Статья о системном подходе к эволюционной проблематике

[Шаройко Лилия]

Для природных неживых систем натяжкой является использование термина "деятельность". Когда там образуются определённые структуры, это обусловлено их энергетической выгодностью. К этим связанным состояниям физические частицы движутся под управлением поля сил. Внутренне пассивно.

Тогда непонятно как по отношению к энергии формируются два противоположные типа простых химических реакций

Экзотермические реакции (греч. exo - вне) - химические реакции, сопровождающиеся потерей энергии системой и выделением тепла (той самой энергии) во внешнюю среду.

Эндотермические реакции (греч. ἔνδον - внутри) - химические реакции, сопровождающиеся поглощением тепла, в результате которых образуются вещества с более высоким энергетическим уровнем (их внутренняя энергия увеличивается).

К таким реакциям наиболее часто относятся реакции разложения.

https://studfile.net/preview/16406033/

Что такое пассивно в терминах количественных характеристик энергии , прошу прощения за тупость


Что касается того что сознание и интеллект возникает потому что кому-то нужно - я придерживаюсь представлений о мире когда в нем что-то возникает не потому, что в будущем это кому то может понадобиться.
Это предполагает, что кто-то из первых репликаторов например простейшие рибозимы строили такие планы

Если логика такова, что сохраняется то, что обладает интеллектом так как имеет преимущества по сохранению перед теми системами которые его не имеют, то при то пошаговой (с очень мелкими микроскопическими шагами) эволюции про которую мы знаем это учесть невозможно.

В смысле каждый новый микроскопический шаг таких преимуществ не дает.

[eL-Tric]

В любом случае сам факт напечатания в научном журнале идеи изложенной в предисловии мне нравится.

Это, да. И слава богу, если кому-то обсуждение на форуме действительно помогло, хотя-бы написать статью.

Что касается других живых организмов, то да они движутся к цели самосохранения, иногда удачно и даже относительно длительно, но  в конце всегда ее не достигают, то есть умирают.

Думаю,это объясняется тем, что самосохранение организма, это не главная, а подчиненная цель. Главная цель - размножиться и затем освободить ресурсы для потомков.

Я хочу сказать, что у меня уважаемый Электрик после прочтения статьи до первых фраз введения не возникло как у Вас ощущения, что статья посвящена всем системам, и даже сразу до начала прочтения статьи(я вначале начала читать ветку форума, а потом статью) процитированная Вами фраза не воспринималась так, что там указаны ВСЕ системы, описанные в науке.

Да, Лилия, я согласен с ответом Игоря - организованные системы подразумевают существование цели - целесообразность.
--

Наверное, хотелось-бы очертить разницу - поведение самой системы целенаправленно или система создана для достижения определенной цели.
Автомат для наливания газировки создан с определенной целью, но сам по себе он действует чисто причинно, а не направленно. Можно говорить о целесообразности автомата. Тогда, это объединяющий термин для "целенаправленных" и "специально созданных" систем.
Что считаю важным, так это критерий целенаправленного поведения. Без него объект разбирательства выглядит несколько туманным. Признаком целенаправленности считается конвергентное поведение, но это как-то под вопросом. Бабочки летят на свет и это казалось целенаправленным поведением, но выяснилась причинность такого поведения. С другой стороны, сам механизм "полета на свет" вкупе с другими свойствами нервной системы обеспечивает общее целесообразное поведение насекомого.
Я предполагаю, что может быть полезным новое понятие "целеподобность". Не знаю, как точнее назвать. "Целе-сообразно-подобность" выглядит слишком громоздко. В общем, понятие выражает подобие целесообразного поведения. В том смысле, что оно имеет признаки целенаправленности. Оно предполагает, что нет резкой границы - мол, вот это точно целенаправленное, а это точно не целенаправленное.
Это отчетливо видно у человека. Несколько целей, но одни цели посильнее, другие послабее.
Противоположностью целесообразного является хаотичное, случайное. Можно представить себе поведение, хотя и вероятностное, но в какой-то мере направленное.

