Социальная и биологическая организация систем

Автор ArefievPV, марта 23, 2016, 05:32:43

« назад - далее »

Ivan(novice)

Цитата: deepsoul от июня 22, 2016, 14:21:18модели организмов с минимальным и понятным набором параметров.
Ресурс - количество, возобновляемость.
Потребители - время жизни, скорость размножения, величина потребляемого ресурса в день, величина остаточного ресурса после смерти.

deepsoul

Цитата: Ivan(novice) от июня 22, 2016, 15:38:04Ресурс - количество, возобновляемость.
Потребители - время жизни, скорость размножения, величина потребляемого ресурса в день, величина остаточного ресурса после смерти.

Я ранее описал свой первый организм, он вроде мы соответствует вашему пониманию. Напомню параметры: Интервал потребляемой энергии от 10 до 100 кал за цикл, больше 100 съесть не может, меньше 10 - смерть (кроме случая ниже). Жизнь ограничена 100 циклами. 5% от еды идет в жирок для размножения. Если жирка набралось на 100 калорий, рождается новая особь а жирок обнуляется. Если за цикл приходится менее 10 кал, то особь начинает есть свой жирок, потом умирает раньше срока.

Вид 2: жирок накапливается быстрее, на него уходит 90% съеденной энергии (остальные 10% теряются на активность), для рождения нового организма нужно 1000 калорий. Треть идет новому организму, треть остается у родителя, треть теряется при родах.

(Числа для примера - это параметры организмов)

В ранее рассмотренных периодических энергетических циклах выживают оба вида практически одинаково.

Энергия питания пока дармовая абстракция - ArefievPV называет это солнечной энергией.

Достаточно ли таких организмов? Второй тип более резонен? Что еще можете предложить в подобном стиле?
Why do some people think so little?

kostik

Цитировать
Цитата: deepsoul от июня 22, 2016, 09:55:07Цитата: Ivan(novice) от Сегодня в 09:13:59
Постараюсь помочь в меру сил. Но у меня пока нет понимания, что должна показать модель. Цель моделирования?
... Биологическая организация систем.
Модель должна для начала демонстрировать сосуществование как минимум двух взаимозависимых видов при доступе к внешней энергии.


Я бы вам рекомендовал с моделирования пищевой цепи.



Начните с  простой цепи:  растения --> травоядные животные --> хищники  --> бактерии

В качестве параметра для начала можно остановиться на  массе (кг). В случае успеха в дальнейшем данный параметр будет легко перевести в количество особей.

Каждый цикл должен начинаться  с растений, масса которых  в начале каждого цикла должна соответствовать 1 или 100%.  Т.е. остаток  травы после травоядных плюс  бактерии должны  полностью возобновлять травяной покров.

На следующем этапе подключаем солнечную энергию и опять же отсчет  цикла цепи начинаем с травы.  Остаток травы после травоядных плюс бактерии плюс солнечная энергия должны полностью возобновлять травяной покров.  Энергию, которую получает каждый участник данной цепи на последующих этапах можно будет распределить на получение потомства (размножение).

Далее к цепи подключаем паразитов, которые будут влиять  на массу (количество особей) каждого участника цепи и на расход энергии (получение потомоства).

И так далее.

ArefievPV

Цитата: deepsoul от июня 22, 2016, 07:32:15
так как у среды нет пока никаких свойств кроме бесконечного пространства для жизни видов.
Рано или поздно придётся вводить ограничения и свойства среды. Ведь в реальности объём обитания всегда ограничен и поступление энергии зависит от времени.
Предложения:
1.Ввести в свойства среды ограничения по объёму обитания.
2.Ввести в свойства среды такую категорию как «питательность» (солнечная энергия + химическая энергия (типа, в веществах выделяемых подводными вулканами, и в веществах заключённых в трупах).
3.Ввести в свойства среды такую категорию как «утилизируемость» энергии («питательности»). Свойство обратное «питательности». «Питательность» может утилизироваться как накоплением химических веществ (типа, «консервация» солнечной энергии напрямую), созданием организмов нижнего уровня (вид-ресурс). То есть энергия поступающая должна по-любому утилизироваться (расходоваться) любым способом: хоть для создания химических соединений (требующих для своего создания энергии), хоть для роста и размножения живых организмов, хоть для «создания» вихрей, течений и т.д.
4.Ввести зависимость свойств среды от времени.
Возможно, часть предложений окажется излишней...

