Что случайно в эволюции?

Комбинатор · июня 10, 2006, 21:30:42

Цитата: "Игорь Антонов"Важный момент, который в этих определениях опускается – это нестереотипность подлинно интеллектуального поведения.

Ну, тогда это определение можно расширить примерно таким образом: интеллектом называется способность системы предвидеть будущее в динамичной внешней среде. Слово планирование мне субьективно не очень нравится ещё со времён развитого социализма.

Кстати, в кибернетических терминах можно дать и определение сознания, о которое философы сломали столько копий - сознанием системы называется способность создавать и поддерживать модель внешней среды и самой себя и использовать её для оптимизации своего поведения.

Спасибо за цитату из Шрёдингера. Ещё раз убедился, что он очень глубоко понимал не только в квантовой механике.

Комбинатор · июня 10, 2006, 21:33:26

Цитата: "sss"На мой взгляд, бактерии (как и многие другие формы жизни) просто реализуют определенные алгоритмы в ответ на изменение условий. А то, что в этих алгоритмах предусмотрены многочисленные условные переходы и подпрограммы, интеллекта им не добавляет.

Пардон, а кто придумал эти алгоритмы, как не сами бактерии? :wink:

sss · июня 10, 2006, 21:58:26

Комбинатор

ЦитироватьПардон, а кто придумал эти алгоритмы, как не сами бактерии?

А кто придумал, что в обратимых химических реакциях изъятие продуктов реакции сдвигает равновесие в сторону их образования, а добавление - в сторону распада? Между прочим, один из распространенных алгоритмов внутриклеточной регуляции: если вещества много - синтез прекратить, а включить распад; в противном случае - включить синтез. if (условие) then .. else .. end if

Комбинатор · июня 10, 2006, 22:16:31

Цитата: "sss"Комбинатор
Пардон, а кто придумал эти алгоритмы, как не сами бактерии?
А кто придумал, что при сборке РНК на ДНК-овой матрице к Аденину обязательно присоединяется Урацил (поскольку у обоих - по 2 "свободные" водородные связи), а к Гуанину - Цитозин (3 водородные связи)?

Естественно, на первых шагах эволюции (внизу, так сказать), многое - закреплённая эволюцией случайность. Но чем выше мы поднимамся, тем меньше случайностей, и больше закономерностей. С помощью генератора случайных чисел из множества в несколько операторов может случайно собраться работающая программа. Но если речь идёт о сложной системе, содержащей тысячи и десятки тысяч операторов, то тупым перебором ничего не выйдет. Для этого программа должна иметь возможность хотя бы частично сама дополнять и модифицировать свой код. Если бы в этом поцессом правила бал исключительно случайность, то мы бы должны были наблюдать факт замедления темпов эволюции (чем длиннее уже созданный код, тем легче его разрушить используя метод "случайного тыка". Однако же, наблюдается прямо обратный процесс - эволюция ускоряется! Это может происходить лишь в одном случае - информация, содержащаяся в уже существующем коде активно используется при создании нового. Только в этом случае будет положительная обратная связь, и, как результат - наблюдаться ускорение эволюции.

Игорь Антонов · июня 10, 2006, 22:27:12

Цитата: "sss"На мой взгляд, бактерии (как и многие другие формы жизни) просто реализуют определенные алгоритмы в ответ на изменение условий. А то, что в этих алгоритмах предусмотрены многочисленные условные переходы и подпрограммы, интеллекта им не добавляет.
Вы же не считаете объекты в ООП "наделенными интеллектом".

Не знаю как у бактерий, а у одноклеточных "адаптивная перестройка индивидуального поведения в ответ на вызов среды" уже наблюдается.
Из лекции А.Р.Лурия:
"Представим себе, что одноклеточное – туфелька – помещено в очень тонкую трубку, в которой ее тело еле – еле может продвигаться. Изменим температуру одного из концов трубки таким образом, чтобы туфелька была принуждена совершить движение в обратную сторону; для этого ее следует повернуться в тесной трубке, а это естественно занимает время. Как показали наблюдения Смита, первоначально такое действие поворота в тесной трубке и выхода и выхода из нее занимает у туфельки 4 – 5 минут. Если же такой опыт повторять много раз, можно видеть, что весь процесс значительно ускоряется, и то же действие начинает занимать лишь 10 – 15 сек. Можно сказать, что туфелька "научилась" приспосабливаться к новым условиям, и в ней появились те формы активности, которые раньше не имели места. Природа этого пластичного изменения поведения простейших еще не ясна. Возможно, что здесь имеет место некоторые еще не изученные физико – химические изменения. Однако сам факт индивидуального "переучивания" простейшего не оставляет сомнений" .