[Игорь Антонов]

Тогда непонятно как по отношению к энергии формируются два противоположные типа простых химических реакций

Даже при поглощении тепла устойчивое состояние физической системы, которое сохраняется, диктуется принципом минимума потенциальной энергии, то есть, физикой взаимодействий.

Что такое пассивно в терминах количественных характеристик энергии , прошу прощения за тупость

Пассивность, о которой упоминал я, относится не к количественным характеристикам энергии, а к подчиненной физическим силам роли отдельных частиц, образующих материальные структуры.

Что касается того что сознание и интеллект возникает потому что кому-то нужно - я придерживаюсь представлений о мире когда в нем что-то возникает не потому, что в будущем это кому то может понадобиться.

У меня речь шла о том, что для формообразования, происходящего под диктовку градиентов физических полей, роль сознания и интеллекта избыточна, всё и так само идёт куда идёт. Но по факту сознание и интеллект в этом участвуют на каких-то этапах. И сопровождается это формообразование такими атрибутами как индетерминизм и склонность к ошибкам, что энергетической предопределенности происходящего не соответствует.

[Шаройко Лилия]

Это, да. И слава богу, если кому-то обсуждение на форуме действительно помогло, хотя-бы написать статью.

Вот чего я точно не думаю.
В смысле я тут причинно следственную связь противоположной нахожу
Я думаю, Игорь Антонов обладает достаточным уровнем знаний и понимания мира, имеет уровень квалификации в научной среде и собственные идеи. И это достаточные сочетание факторов для того чтобы написать статью в рецензируемом научном журнале.

А мы в результате имеем возможность на форуме, (где таких людей активно действующих в настоящей науке очень немного) у автора такого уровня напрямую спрашивать о вещах, в конкретной области, которая для нас в основном не связана с научной практикой, и мы ее понимаем в связи с этим меньше.

По остальным вопросам целесообразности и размножению как фундаменту жизни я вижу картину мира по другому, не могу сказать, что противоположно, но мне подумать нужно над формулировками.

[Шаройко Лилия]

Ответы

У меня речь шла о том, что для формообразования, происходящего под диктовку градиентов физических полей, роль сознания и интеллекта избыточна, всё и так само идёт куда идёт. Но по факту сознание и интеллект в этом участвуют на каких-то этапах. И сопровождается это формообразование такими атрибутами как индетерминизм и склонность к ошибкам, что энергетической предопределенности происходящего не соответствует.

Все ответы мне пока не понятны до конца, но я не буду спорить, а лучше все таки потрачу энергию на то чтобы подтянуть матчасть и по энергии и по другим вещам.
В любом случае большое спасибо.

[Игорь Антонов]

В моей статье вообще нет каких-либо откровений, которые не высказывались бы другими авторами до меня.
Но, несмотря на это, я считаю её публикацию важной, прежде всего, поскольку в ней подробно раскрыт вопрос,  многим ясный, но в публичном поле традиционно не обсуждаемый. Это несоответствие ожиданий, которыми сопровождалась постановка задач эволюционной кибернетики, и её реальных результатов. О самом этом факте ранее уже было сказано в статьях  Карпова, на которые я ссылаюсь в этой статье. Но в своём тексте я попытался расширить рамки, дополнив эту констатацию анализом её причин и следствий.

[eL-Tric]

В смысле я тут причинно следственную связь противоположной нахожу
Я думаю, Игорь Антонов обладает достаточным уровнем знаний и понимания мира

Я не про то, что форум подсказывает и направляет. Просто по форумному оппонированию можно судить, насколько попроще надо написать или какие тезисы надо лучше развернуть.

[АrefievPV]

Думаю,это объясняется тем, что самосохранение организма, это не главная, а подчиненная цель. Главная цель - размножиться и затем освободить ресурсы для потомков.

