Что мы упускаем из реальной работы эволюционного процесса? [закрыто]

Как ученый (и специалист по информатике) я считаю, что если мы не можем смоделировать процесс, значит, мы не поняли его должным образом. Я довольно давно слежу за интересной областью искусственной жизни , и результаты отрезвляют — позвольте мне просто процитировать два абзаца из текущих обзорных статей:

Одна вещь, которая, кажется, всегда случается с такими проектами, заключается в том, что после того, как они достигают своей намеченной цели, если «эволюционной» программе позволяют работать дальше, она не производит дальнейших улучшений. Это именно то, что произошло бы, если бы все знания об успешном роботе исходили от программиста [...]

Вот почему я сомневаюсь, что какая-либо «искусственная эволюция» когда-либо создавала знание. У меня такое же мнение, по тем же причинам, относительно несколько иного вида «искусственной эволюции», которая пытается развить смоделированные организмы в виртуальной среде, и того вида, который противопоставляет разные виртуальные виды друг другу.

Источник: Дэвид Дойч (2011): Начало бесконечности.

Один из первых сетевых экспериментов с искусственной жизнью был основан на хорошо известной системе A-Life Tierra. Он был создан в начале 1990-х годов экологом Томом Рэем для моделирования in silico основных процессов эволюционной и экологической динамики. После того, как Рэй начал свою работу, он вскоре осознал потенциал Интернета для создания большой сложной среды, в которой цифровые организмы могли бы свободно развиваться. Поэтому он создал проект под названием Network Tierra, чтобы использовать этот потенциал.

Результаты этого эксперимента были неоднозначными. Одной из целей Network Tierra было воспроизвести кембрийский взрыв, в ходе которого одноклеточные организмы на Земле быстро превратились в многоклеточные, а затем в более сложных животных.

Эксперимент in silico начался с созданного человеком многоклеточного организма, состоящего из двух разных типов клеток. Это выжило в условиях естественного отбора, что само по себе было значительным успехом, но количество типов клеток никогда не превышало двух.

Источник: MIT Technology Review (2014): Любопытная эволюция искусственной жизни.

Дело в том, что я сам много успешно работал с генетическими алгоритмами и генетическим программированием (я также преподаю этот материал), но что меня беспокоит, так это то, что мы до сих пор не можем создать какую-то абстрактную форму (ко)эволюции внутри компьютера. где имеет место некая реальная динамика, производящая все более и более изощренные «виды».

Мой вопрос
: Есть ли намеки со стороны биологических наук, что это может быть за таинственный ингредиент, который нам до сих пор не хватает? Это физика? Это химия? Это что-то другое?

РЕДАКТИРОВАТЬ
Очевидно, что вопрос не ясен в его нынешнем виде, поэтому я пытаюсь уточнить: я имею в виду сложность получающихся «видов» в искусственных симуляциях жизни. Например, их поведенческая или структурная сложность. Почему эти симуляции всегда застревают на каком-то очень низком уровне (например, следуя за едой) и никогда даже не создают что-то настолько сложное, как бактерия? Вычислительных мощностей уже должно быть более чем достаточно - и все равно ничего... Кажется, что выходит только то, что было заложено в симуляцию, но реальная эволюция производит что-то действительно новое (это мнение известного ученого и эрудита Дэвида Дойча ( Оксфордский университет) означает: «Я сомневаюсь, что какая-либо «искусственная эволюция» когда-либо создавала знание».)

РЕДАКТИРОВАТЬ2
Натаниэль дал мне решающий намек в комментариях, что эта проблема называется «неограниченной эволюцией (OEE)» в сообществе Alife, и это одна из самых больших исследовательских задач — еще не решенная! В качестве отправной точки см. здесь: https://www.google.de/search?q=%22open-ended+evolution%22&artificial&life .

Очень интересно, что это, кажется, не беспокоит биологическое сообщество и встречает здесь даже враждебность (некоторые даже читают мне лекции о том, что доказательства эволюции неопровержимы, и тем самым намекают, что я могу быть каким-то сумасшедшим креационистом - невероятно...)

... и нет, ответ - это не вопрос мнения (почему этот вопрос был закрыт), а действительный исследовательский вопрос (надеюсь, когда-нибудь появятся хорошие ответы)!

