого из обоих родителей, кроме одного случайно выбранного элемента, который опять же случаен (мутация). Кроме того, мутациям подвергается число зубьев в шестернях. Целевая функция, та, что выбирает «худшую» особь из трех, оценивает пригодность организма как часов: у него должны быть детали, отсчитывающие секунды, минуты, часы; как я понимаю, круговое движение лучше периодического, а круговое движение стрелки — самое лучшее для отсчета времени.

Если что-то не понятно, то пожалуйста спрашивайте! Этот предмет я достаточно хорошо понимаю, чтобы объяснить всякие мелочи.

Разъяснение некоторых слов и выражений:

Straw man

Тип заблуждения или демагогического рассуждения, когда предмет спора подменяется измышленным или упрощается до потери принципиальных для обсуждения свойств. В данном случае таким является упрощение живой природы до коробочки с деталями часов.

Intelligent Design

Антинаучное течение, объясняющее правоту креационистского воззрения тем, что живое «слишком сложно», чтобы развится естественным путем, и, следовательно, создано, разработано разумным существом (сторонники I.D., претендуя на научность, избегают здесь слова «божество»).

Peer reviewed

Практика научных журналов, когда статьи направляются анонимным рецензентам-специалистам в области. Все признанные академические журналы относятся к этой категории.

Abiogenesis

Происхождение живого из неживого. Автор предупреждает, что демонстрация не дает ответа на вопрос о том, как появились первые часы.

Gear; ratchet; hand; spring; housing

Детали часов: шетерня, зубчатое колесо; анкер; стрелка; пружина; корпус.

Affinity

сродство, стремление двух элементов к соединению под непосредственным действием физических сил.

Deleterious

Опасный для жизни.

Comments

[sentiment-ru.livejournal.com]

Не согласен, нужны сразу полноценные часы. Каждое поколение любой промежуточной формы должно быть полностью жизнеспособным. Скачок от одного вида к другому должен произойти за одно поколение, либо нужны какие-то искусственные условия. А за два поколения - это как прыжок через пропасть в два прыжка.

[fregimus.livejournal.com]

Не совсем понял, чему Вы возражаете. Если Вы в принципе не согласны с тем, что эволюция происходит, я переубеждать Вас не возьмусь. Если тому, что эта модель эволюционирует — тогда определите эволюцию. Если то, что эта модель соответствует природной эволюции, тогда подробнее объясните, чем именно. Конечно, любая модель есть приближение — в чем Вы тут видите дефект?

нужны сразу полноценные часы.
Для чего нужны? В какой момент? В начале? Разумеется, модель работает в предположении выживания всех особей, т. е. все особи жизнеспособны, даже состоящие из несоединенных частей. Здесь же из трех случайно отобранных особей две всегда выживают и потомство создают. Другие модели тоже существуют, но для моделей, где жизнеспособность ограничена, моделировать приходится гораздо большие популяции.

Скачок от одного вида к другому должен произойти за одно поколение
Тоже не ясно. Что считать видом, а что еще особью того же вида? Разбиение на виды вполне условно и, если критерии поставить изумительно четко, получим в какой-то момент родителей одного вида, а детей — другого. Но это не относится к модели или к эволюции вообще; мне кажется, это вопрос таксонометрии, скорее.

[sentiment-ru.livejournal.com]

Не возражаю что эволюция происходит, но не понимаю КАК она происходит. Понимаю, что белые бабочки в некоторой местности за несколько лет могут превратиться в черных, чтобы не выделяться на покрытой сажей местности. Но как вообще могли появиться бабочки из амеб - непонятно. Где промежуточные формы? И как промежуточные формы могли быть жизнеспособными? Все-таки у амеб не было крыльев. И чтобы полететь, нужны сразу же настоящие крылья. Особи с ненужными отростками-недокрыльями будут нежизнеспособны и не передадут свой признак потомкам.

К слову о крыльях - я не понимаю феномена птеродактилей, имевших крылья и вес, который нельзя поднять этими крыльями при данной плотности атмосферы.

К слову об истории - я вообще не знаю кому верить. Все, что писал Анатолий Фоменко правдоподобно. Но где официальное признание или опровержение от РАН? РАН может и не заниматься каждым мелким сумашедшим, но Фоменко - сам академик и завкафедрой мехмата МГУ. А сам я проверить не могу, нет нужной квалификации, времени, да и достаточной заинтересованности, если уж быть честным.

А если вернуться к мультику - да, ограничивая жизнесобность, мы должны брать больше циклов воспроизводства, чтобы дождаться достаточно сильной и удачной жизнеспособной мутации. То есть ждать, когда шестеренка скачком мутирует в часы. А это, все-таки невозможно. Сколько ни жди.