Размножиться и затем освободить ресурсы для потомков, это как раз не главная цель, а только способ/метод достижения главной цели. Тут просто следует корректно определить/выделить систему, в отношении которой мы говорим о самосохранении (и в данном случае, это не отдельный организм, а популяция организмов).

Конечная цель – самосохранение генетической системы, а репликация – это только способ сохранения. Кстати, только один из способов, второй – переход системы в пассивную фазу существования. «Передать копии своих генов в следующее поколение» – это и есть способ сохранения структуры генетической системы. То есть, чтобы сохранить свою оригинальную структуру, надо эту структуру скопировать в реплику до разрушения структуры оригинала.

Размножиться и затем освободить ресурсы для потомков – это просто важная составляющая самосохранения/выживания популяции, вида и т.д. Разумеется, сохраняется именно геном/генотип/генофонд популяции, вида и т.д., а всё остальное «разворачивается» в пространстве-времени в процессе взаимодействия среды и генома.

Типа, сохраняя гены, сохраняешь структуру и организма. А если сохраняешь сразу много вариантов геномов, то сохраняешь и структуру многих вариантов организмов, которые образуют популяцию, вид и.д. – то есть, сохраняя много вариантов геномов, сохраняешь уже систему следующего уровня – популяцию, вид.

Поэтому, это дело (размножиться и затем освободить ресурсы для потомков)  работает на обеспечение самосохранение/выживание системы более высокого уровня, нежели отдельный организм – популяции, вида, биоценоза, биосферы. В приоритете самосохранение/выживание системы, а не её элемента (в противном случае система либо не образуется как система вообще, либо разрушается).

В многоклеточном организме дело обстоит примерно так же (понятно, что нюансов, причём существенных, там куча) – в приоритете самосохранение/выживание системы (многоклеточного организма), а не самосохранение/выживание отдельной клетки этого организма.

При этом, следует понимать, что «запись», на основе которой (или, точнее, при взаимодействии которой с окружающей средой) «разворачиваются» системы (начиная от клетки до аж биосферы) «хранится» не только в геноме/генотипе/генофонде, но и в окружающей среде (вот тут я про эпигенетику пару замечаний озвучил:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,12661.msg270042.html#msg270042
https://paleoforum.ru/index.php/topic,12661.msg270047.html#msg270047)

Здесь попытался пояснить эту мысль (там всё достаточно подробно):
https://paleoforum.ru/index.php/topic,12661.msg270282.html#msg270282

P.S. Уважаемый eL-Tric.
Наверное, текст у меня малопонятный получился, но я просто хотел привлечь ваше внимание к альтернативной точке зрения на репликацию/размножение и самосохранение/выживание. Если у вас появится желание ответить, то лучше это сделать в другой теме (дабы не засорять эту).

[василий андреевич]

  Целеполагание - это в раздел философии под названием метафизика - пользоваться можно, но необходимо на каждом шагу переходить к натурфилософии (включающей обязательный историзм становления) и проверять физикой.
  Метафизическая цель - это сгущающееся пространство, выглядещее, как источник притягательных (отрицательных, консолидирующих) сил. Если исключить гравитацию, то цель становится способом убегания от хаотических сил отталкивания, в, так называемое, положение устойчивого равновесия. Последнее удобнее всего рассматривать, как яму (потенциальный минимум) в энергетическом ландшафте, окруженную возвышенностями энергии активации.
  Потенциальная яма или, иначе, экологическая ниша и есть "цель", как источник отрицательных, как бы конвергентных псевдо сил. Псевдо, потому что их нет, а есть положительные силы отталкиваний, статистически направленные к потенциальной яме.