Упреждая то, что должно последовать,
замечу сразу - возможность имитировать несложную обучаемость на кибернетических автоматах, "заточенных" именно на эту обучаемость их интеллектуальным проектировщиком, не означает, что эти автоматы воспроизводят сущность чем-то подобных явлений, происходящих у живых организмов. Явлений, из которых в итоге вырастает интеллект и сознание человека.

sss · июня 10, 2006, 22:59:11

Комбинатору -
я там (как раз перед Вашим ответом) переделал пример на более удачный (алгоритм if..else..) который реализуется во всех обратимых физико-химических процессах.
Касательно случайного перебора - не забывайте, что существует очень сильная обратная связь - удачные комбинации тут-же подхватываются, неудачные - отсекаются.
Касательно ускорения темпов эволюции - реальное ускорение началось только с появлением эукариот с их уникальной организацией генома: 1) каждая программа как минимум продублирована (диплоидность, сначала - у зигот, а потом - и у целого организма). Поэтому даже "неудачные" мутации не отсекаются сразу, а сохраняются в "скрытом" состоянии - а потом могут и пригодиться; 2) комбинаторная изменчивость (половой процесс), когда идет взаимный обмен уже готовыми работоспособными программами.
Кроме того, по мере усложнения генома возрастает роль регуляторных участков, случайная мутация в которых приводит не к "поломке", а просто к изменению активности гена, или целого блока взаимосвязанных генов. Это тоже сильно ускоряет образование новых видов.

Игорю Антонову -
Согласен, обучаемость свойственна практически всем мало-мальски сложным организмам. Могу даже привести пример с бактериями - если бактерию плохо кормить, она наработает побольше белков, транспортирующих пищу в клетку. Если потом добавить "пищу", белки-переносчики никуда не денутся (они уже встроены в мембрану). Поэтому данная бактерия (и даже ее потомки в течение двух-трех поколений, унаследовавшие готовые белки-переносчики) к новому "голоданию" адаптируется гораздо быстрее.
Но речь, как я понимаю, идет не об "обучении", а о "способности предвидеть будущее".

Комбинатор · июня 10, 2006, 23:24:58

Цитата: "sss"
Касательно случайного перебора - не забывайте, что существует очень сильная обратная связь - удачные комбинации тут-же подхватываются, неудачные - отсекаются.

А в чём здесь обратная связь?

Цитата: "sss"
Касательно ускорения темпов эволюции - реальное ускорение началось только с появлением эукариот с их уникальной организацией генома: 1) каждая программа как минимум продублирована (диплоидность, сначала - у зигот, а потом - и у целого организма). Поэтому даже "неудачные" мутации не отсекаются сразу, а сохраняются в "скрытом" состоянии - а потом могут и пригодиться; 2) комбинаторная изменчивость (половой процесс), когда идет взаимный обмен уже готовыми работоспособными программами.

Во первых, все эти новововведнения тоже нужно было "придумать". Во вторых, по моему, они могут обяснить лишь однократный скачок (в момент появления эвкариот), а эволюция продолжала ускоряться и всё время после их появления.

Цитата: "sss"
Кроме того, по мере усложнения генома возрастает роль регуляторных участков, случайная мутация в которых приводит не к "поломке", а просто к изменению активности гена, или целого блока взаимосвязанных генов. Это тоже сильно ускоряет образование новых видов.

Кстати, тоже хороший пример. Вероятность того, что в результате случайных мутаций у многих групп генов независимо появились практически одинаково работающие регуляторные участки стремится к нулю. Гораздо более естественным выглядит предположение, что такой участок вначале появился где-то в одном месте генома, но эффект оказался настолько полезным, что впоследствии это же "конструкторское решение" было расширено и для других групп генов. Кстати, очень похожий эффект можно наблюдать и в эволюции техники, когда некое удачно найденое техническое, архитектурное и т.д. решение быстро внедряется по всему миру. :wink:

sss · июня 10, 2006, 23:49:48

Комбинатору -
Многократное использование одних и тех же удачных конструкторских решений, а также их различных комбинаций в эволюции - это не предположение, а факт. Я уже приводил пример родопсина, который служит для преобразования энергии кванта в трансмембранный электрохимический потенциал. Галобактерия (изобретатель) использует этот потенциал для синтеза АТФ, а эукариоты, начиная со жгутиковых - для зрения. Таких примеров - масса.
Вот Вам, кстати, и еще один источник ускорения эволюции - чем больше удачных решений, тем больше возможность комбинировать. Новую программу не надо изобретать "с нуля", а можно составить из уже готовых блоков. Однако, опять же, при чем здесь интеллект?
Ладно, пойду спать - не знаю, как у Вас, а у нас уже 3 часа ночи, а завтра - на работу. Потом можно дообсуждать.