[bdag-med.livejournal.com]

Планировать можно. Вот хорошая картинка про глаз, например. http://elementy.ru/images/news/eyes_living_mollusks_600.jpg

[dration.livejournal.com]

>Скачок от одного вида к другому должен произойти за одно поколение, либо нужны какие-то >искусственные условия.
данная фраза абсолютно не соответствует сути эволюции.
Про механизмы эволюции (по жизни а не в случае с часами) доходчиво написано вот тут:

http://evolution2.narod.ru/ (читать можно сразу с раздела "Факторы эволюции" - там как раз и про то, _как_ происходит, и при каких условиях и как долго проходят изменения и про поколения и про все остальное.

[exxt.livejournal.com]

очень интересный у Вас журнал :)

[fregimus.livejournal.com]

Спасибо. Мне он тоже нравится! :-)

[fycom.livejournal.com]

Это прям какое-то кровосмешение :)

Не вижу никакого преимущества в этом. Автор мог бы добиться такого же результата просто внося случайные мутации в одного родителя и отбирая лучшего потомка в каждом поколении.

[fregimus.livejournal.com]

Скажите, что именно, конкретно, Вы прочитали с тех пор, как последний раз здесь же утверждали то же самое, после того, как Вам было на пальцах на простом примере объяснено, что это не верно?

[fycom.livejournal.com]

Еще не написали таких книг, которые вам нужно было бы прочитать и "одобрить", чтобы понять мою точку зрения :)))

А насчет часов - да, возможно, я и ошибаюсь. Это не принципиально.

[ex-clyde404.livejournal.com]

А можно ссылочку на простой пример и объяснение на пальцах? Интересно

[dorinem.livejournal.com]

Спасибо, интересно. Правда, до своей целевой аудитории всё равно не дойдёт. Поклонники ИД обычно оказываются неспособны к обсуждению алгоритмов на любом уровне (из грустного личного опыта).

[fregimus.livejournal.com]

Да это, собственно, и не про них. Естественно, когда речь идет о религиозных убеждениях — в широком смысле, Windows vs. Linux, например, — логика все равно молчит. Это бесполезно. Чтобы убедить одного сомневающегося, нужно много работы. А на одного не сомневающегося не действует ничего. Господин, отвечавший непосредственно выше, например, служит тому прекрасной иллюстрацией — хотя о религии в узком смысле тут никакой и речи нет.

[dorinem.livejournal.com]

Это правда. Кстати, давно хотела сказать, что меня восхищает Ваша манера вести дискуссию - внятно, чётко и предельно вежливо.

[ex-clyde404.livejournal.com]

Может, у меня бедноватое воображение - но я никак не могу представить себе целевую функцию, в которой в явном виде не были бы прописаны появляющиеся в процессе экспиремента виды часов и то, какие из них лучше, а какие хуже. Это несколько умаляет показательность экспиремента, но не делает его менее интересным.

[dration.livejournal.com]

Тьяжело. А в код программы заглянуть вместо того чтобы демонстрировать скудность воображения вы не пробовали? попробуйте, узнаете много нового )

[ex-clyde404.livejournal.com]

Я с удовольствием. Можно ссылку? :)

[ex-clyde404.livejournal.com]

Да, погорячился. Тем не менее, целевая функция достаточно сложна относительно исходного продукта эволюции.

[fregimus.livejournal.com]

А почему, если правильно Вас понял, она должна быть обязательно простой?

С другой стороны, онаа мне показалась достаточно простой. Код в clocktest.m включает и проверки, что часы работают, и оценку насколько хорошо они работают. Оченочная часть в основном после комментария Here we test the gears ability to measure various intervals of time и, мне кажется, вполне логична: маятник — хорошо, шестеренка — лучше, шестеренка со стрелкой — еще лучше, а дальше — квантизация по измеряемым интервалам времени.

Вопрос

[cmike.livejournal.com]

А что-нибудь похожее про экологию точнее, взаимодействие организмов в экосистемах - не можете посоветовать? Чтобы модели были проще, но свойства их на свойства реальных систем были похожи. Уравнения Вольтерра знаю. ;)

Уточню - я математик, поэтому у меня есть интуитивное понимание устойчивости - насколько сильно нужно изменить модель, чтобы изменились ее свойства. Этот пример с этой точки зрения просто сногшибателен. Хочу такой же про экосистемы. :)

Re: Вопрос

[fregimus.livejournal.com]

Увы, нет, даже предположить не могу, где можно было бы такое поискать.

Re: Вопрос

[dration.livejournal.com]

Не совсем в тему, но возможно что-то близкое к объекту вашего интереса можно найти вот в этиих вот местах:

http://dino.wiz.uni-kassel.de/ecobas.html
http://www.bioinformatics.org/
http://syntheticbiology.org/
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/tools/index.html

[apoudy.livejournal.com]

Да, а вот к чему может привести искусственный отбор:
http://cleverence.ru/mutatator/gallery.htm

В принципе можно и естесственный сделать, только непонятно как задавать критерии оценки приспособленности к среде.

[fregimus.livejournal.com]

Эт точно. А к чему может привести ествественный отбор — и так уже хорошо видно! :-)