  Только теперь к двум типам хим.реакций. Экзотермические иначе можно назвать естественными, потому что они связаны с рассеянием тепла и явным ростом энтропии. Эндотермические реакции противоестественны, потому что приводят к поглощению теплового хаоса в "порядок" разбегающихся-тусующихся частиц, что всё одно связано с повышением Больцмановской энтропии. Можно на примере растворения минералов в воде, где действуют гидрофобные силы (могу долго лялякать, но отдельно).
  Но есть третий, нас интересующий, тип реакций - синтез органики, как коагуляция и внутренняя трансформация-тусовка связей. Энтропия при такой консолидации всё одно растет, но это уже энтропия Шеннона, связанная с минимизацией "длины сообщения" в канале взаимодействия.
  Прогрессивную эволюцию живого лучше всего представлять, как эволюцию (разрастание, вариабельность) каналов связи, в которых химическая эволюция носит подчиненный характер. Потому и вопрос, как минимизируется длина сообщения? Минимизируется не за счет воли программиста, а как свойство самого канала связи.

  ПП. Я специально не цитирую участников, что бы не обязывать отвечать.

[Шаройко Лилия]

Я тоже думаю, что вопросы, поднятые здесь, важны, но, все таки, от темы смысла статьи

вопрос,  многим ясный, но в публичном поле традиционно не обсуждаемый. Это несоответствие ожиданий, которыми сопровождалась постановка задач эволюционной кибернетики, и её реальных результатов. О самом этом факте ранее уже было сказано в статьях  Карпова, на которые я ссылаюсь в этой статье. Но в своём тексте я попытался расширить рамки, дополнив эту констатацию анализом её причин и следствий.

 они ушли далековато, надеюсь кто-то сможет ее прочесть полностью и задать вопросы именно по эволюции и связанной с ней проблеме компьютерного моделирования.

Программирование мне знакомо наверное больше чем остальным по практике, но не такого уровня как в статье , биология в целом хорошо, но именно наследственность и видообразование хуже всего в биологии для меня. Нет хорошего понимания этих вещей, пока только есть желание понимания.
Я быстро не разберусь, у меня тут батарея внефорумных загруженностей, которые отложить нельзя, и мне придется на пару дней опять исчезать, а с пятого на десятое просматривать не хочу, это испортит понимание текста.

Надеюсь тема эта будет долгой, я тогда по моделированию биологических процессов свои вопросы обязательно задам, я давно хочу понять как строится такая программа в принципе.

Василию Андреевичу спасибо за комментарий по типам химических реакций, думаю все таки энтропия в вопросе разделения "жизнь или  не жизнь" имеет значительную роль, пока уверенным свое понимание деталей не считаю. Не достаточным чтобы высказываться.

[Игорь Антонов]

несоответствие ожиданий, которыми сопровождалась постановка задач эволюционной кибернетики, и её реальных результатов

Чтобы было яснее, что я имею в виду, приведу ссылку на манифест эволюционной кибернетики, опубликованный профессором В.Г.Редько двадцать пять лет тому назад:

Синергетика 2, Cинергетика 3 или Эволюционная кибернетика?

[Шаройко Лилия]

Я сегодня взялась таки за статью и дочитала до конца пятого пункта. ЭЭЭ страшно собой горжусь

Уже в начале 6го пункта начинаю уверенно считать, что пропускать формулы и математику с сохранением понимания смысла для меня невозможно.
Я думаю, что вопросы связанные с целями и функциональностью системы я возможно задам в теме Евгения Гаврилычева, там параллельное обсуждение идет как раз этого направления и я не совсем согласна с тем спектром точек наблюдения, который выбирает Василий Андреевич для попыток определения управления.

Я думаю нужно брать космические масштабы и физику частиц и сравнивать сложность, управляемость этих систем и биологических. Плюс прогуляться в сторону человека. Как возникает цель, как и какие структуры управляют телом, как происходит принятие решений. Как и на основании чего работает лобная доля коры, которая считается в нейрофизиологии центром принятия решений.