Игорь Антонов · июня 11, 2006, 00:09:21

Цитата: "sss"Игорю Антонову -
Согласен, обучаемость свойственна практически всем мало-мальски сложным организмам. Могу даже привести пример с бактериями - если бактерию плохо кормить, она наработает побольше белков, транспортирующих пищу в клетку. Если потом добавить "пищу", белки-переносчики никуда не денутся (они уже встроены в мембрану). Поэтому данная бактерия (и даже ее потомки в течение двух-трех поколений, унаследовавшие готовые белки-переносчики) к новому "голоданию" адаптируется гораздо быстрее.
Но речь, как я понимаю, идет не об "обучении", а о "способности предвидеть будущее".

"Способность предвидеть будущее" в примере Лурия состоит в способности туфельки организовать скоординированную работу тысяч ресничек в неестественных условиях узкой трубы, работу, обеспечиваюшую ускоренное более чем на порядок изменение направления движения ("полезный результат" по Анохину).

Мне этот пример напоминает пример из статьи Анохина "Идеи и факты в разработке ТФС" - пример с адаптацией нервной системы кошки, которой пересаживали часть мышцы, полностью нарушая её координацию движений.

Комбинатор · июня 11, 2006, 00:10:45

Цитата: "sss"Комбинатору -
Многократное использование одних и тех же удачных конструкторских решений, а также их различных комбинаций в эволюции - это не предположение, а факт. Я уже приводил пример родопсина, который служит для преобразования энергии кванта в трансмембранный электрохимический потенциал. Галобактерия (изобретатель) использует этот потенциал для синтеза АТФ, а эукариоты, начиная со жгутиковых - для зрения. Таких примеров - масса.

Вот именно такие примеры и вызывают серьёзные подозрения в том, что отдельные гены могут влиять на траекторию эволюции генома, замыкая цепочку положительной обратной связи. Называть ли этот эффект генным мышлением, генным интеллектом и т.д. - дело вкуса.

Цитата: "sss"
Вот Вам, кстати, и еще один источник ускорения эволюции - чем больше удачных решений, тем больше возможность комбинировать. Новую программу не надо изобретать "с нуля", а можно составить из уже готовых блоков. Однако, опять же, при чем здесь интеллект?

Ну хотя бы при том, что бы комбинировать именно готовые блоки, а не менять чисто случайным образом генетический код каждый раз в случайном месте.

Цитата: "sss"
Ладно, пойду спать - не знаю, как у Вас, а у нас уже 3 часа ночи, а завтра - на работу. Потом можно дообсуждать.

А у нас, в Париже, ещё только начало десятого.

Игорь Антонов · июня 11, 2006, 00:13:31

Цитата: "sss"Новую программу не надо изобретать "с нуля", а можно составить из уже готовых блоков. Однако, опять же, при чем здесь интеллект?

Только при условии согласованной, прецизионной, интеллектуальной стыковки этих блоков. При том здесь интеллект.

sss · июня 11, 2006, 00:27:52

Комбинатору и Игорю Антонову - про интеллект при комбинировании.
В рассматриваемом примере с родопсином: имеется 1)родопсин, генерирующий электрохимический потенциал, 2) бактериальный жгутик, который, как известно, за счет электрохимического потенциала и крутится.
СЛУЧАЙНО разместите молекулу родопсина рядом со жгутиком - и он начнет крутиться (или - прекращать кручение, смотря где родопсин встроился) под действием кванта света. Результат - бактерия совершенно случайно "научилась" реагировать на свет (включать/выключать движение в зависимости от освещения). Если она при этом фотосинтезирующая - сразу получит огромное эволюционное преимущество.
Ладно, тема интересная, а спать пора. А то у нас в Красноярске уже светает. Больше на провокации не поддаюсь и компьютер решительно выключаю.