EDIT3
В прошлом году была даже большая конференция по этой теме с множеством интересных результатов (хотя сама проблема до сих пор не решена):
http://www.tim-taylor.com/oee1/

См. также мой дополнительный вопрос здесь:
Если эволюция не связана с увеличением сложности, почему развивается такая большая сложность?

@Downvoter: рекомендуется излагать свои причины. Как я могу улучшить вопрос? Спасибо.
Я голосую за закрытие, поскольку ответы на этот вопрос будут основаны только на личном мнении. Я также буду вторым голосующим против, поскольку мы понимаем и располагаем научными данными за 150 лет, подтверждающими эволюцию и процесс естественного отбора. Кроме того, вы выбрали две статьи, подтверждающие вашу точку зрения, и это не тот случай, когда «если мы не можем смоделировать процесс, значит, мы не поняли его должным образом». Галилей не мог смоделировать солнечную систему, но смог доказать гелиоцентризм. Ньютон и Лейбниц не могли моделировать бесконечно малое, но могли его понять.
@AMR: Какое отношение имеет к тому, что у нас есть доказательства эволюции с моим заявлением о том, что мы на самом деле не понимаем этот процесс? У нас есть доказательства квалиа, но мы не понимаем их с научной точки зрения. У нас есть доказательства квантовой механики и общей теории относительности, но мы до сих пор не можем их объединить — так что же вы хотите сказать? И я бы сказал, что Галилей, Ньютон и Лейбниц не знали всего, что нужно знать, и сегодня мы можем смоделировать эти процессы!
@AMR: Если вы думаете, что я что-то выбрал, дайте мне одну ссылку (только одну), где искусственное моделирование действительно создало что-то сложное.
@AMR: ты шутишь? Я бегло просмотрел статью и сам проделал гораздо более сложные вещи с генетическими алгоритмами. Автор пишет лишь о каком-то простом моделировании простой морфологической структуры, что неудивительно, учитывая, что статье уже более четверти века. Серьезно: вам стоит познакомиться с областью искусственной жизни, которая гораздо богаче и глубже. Ссылка на википедию, которую я дал выше, является хорошей отправной точкой... и все же она не летает! (и нет, это не вопрос мнения, а сложный научный вопрос!)
@AMR: см. мое редактирование внизу вопроса - спасибо.
Вы ответили на вопрос в своих первых строках: .. я считаю, что если мы не можем смоделировать процесс, значит, мы не поняли его должным образом. Как можно делать модель, когда неизвестно, как появились первые клетки и почему и как возникли многоклеточные организмы? Это не магия; если вы не укажете параметры, модель не будет генерировать магию
В аргументе Дойча есть неотъемлемая проблема: «если «эволюционной» программе позволить работать дальше, она не приведет к дальнейшим улучшениям». Он влюбляется в одно из самых больших заблуждений об эволюции, которое только можно себе представить, что эволюция связана с «улучшением». Эволюция всегда была связана только с изменением. Подумайте о серповидноклеточной анемии. Без направляющего отбора Plasmodium sca является изнурительной болезнью, и популяция дикого типа процветает, в то время как сканированные мутанты менее приспособлены. Нет паразита, и люди с мутантным аллелем выживают, а организмы дикого типа умирают.
При одних условиях более приспособлена одна группа, при других – другая. Ни то, ни другое не является улучшением или улучшением, они являются тем, чем они являются в контексте среды, в которой они находятся.
@AMR: Ваши последние два комментария были весьма полезны - спасибо.
@AMR: См. мой дополнительный вопрос: biology.stackexchange.com/questions/42050/…
@Christiaan: Пожалуйста, посмотрите мой дополнительный вопрос: biology.stackexchange.com/questions/42050/…
@shigeta: Вы пишете в своем профиле: «Я считаю, что биология и другие сайты обмена стеками должны приветствовать новичков и поощрять диалог о науке, эволюции, технологиях и т. Д.». Просто чтобы вы знали, что мне здесь не очень рады (просто посмотрите на комментарии), и я знаю, как работает stackexchange... см., например, мой профиль здесь: quant.stackexchange.com/users - я знаю, что это не ваша вина но обидно за сайт biology.SE. Жаль это говорить...
В кругах искусственной жизни это известно как «проблема эволюции с открытым концом». Это (все еще) область активных исследований (например, по ней был семинар на последней конференции ALife в Йорке, Великобритания, в прошлом году), но никто не верит с уверенностью, что знает ответ на данном этапе.