Но здесь я пока не хочу на этом зависать, так как мы до программирования в этом случае не дойдем вообще никогда, но если автор статьи будет таким решением недоволен, то можно его поменять.



Хочу сказать, что я перед 6м пунктом, то есть после текста

В практике эволюционного моделирования, как
правило, за основу берется модель синтетической теории эволюции. Эволюция рассматривается
как многоступенчатый итерационный процесс, состоящий из случайных изменений и последующей селекции [Емельянов, Курейчик, Курейчик, 2003]. Основы эволюционного моделирования
этого направления были заложены работами Дж. Холланда [Holland, 1975] и Л. Фогеля [Fogel,
Owens, Walsh, 1966].
Эквивалентом генов в этом случае являются двоичные операнды (цифровые гены), эквивалентом хромосом и геномов — наборы цифровых генов. Определенная интерпретация кодов
генов модельным окружением создает фенотип искусственной особи. По фенотипу рассчитывается фитнес-функция, характеризующая его успешность. С использованием рандомизации генерируется популяция искусственных особей. Отбираются более успешные фенотипы. Они размножаются, при этом производится рекомбинация генов особей и в гены привносятся новые
мутации. Процесс итерационно продолжается до тех пор, пока фитнес-функция лучших особей
не перестанет возрастать или не будет достигнуто желаемое значение фитнес-функции.
Процесс стохастического поиска в этом случае подобен реализации алгоритма стохастического градиентного спуска, но, в отличие от последнего, обеспечивает распараллеливание поиска
решений в отдельных ветвях популяции особей.

заглянула в Википедию в попытках все таки примерно хотя бы представить скорость мутаций в среднестатической популяции и насколько можно переложить на их создание весь процесс эволюционных изменений
(

. Единственным движущим фактором эволюции в СТЭ является естественный отбор,
основанный на отборе случайных и мелких мутаций.

http://crm.ics.org.ru/uploads/crmissues/crm_2023_05/11_antonov.pdf
)

В Википедии на странице  "Частота мутаций" все примерно так выглядит (перевод Яндекса)

https://en.wikipedia.org/wiki/Mutation_rate

Частоту мутаций в организме можно измерить с помощью ряда методов.

Одним из способов измерения частоты мутаций является тест на флуктуации, также известный как эксперимент Лурии–Дельбрюка. Этот эксперимент продемонстрировал, что мутации бактерий происходят в отсутствие отбора, а не при наличии отбора.[7]

Это очень важно для частоты мутаций, потому что экспериментально доказывает, что мутации могут происходить без участия отбора — фактически, мутация и отбор являются совершенно разными эволюционными силами. Разные последовательности ДНК могут иметь разную склонность к мутациям (см. Ниже) и могут возникать не случайно.[8]

Наиболее часто измеряемым классом мутаций являются замены, поскольку их относительно легко измерить с помощью стандартного анализа данных о последовательности ДНК. Однако частота мутаций при заменах существенно отличается (от 10в степени -8 до 10 в степени  -9 на поколение для большинства клеточных организмов), чем при других классах мутаций, которые часто намного выше (~ 10 в степени  -3 на поколение для расширения / сжатия ДНК-сателлита


Частота замещений
Многие участки в геноме организма могут допускать мутации с небольшими эффектами приспособленности. Эти участки обычно называются нейтральными участками. Теоретически мутации ни при каких отбора становятся фиксированными между организмами именно скорость мутации. Фиксированные синонимичные мутации, то есть синонимичные замены, представляют собой изменения в последовательности гена, которые не изменяют белок, продуцируемый этим геном. Они часто используются в качестве оценок частоты мутаций, несмотря на тот факт, что некоторые синонимичные мутации оказывают влияние на приспособленность. В качестве примера, частота мутаций была напрямую выведена из последовательностей всего генома экспериментально выведенных реплицированных линий Escherichia coli B

Примерного описания скорости мутаций для многоклеточных я пока не нашла.