Jpx · июня 11, 2006, 01:46:10

Попробую провести некую разделительную черту.
Я все же полагаю, что изменчивость в основе случайна. Но - существующий геном "канализирует" эти изменения (хорошо написал об этом sss - http://paleo.ru/forum/viewtopic.php?p=16296&highlight=#16296 ; кстати, за что ему большое спасибо - с ним форум стал интереснее

). Поэтому, так как 1) предыдущая история генотипа определяет его последующее развитие; 2) в генотипе содержится некая информация об окружении; можно представить, что генотип может содержать информацию о том, как "решать" стандартные проблемы, уже встречавшиеся в прошлом. Т.е. метафора интеллекта в каком-то смысле применима (но - обратите внимание, Гильгамеш! - интеллект не в генофонде биоты в данный момент, а в самой эволюции генофонда).

Игорь Антонов же утверждает, что этого недостаточно. (чем-то это напоминает споры вокруг искусственного интеллекта - некоторые утверждают, что даже прошедший тест Тьюринга компьютер не будет иметь "настоящий" интеллект; им требуется нечто "внутренне присущее" именно сознанию, короче говоря, "душа", которая и обеспечивает наше специфическое восприятие сознания. Деннет заклеймил это воззрение как ересь дуализма

). То есть для него интеллект не в самой эволюции, а в каком-то "особом" месте - в клетках или еще где. Короче, тот же самый дуализм

То есть, принимая эту метафору - интеллект эволюции, я все же остаюсь на стороне "ортодоксальных эволюционистов"

Комбинатор · июня 11, 2006, 02:27:12

Цитата: "Jpx"То есть, принимая эту метафору - интеллект эволюции, я все же остаюсь на стороне "ортодоксальных эволюционистов"

Ну так при таком подходе и я эволюционист, ортодокасальнее некуда.

Употребляя слово интеллект, я просто хотел подчеркнуть общность многих подходов к поиску решения, у "генетического" и "нейронного" интеллектов, не более того. То есть, в каком то смысле, они функционируют очень похоже, хотя и на разных носителях. Основное отличие в том, что частоты, на которых работает генетический интеллект, на несколько порядков ниже частот, на которых работает нейронный интеллект. Видимо из-за этой медлительности (от стимула до реакции иногда может пройти нескольких десятков, а то и сотен лет), нам непривычно трактовать эти реакции как проявление чего-то осмысленного.

Gilgamesh · июня 11, 2006, 05:15:12

Комбинатор,
"Называть ли этот эффект генным мышлением, генным интеллектом и т.д. - дело вкуса."
Ну ничего себе. Давайте тогда уж "клеточной партийной сознательностью". Тут дело не в том, что кто-то говорит на одном языке, а кто-то на другом, а в том, то кто-то говорит _неправильно_.

БСЭ:
Интеллект
(от лат. intellectus - познание, понимание, рассудок), способность мышления, рационального познания, в отличие от таких, например, душевных способностей, как чувство, воля, интуиция, воображение и т. п. Термин "И." представляет собой латинский перевод древнегреческого понятия нус ("ум") и по своему смыслу тождествен ему (учение Платона и Аристотеля о нусе как высшей, надындивидуальной разумной части человеческой души; "ум" как первая ступень эманации мира, его истечения из единого начала - в неоплатонизме и т. д.). Это значение термина было воспринято и средневековой схоластикой (И. как божественный И. и т. п.). При этом в противоположность "разуму" (ratio) как низшей познавательной способности (к элементарной абстракции) термин "И." употреблялся в схоластике для обозначения высшей познавательной способности (сверхчувствительного постижения духовных сущностей). В обратном значении эти термины были употреблены у Канта: И. (нем. Verstand -"рассудок") - как способность образования понятий, а "разум" (нем. Vernunft) - как способность образования метафизических идей. Это словоупотребление получило распространение в последующей немецкой философии и окончательно закрепилось у Гегеля в его концепции рассудка и разума; первый в качестве способности к абстрактно-аналитическому расчленению является предварительным условием высшего "разумного", конкретно-диалектического понимания.
В зоопсихологии под И. (или "ручным мышлением") высших животных понимаются такие доступные главным образом обезьянам реакции, которые характеризуются внезапностью решения задачи, лёгкостью воспроизведения раз найденного решения, переносом его на ситуацию, несколько отличную от исходной, и, наконец, способностью решения "двухфазных" задач.

В советской психологии понятие И. употребляется главным образом в теории индивидуально-типологических особенностей развития личности (см. Б. М. Теплов, Проблемы индивидуальных различий, М., 1961, с. 252-344). В более общем плане И. выступает как синоним мышления, умственного развития личности.

Игорь Антонов,
Вы можете в книги Лурии найти место, где он называет адаптивные реакции простейших интеллектом?