На мой взгляд, это в основном связано с ограничениями вычислительной мощности, которая была очень ограничена на протяжении большей части истории этой области и даже сейчас не совсем достаточна. Из-за этого мы склонны использовать наименьшую популяцию, с которой мы можем сойти с рук, и очень сильное давление отбора, потому что в противном случае мы слишком долго ждали бы, пока что-нибудь вообще произойдет. Но при небольших популяциях и сильном отборе не следует ожидать ничего, кроме сильной конвергенции к локальному оптимуму.
«Сомнение Дойча в том, что какая-либо «искусственная эволюция» когда-либо создавала знание», кажется мне необоснованным, поскольку существует достаточное количество хорошо задокументированных примеров именно этого, в виде электрических цепей, которые работают так, как ни один человек никогда не изобретал, и Что-то в этом роде. (Но я не читал статьи Дойча, и, возможно, он обращается к ним.)
@Натаниэль: «проблема эволюции без ограничений». - это очень хороший намек, с чего я могу начать. Интересно, однако, что биологическое сообщество, кажется, не знает об этом...
@AMR: Смотри мое новое редактирование2 - возможно, ты захочешь пересмотреть свое отрицательное мнение... Спасибо.
Нет. Ничего не изменилось. Мне не нужно компьютерное моделирование, чтобы посмотреть на генетическую гомологию между видами и понять, как работала эволюция. Я могу смотреть на фактические данные и интерпретировать их. Это объясняет мне, почему у людей 46 хромосом на диплоидную клетку, а не 48, как у наших родственников-приматов. Я могу просмотреть летописи окаменелостей и увидеть, как эволюционируют виды. Земля предоставила все модели и данные для эволюции и естественного отбора, которые когда-либо понадобятся, чтобы понять и доказать это.
Вы также упускаете суть закрытых голосов. Ни на один из ответов на ваш другой пост не ссылаются, и почти все они основаны на мнении, даже если некоторые из них являются действительными мнениями. Руководящий принцип сайта — не допускать вопросов, которые ведут к такого рода ответам. Это для вопросов, которые приведут к основанным на фактах ответам. Ваш вопрос больше подходит для собрания лаборатории или рабочей группы для мозгового штурма идей, а не для сайта, который не выглядит как открытый форум мнений. В Сети их много, и мы не пытаемся быть такими.
@AMR: Вы не понимаете разницы между «видеть , что что -то работает» и «понимать , как что- то работает», верно? Вам достаточно стоять перед чудодейственной машиной в благоговейном трепете и просто признать , что она работает. Мы согласны с этим. В чем вроде бы разница между нами: очень хочется понять , как это работает — вплоть до мельчайших деталей процесса. Вот почему я стал ученым, и именно поэтому я задал этот вопрос: « Что нам не хватает в реальной работе эволюционного процесса?»
Опять же, вы в значительной степени совершенно не правы, и это, вероятно, потому, что вы действительно не вложили время и усилия в изучение биологии. Это не таинственно и не чудесно. Он предсказуем и ведет себя логично. Вот почему это Теория Эволюции, а не гипотеза эволюции. Мы так хорошо понимаем эволюцию, что можем использовать ее, чтобы делать предсказания о природе и природных явлениях, которые верны и могут быть доказаны с величайшей научной строгостью. Единственное, чего нам не хватает, — это фактическое доказательство самого начала вплоть до Последнего универсального общего предка.
@AMR: Да, и, кстати, я полностью осведомлен о том, как работают сайты SE — я на сегодняшний день № 1 на одном из них: quant.stackexchange.com/users — и, честно говоря, климат очень там приветливее, чем здесь!
Чтобы прояснить мое близкое голосование - вы пишете ... и нет, ответ - это не вопрос мнения (почему этот вопрос был закрыт), а действительный исследовательский вопрос (надеюсь, когда-нибудь с некоторыми хорошими ответами)!... Это может быть действительный вопрос , но ответы будут в основном основаны на мнении, что делает вопрос здесь не по теме.
@AMR: «Единственное, чего нам не хватает, — это фактическое доказательство самого начала вплоть до Последнего универсального общего предка». Вы забыли, что мы не можем воспроизвести эволюцию с открытым концом в компьютерной симуляции... Итак, есть как минимум две вещи...