Пока я только дошла до этого текста и может быть нужно еще просто подумать прежде чем делать скоропалительные выводы, но я боюсь, что у Игоря терпения не хватит и он может исчезнуть, он иногда исчезал надолго и тогда придется соответственно долго ждать чтобы задать вопросы.

Они таковы

1 У меня сложилось впечатление исходя из методик и описанного положения вещей по цифрам, что определить уровень скорости изменения биологических тел в результате мутаций в популяциях прошлого для оценки видообразования пока невозможно в принципе.

"Скорость изменения биологического тела" -  такого термина наверное нет, вероятно нужно считать изменение тела, достаточное для образования нового вида.

Так как обязательным условием для создания работающих численно формул должны быть данные по биомассе и численности многих видов, для того чтобы оценить условия, в которых они жили и факторы отбора по климату, давлению на планете, составу атмосферы, состав почв, влияющий на интенсивность клеточного дыхания растений

Клеточное дыхание у растений — это процесс, используемый растениями для преобразования питательных веществ, полученных из почвы, в энергию, которая питает клеточную деятельность растений.

, общей энергии АТФ

https://kubsau.ru/upload/iblock/744/74493b3b2203f121315ee5a37ea4508a.pdf

(в ссылке стр 4. Рисунок 1 – Взаимосвязь двух фундаментальных процессов
биосферы – фотосинтеза и дыхания)
там PDF, поэтому естественно не копируется так что для наглядности можно видеть только фотосинтез:



 и еще морю подобных вещей, каждая из которых создает неопределенность.

2. Если ответ на первый вопрос можно получить дальше в статье, то я тогда еще просто почитаю, мне время нужно, пожалуйста никуда не уходите(с)

[Игорь Антонов]

1 У меня сложилось впечатление исходя из методик и описанного положения вещей по цифрам, что определить уровень скорости изменения биологических тел в результате мутаций в популяциях прошлого для оценки видообразования пока невозможно в принципе.

С точки зрения логики статьи точное определение интенсивности мутаций не принципиально, важна сама модель эволюционного процесса. Связь мутаций с фенотипом очень нелинейна. Гипотетически одна мутация может привести к видообразованию, а накопление множества мутаций сохранять целостность вида.

[Шаройко Лилия]

Тогда что вообще рассчитывается в модели?
Если невозможно рассчитать единственный параметр как бы по теории создающий эволюцию.

В общем думаю нужно дальше читать и формулы по возможности не игнорировать.

Чтобы больше глупые вопросы не задавать.

В смысле я пока считаю что на такой стадии мне что-то спрашивать скорее всего рано.

В ссылке на 300 страничную статью по генетике я так и застряла на 50й странице пока по внешним внефорумным причинам в основном. Но и по внутренним, вероятно не в том порядке мне понимание этой области нужно создавать.

[Игорь Антонов]

Тогда что вообще рассчитывается в модели?
Если невозможно рассчитать единственный параметр как бы по теории создающий эволюцию.

Если вопрос по 6-му разделу, то там рассчитывается фитнес-функция, оценивающая степень приспособленности особей к решаемой задаче. Интенсивность мутаций задается в числе параметров модели.
Но сам смысл моделирования в этом разделе - иллюстративный. Я понимаю, почему такие подходы в ИТ сфере не работают на обозначенный результат (синтез систем и алгоритмов), и знаю, что в качестве обратных аргументов приводят простые примеры, которые являются не совсем корректно интерпретируемыми и не масштабируемыми решениями.   
И я ,во-первых, показываю, как может успешно решаться задача, а, во-вторых, поясняю с какими критичными ограничениями связана эта успешность.
Естественно, ограниченность демонстрируемой мной методологии ещё не доказывает отсутствия более успешных альтернатив, но последнее, на мой взгляд, показывает совокупный опыт эволюционной кибернетики и объясняют известные общесистемные закономерности.