@Christiaan: Откуда вы знаете, что еще до того, как вы столкнулись с правильным термином, под которым должны быть найдены результаты исследования («проблема открытой эволюции OEE»)???
Компьютер не может воспроизвести число Грэма, хотя оно конечно и использовалось в строгом математическом доказательстве. Так что я не собираюсь терять сон из-за неспособности компьютерных «ученых» моделировать эволюцию in silico. Компьютеры — отличный инструмент, но то, что с ними нельзя что-то сделать, не означает, что есть проблема с реальным событием, которое они пытаются имитировать.
@AMR: Достаточно справедливо, но я думаю, что проблема не в том, что мы не можем воспроизвести это, а в том, что мы даже не знаем, чего не хватает (мы знаем это в случае теории Рамсея!) - и это все, что я спросил за.
Я могу быть полностью неправ, но я не слышал, чтобы эволюционист или палеобиолог говорил, что нам нужны компьютерные симуляции, чтобы понять предмет, точно так же, как астрономы запрашивают компьютерные модели, которые моделируют космическое расширение или образование галактик. И это потому, что модель, которую нам дает Теория, довольно полная. У нас могут быть пробелы, но на сегодняшний день у нас нет необъяснимых форм жизни. Я могу посеять чашку с дрожжами, подвергнуть их мутагенезу и подвергнуть селекции, и с некоторой малой вероятностью я найду адаптированные мутанты, отсутствующие в контроле. И мы понимаем механизм этого.
« Что нам не хватает в реальной работе эволюционного процесса? — « Есть ли намеки биологических наук на то, что может быть этим таинственным ингредиентом, которого мы, кажется, до сих пор не замечаем? Это физика? Это химия? Это что-то другое? — Разные люди видят «разные намеки», и однозначного ответа нет. Любой может быть прав относительно того, в каком направлении нам следует двигаться. Это само определение основанного на мнении . просто означает, что не может быть «одного верного ответа», к чему стремятся сайты SE ( как вы знаете )
@AMR «Я могу быть совершенно неправ, но я не слышу, чтобы эволюционист или палеобиолог говорил, что нам нужны компьютерные симуляции, чтобы понять предмет» - на самом деле есть немало очень старших и влиятельных теоретиков эволюции, которые широко используют моделирование. Сразу приходят на ум Сатмари и Новак, хотя есть и много других.
@Nathaniel Szathmáry использует моделирование для проверки конкретной гипотезы о молекулярных машинах, а также о многоклеточном развитии, основываясь на предположении, что эволюция действительно происходит предсказуемым и понятным образом. Этот вопрос говорит о том, что мы не можем понять эволюцию как механизм, если мы не можем смоделировать ее на компьютере, в этом есть разница. «если мы не можем смоделировать процесс, значит, мы не поняли его должным образом». Это очень отличается от использования компьютерного алгоритма для проверки гипотезы, которая разрабатывалась в течение миллионов или миллиардов лет.
@AMR: Представьте, что физики наблюдают за Солнечной системой и собирают вне всяких разумных сомнений доказательства того, что планеты притягиваются друг к другу и что за их движение отвечает «гравитация». Они даже обобщают «гравитацию» в несколько хороших законов. Теперь вы вводите эти законы в компьютер и смотрите, как они влияют на разные объекты. К сожалению, вместо эллипсов объекты движутся по прямоугольникам. Возвращаясь к физикам, они говорят вам: «Ничего, мы полностью понимаем гравитацию, и нам не нужно ее моделировать, потому что есть доказательства того, что планеты движутся по эллипсам». Как бы вы отреагировали?
Симуляция неверна, а не доказательства или теория. Взгляните на код, который вы написали, и найдите ошибку. Вы влюблены в компьютеры и по какой-то причине не можете отделаться от мысли, что данные, которые они генерируют, совершенны, а все остальные ошибаются. Если вы хотите иметь дело с гиперболой, если в симуляции овцы рожают обезьян, я найду аспиранта, написавшего код, и попрошу его перестать быть второкурсниками. Однако если целая отара овец начнет рождать обезьян, то я бы сказал, что, возможно, нам нужно что-то посмотреть в эволюции.
@AMR: Действительно, очень хороший ответ: многие ученые дважды проверяли код на протяжении десятилетий ... все еще прямоугольники (см. Мои правки и приведенные там ссылки). Я не говорю, что теория неверна, но что она может быть неполной (вы же признаете слово «отсутствующий» в моем вопросе, верно? И вы понимаете, что это отличается от «неправильного»?) И одно уточнение: Заявлять о себе быть вне всякой критики — это не только дурной стиль, но и не наука. Большинство в этом сообществе теперь со мной согласны, так что вы, кажется, тот, кто говорит, что «все остальные неправы» ;-)
«Большинство этого сообщества теперь со мной согласны…» Потому что у вас есть вопрос, который получил 21 голос? @Remi.b получил 39 голосов за ответ об Утреннем лесу
@AMR: Так что, очевидно, это тоже большой вклад, но я сделал это за один (!) День, и этому ответу почти два года. Я очень рад этому развитию :-)
Разве вас не сбивает с толку тот факт, что почти каждый ответ говорит о том, что ваша предпосылка в корне неверна? И он получил 78 за этот ответ, хотя он не удосужился предоставить ссылки, а исходный, неотредактированный вопрос получил 26 голосов, хотя его предпосылка была совершенно неверной. biology.stackexchange.com/a/40581/16651
Я также занимаюсь информационными технологиями, поэтому, возможно, мое мнение не должно иметь такого большого веса, но я занимался биологическими исследованиями в колледже и работаю в компании, которая производит инструменты для биологических исследований. Тем не менее: мне очень грустно, что этот вопрос был закрыт, и абсолютно нелепо, что он, кажется, был истолкован как «по вашему мнению, почему теория эволюции ошибочна / отсутствует». (Не говоря уже о странном сравнении с «симуляцией» бесконечно малых, что бы это ни значило.) Проголосуйте.
@KyleStrand закрытие не в вопросе. «Многие хорошие вопросы вызывают определенное мнение, основанное на опыте экспертов, но ответы на этот вопрос, как правило, почти полностью основаны на мнениях , а не на фактах, ссылках или конкретном опыте».
@AMR: Я предполагаю, что мы не можем успешно воспроизвести важные стилизованные факты эволюции, и это правильно - многие люди согласны со мной. Но я понимаю, что вы думаете, что именно вы в этом сообществе решаете, какие предпосылки верны, а какие неверны, вас не должны беспокоить десятки голосов от сообщества. Я думаю, вам стоит просто расслабиться и найти хороший ответ на мой вопрос - Спасибо.
@AMR Я вижу это. Однако я не понимаю, почему заданный вопрос обязательно основан на мнении.
@KyleStrand Неважно, основан ли вопрос на мнении или нет, важны генерируемые ответы. И, как видно из продолжения этого вопроса, в одном из десяти ответов была ссылка. Большинство авторов вчера открыли аккаунты, чтобы ответить, что противоречит заявленным целям сайта.
@AMR: Таким образом, вопросы, которые могут способствовать развитию этого сайта, противоречат заявленным целям. Я думаю, вы могли что-то здесь неправильно понять ;-)
На самом деле это заявленная цель всей сети. blog.stackoverflow.com/2010/09/хорошо-субъективно-плохо-субъективно
@AMR Что за фигня ?? Нет. Нет, нет, нет, нет, нет, нет. Вы не закрываете вопросы , потому что появляются плохие ответы; ты удаляешь ответы. Вы закрываете вопросы, которые имеют присущую склонность привлекать основанные на мнении ответы, т . е. субъективные вопросы .
@AMR В случае, если вышеизложенное будет помечено как грубое (извините, но меня шокирует, что кто-то с относительно высокой репутацией на любом сайте SE может так плохо истолковать политику субъективных вопросов), я повторю более спокойно: блог в цитируемом вами посте четко указано, что речь идет о вопросах . Тот факт, что вопрос требует некоторых ответов, основанных на мнении, может указывать на то, что сам вопрос основан на мнении, но сам по себе не является достаточным основанием, чтобы закрыть вопрос как «в основном основанный на мнении».
@AMR: Пожалуйста, покажите нам ту часть, где говорится, что это «противоречит заявленным целям сети», когда «большинство авторов открывают новые учетные записи, чтобы ответить». Я думаю, что это становится все более и более нелепым, и мы все видим, что вы просто не готовы признать ошибку.
@vonjd Обширное обсуждение в ответах или ниже в комментариях действительно не рекомендуется. stackexchange настроен как сайт вопросов и ответов, а не как дискуссионный сайт. Об этом можно сожалеть в плане научных дискуссий, но таковы правила. Например , вы можете посмотреть этот пост stackoverflow . Вопросы, основанные на мнении, рассматриваются как ненаучные и не приветствуются здесь, в биологии. Поэтому, пожалуйста, соблюдайте правила сообщества. И, пожалуйста, прекратите обсуждение в комментариях и перенесите это в чат.
Если обсуждение продолжится здесь, я его перенесу .
@Chris: я полностью согласен и проголосовал за ваши комментарии. Спасибо за вашу службу обществу.
Я действительно не понимаю возражений @Chris против обсуждения здесь; Насколько я знаю, нет проблем с использованием комментариев для обсуждения того, подходит ли вопрос для сайта, хотя на данный момент, возможно, кто-то должен просто открыть мета-вопрос, чтобы решить проблему.
Но, ОП, я думаю, что начинаю понимать утверждение о том, что ваш вопрос субъективен, и я думаю, что для него может потребоваться довольно существенное редактирование ( не просто еще одно дополнение, а переписывание того, что уже есть), чтобы уточнить, кто «мы», когда вы сказать, что «нам не хватает» вещей в теории эволюции. Насколько я могу судить, есть две возможные интерпретации, и обе они действительно справедливы как (не субъективные) вопросы:
во-первых, «какие части эволюционной биологии отсутствуют в эволюционных симуляциях CS?» (что полностью ускользнуло бы от аргумента @AMR et al. «эволюция не вызывает сомнений») и, во-вторых, «какие открытые вопросы в эволюционной биологии также могут быть« отсутствующими факторами »в симуляциях эволюции CS»? Второй вопрос, очевидно, более открыт для обвинений в субъективности, хотя лично я не считаю его слишком субъективным (хотя он может быть слишком широким; в каждой области, включая достаточно хорошо зарекомендовавшие себя, такие как эволюционная биология, есть много открытых вопросов! ).
@KyleStrand: я согласен, но я обдумываю возможность задать новый и более четкий вопрос. Новый, потому что закрытые вопросы, как правило, не открываются повторно на сайтах SE, и я хочу дать всем возможность ответить на этот вопрос.
Тем не менее, редактирование является «стандартным» способом. Также обратите внимание, что редактирование закрытого вопроса автоматически помещает его в очередь повторного просмотра, поэтому на самом деле есть большая вероятность, что он будет повторно открыт, если он улучшится. (Могут быть некоторые исключения из правила автоматического размещения в очереди повторного открытия, но я не уверен.)
@KyleStrand Комментарии не предназначены для обсуждения здесь, на stackexchange. Нравится вам это или нет, но уважайте это.
@Chris Когда создается автоматическая ссылка «продолжить это обсуждение в чате», я почти всегда использую ее, но, по-видимому, еще недостаточно туда и обратно, чтобы создать ее. Поскольку у вас есть мод-способности, необходимые для перемещения обсуждения без ссылки на автогенерацию, было бы неплохо, если бы вы это сделали (хотя ваш предыдущий комментарий по этому поводу звучал немного как угроза, что я нашел странным).
Основываясь на предыдущем опыте, я не думаю, что ваше отношение на самом деле является стандартным для StackExchange; между этим и последующим вопросом OP (где комментарии, не относящиеся к обсуждению, были удалены), кажется, что Bio.SE обычно менее приветлива к длинным последовательностям комментариев по вопросу. Это нормально, но я был бы признателен, если бы вы перестали обвинять остальных в непонимании общесетевых политик.
@KyleStrand: я задал новый вопрос, и он снова находится на грани закрытия, хотя на этот раз я действительно пытался четко изложить суть вопроса: biology.stackexchange.com/questions/42151/…
@AMR: Галилей - плохой пример, потому что он не доказал гелиоцентризм, он был прав по неправильной причине. Он утверждал, что приливы вызываются движением Земли вокруг Солнца, тогда как его противники справедливо утверждали, что приливы вызываются Луной. Кроме того, теория гравитации еще не была изобретена, поэтому, как это ни странно, при имеющихся в то время инструментах гелиоцентризм не имел более веских научных доказательств, чем геоцентризм.
@vonjd Если вам интересно, я рекомендую заглянуть в потолок Баснера. Это математическое доказательство того, что все эволюционные алгоритмы достигают предела сложности, который вы видите на практике. Это из литературы по интеллектуальному замыслу, которую, я знаю, здесь не любят, но доказательство веское.

Ответы (2)

Вопрос кажется интересным и заставил меня задуматься, но я не могу полностью понять его. Дайте мне знать, если я отвечаю на ваш вопрос.

Генетический алгоритм против моделирования эволюционных процессов

Я думаю, что вся проблема возникает из-за путаницы между концепцией моделирования эволюционных процессов и использованием генетического алгоритма (типа алгоритма оптимизации) для различных целей.

Генетический алгоритм

Генетический алгоритм — это тип алгоритма оптимизации (и ОП знает в этой области гораздо больше, чем я), направленный на поиск решений задач поиска. Точность аналогии между генетическим алгоритмом и биологической реальностью, которая вдохновила такой алгоритм, совершенно не имеет отношения к полезности алгоритма при выполнении конкретной задачи (такой как, например, NP-сложная задача коммивояжера ).

Численное моделирование в науке

Я думаю, что ваш вопрос относится не только к эволюционной биологии, но и к науке в целом (это наводит меня на мысль, что Philosophy.SE будет хорошим местом, чтобы задать такой вопрос).

В естественных науках (физике, химии, биологии и других) мы моделируем! Мы абстрагируем главное от сложного мира и моделируем его. Когда мы моделируем, мы предполагаем ряд свойств интересующей нас системы. Эти предположения могут быть очень хорошо задокументированы и проверены или нет. Когда допущения модели недостаточно документированы, конечно, важно апостериорно изучить устойчивость модели к нарушению допущений и рассмотреть результаты модели с долей скептицизма. Модель может быть чисто словесной или чаще всего выражаться в математических формулировках. Однако многие сложные системы не поддаются математическому моделированию (даже самым блестящим математикам). Здесь в игру вступает численное моделирование. Обратите внимание, что после моделирования процесса

Ты говоришь:

если мы не можем смоделировать процесс, мы не поняли его должным образом

Если мы уже поняли процесс, нет смысла тратить время и деньги на его моделирование! Итак, опять же, это предложение говорит о том, что численное моделирование бесполезно в науке. Правда, мы можем моделировать только те процессы, для которых нам известны основные компоненты (но мы можем не понимать динамику интересующей нас системы).

Моделирование в эволюционной биологии

Вы цитируете одну работу (с которой я не знаком), в которой не удается воспроизвести наблюдаемую закономерность. Другими словами, предсказания модели не выполняются/не соблюдаются в реальности.

Как я сказал выше, нужно понимать основные компоненты системы, чтобы иметь возможность ее моделировать. Мы, оказывается, уже знаем изрядное количество вещей! Конечно, невозможно ответить на вопрос «что мы знаем в биологии», так как это было бы слишком широко. Существуют тысячи исследований, в которых использовалось численное моделирование (а также математическое моделирование) для изучения эволюционных процессов.

Пример

Представьте, например, что вам интересно узнать вероятность того, что данная новая нейтральная мутация увеличится в частоте в диплоидной популяции, чтобы достичь «фиксации» (то есть частота равна 1; тогда все несут этот мутантный аллель). Существует ряд математических моделей (модель дрейфа генов Райта-Фишера (биномиальная), модель Морана (модель рождения-смерти) и модель слияния (процесс ветвления)) для расчета этой вероятности, но давайте предположим, что нам не удалось разработать такую ​​математическую/аналитическую модель. и и нам нужно смоделировать это. Мы могли бы моделировать этот процесс много раз (используя подход типа ABC) и вычислять ожидаемую вероятность закрепления такого мутантного аллеля. Кстати, эта вероятность 1 2 Н , куда Н - эффективная численность населения.

Хотите узнать больше?

Я не философ науки (но аспирант, использующий численные инструменты для моделирования эволюционных процессов), и я думаю, что этот вопрос не относится к эволюционной биологии. Я бы рекомендовал задать вопрос What is usefulness of numerical modelling in science?или Are numerical modeling worth as much as analytical modelling in science?на Philosophy.SE .

Если вы это сделаете, не могли бы вы дать ссылку на свои сообщения здесь, я хотел бы прочитать ответы. Если вы не зададите эти вопросы на Philosophy.SE, я, вероятно, когда-нибудь это сделаю и добавлю ссылки сюда.

Спасибо, я думаю, что ваш ответ определенно идет в правильном направлении (и я проголосовал за него). Мой главный вопрос: почему ни одна искусственная симуляция никогда не могла действительно создать что-то сложное, но, кажется, всегда застревает после достижения какого-то низкого уровня сложности?
[...] reaching some level complexity. Вы имеете в виду сложность модели?
Я имею в виду сложность получающихся «видов» в этих искусственных симуляциях жизни. Например, их поведенческая сложность. Я имею в виду, почему эти симуляции всегда застревают на каком-то очень низком уровне и никогда даже не создают что-то вроде бактерии? Вычислительных мощностей уже должно быть более чем достаточно - и все равно ничего...
См. Также мое редактирование внизу вопроса. Еще раз спасибо.
О, так что ваш вопрос менее общий, как я думал. Вы говорите о нескольких довольно специфических типах симуляций, по-видимому. Вы должны уточнить определения этих симуляций. Интересуются ли авторы этих симуляций эволюцией кооперации клеток в многоклеточном организме, или, может быть, они интересуются эволюцией сложной генетической сети... или, может быть, чем-то еще.
Я бы посоветовал вам немного больше узнать о том, что они пытаются построить (и из каких основных механизмов), а затем задать более конкретный вопрос о том, почему эти симуляции не дают того, что наблюдается. На данный момент неясно, о какой категории симуляций вы говорите.
Если этот термин artificial life experimentsотносится к определенному типу симуляции, то, думаю, ваш вопрос относительно ясен. Но я предполагаю, что большинство людей не знают, что именно подразумевается под artificial life experiments(по крайней мере, я не знаю)
Пожалуйста, смотрите мой дополнительный вопрос: biology.stackexchange.com/questions/42050/…

Согласен с предыдущим ответом.

Есть ли намеки со стороны биологических наук, что может быть этим таинственным ингредиентом, которого мы, кажется, до сих пор не замечаем? Это физика? Это химия? Это что-то другое?

ОП, похоже, уже поддерживает теорию эволюции, как и любой человек с базовыми знаниями биологии.

Поскольку он спрашивает о возможном «таинственном ингредиенте», вопрос, скорее всего, будет касаться стимуляции эволюционного процесса, а не общего алгоритма.

Более конкретно, он хочет стимулировать эволюцию, чтобы узнать, поддержит ли «теория вероятностей» теорию эволюции без какой-либо необходимости в «таинственном ингредиенте».

Как было сказано выше, без полного понимания всех компонентов системы может быть трудно стимулировать эволюционный процесс. Даже в этом нет необходимости.

Но если вы хотите проверить , может ли сложная характеристика быть достигнута случайно , вы можете легко стимулировать ее каким-либо другим методом.

Разработайте программу, которая имеет функцию «обнаружения лица» (из изображения), и добавьте некоторые другие функции, такие как саморепликация, принудительная «мутация» и среда, которая выберет наиболее приспособленных. Попробуйте суперкомпьютеры, где ваше программное обеспечение будет самореплицироваться «неограниченное» количество раз в секунду, и считайте себя успешными, когда ваша программа через несколько лет получит более новую функцию, такую ​​как определение «пола» по изображению или (при условии, что функция обнаружения пола сделает программа "установщик" в вашей среде)

«ОП уже, кажется, поддерживает теорию эволюции» — почему кто-то сомневается в этом? Я просто хочу полностью понять это. В любом случае, не могли бы вы пояснить свой последний абзац, как именно вы будете действовать?
Я прочитал некоторые комментарии под вашим вопросом и подумал, что некоторые люди могут подумать, что вы не поддерживаете эволюцию из-за отсутствия стимуляции. Извините, если я неправильно понял это. В любом случае, я нашел ваш вопрос очень интересным и уже проголосовал за него. Я с тобой согласен.
Пожалуйста, смотрите мой дополнительный вопрос: biology.stackexchange.com/questions/42050/…
@vonjd хороший вопрос. я прокомментирую. У меня есть некоторый опыт компьютерного программирования, я в целом разделяю ваши чувства по поводу улучшений.
Алгоритмическая глубина и вычислительная мощность ничтожны по сравнению с алгоритмами жизни. У 70 распространенных химических элементов есть сила Ван-Дер-Вальса, текучесть, растворение, 70^70 простых комбинаций, гугл-количество белков. Лучшие математики не могут даже смоделировать отдельное дерево... им требуются месяцы, чтобы запрограммировать диатомовые водоросли. , уходит, и они всегда терпят неудачу. триллионы гигабайт базы данных и алгоритмы, которые охватывают многие компакт-диски, используются в биологии, и на данный момент мы можем соперничать с ними примерно на одну миллиардную их числовой глубины.
Что мы упускаем из реальной работы эволюционного процесса? [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v