Например, можно ограничения по объёму обитания совместить с изменениями свойств среды в зависимости от времени. Далее немного рассуждений...

Типа, есть определённый объём существования для живых. Измеряется в количестве живых организмов (объём одной особи хищника = 1/10/100 объёмам особей жертв). Среда в этом объёме получает энергию днём, ночью не получает. За границей среды «царит» вечная ночь...
Обитаемая среда работает в режиме «день/ночь», не обитаемая среда работает только в режиме «ночь». В обитаемой среде «ночью» можно питаться химической энергией и/или трупами. В дальнейшем можно привести свойства и необитаемой среды к возможности обитания (типа, накопления ресурса: трупов, утилизированной энергии в химических веществах и «перетёкших» в необитаемую часть среды). Но это пока не обязательно. Достаточно для начала постулировать разделение среды («мира» в модели) на две части (пригодную для обитания и не пригодную для обитания), на два режима (режим «день/ночь» и режим «ночь») в зависимости от свойства «питательности». Причём, часть пригодная для обитания будет отличаться от другой только цикличностью режима. Можно, и на три части разделить мир, которые тоже будут отличаться цикличностью режима и свойством «питательности» («день/ночь», «вечный день» (некуда деть излишки энергии, среда перегреется и взорвётся), «вечная ночь» (не поступает энергия, среда остынет). То есть, по сути, останется опять две части (пригодную для обитания и не пригодную для обитания): с циклическим режимом и с постоянным режимом.

Итак, обитаемая среда должна иметь определённый объём и определённую цикличность в поступлении энергии. Сложно это для выполнения?

ArefievPV

Цитата: deepsoul от июня 22, 2016, 07:32:15
Но тут есть проблема техническая - каждое новое звено будет в N раз увеличивать число циклов симуляции.
Думаю, что всё же надо вводить все придуманные Вами обратные связи и ограничения.
Ограничение в виде продолжительности жизни хищника и замедленности размножения.
Обратная связь в виде затрат энергии на поимку жертвы. Из этого логично вытекает невозможность убийства взрослых и крупных особей вида-ресурса (они беспрепятственно продолжают размножаться). Но из этого вытекает также и повышенная уязвимость молодняка вида-ресурса.

ArefievPV

Цитата: deepsoul от июня 22, 2016, 07:32:15
Или можем сделать так, что первый уровень и есть утилизаторы с возможностью питаться и солнцем и трупами? Тогда будет система жертва-хищник с подпиткой от солнца. Такая система может быть весьма интересна для исследований.
Очень хорошая идея. А если ещё ввести некое свойство у вида-ресурса/утилизатора как болезнетворность, то появиться и возможность влиять на численность вида-хищника. Например, хищник может переварить без вреда для себя в сутки только определённое количество (можно по массе, можно по штукам) особей жертв/утилизаторов. В противном случае он сам через некоторое время становиться жертвой утилизатора (типа, вид-ресурс/утилизатор ночью вовсю растёт и размножается на трупе вида-хищника). Чем не обратная отрицательная связь между видами именно для хищника?

И в связи с этим упрощением всей конструкции (сведение к системе из двух видов и внешнему источнику энергии) у меня появился вопрос.
Можно ли впоследствии будет масштабировать сложность структуры самой конструкции?
То есть, разделить вид-ресурс/утилизатор на вид/ресурс и вид-утилизатор? Разделить внешний источник энергии на солнечную и химическую (которую впоследствии можно разделить на возобновляемую (трупы) и не возобновляемую («залежи ресурса»)? Разделить вид-хищник на травоядных и собственно хищников? Разделить вид-утилизатор на болезнетворных бацилл и собственно утилизаторов?

Те же самые вопросы по разделению среды на части (две, три четыре и т.д.), разделению на режимы (по цикличности и по притоку/удалению энергии).
Надеюсь, смысл вопроса понятен. Можно ли в модели предусмотреть некие параметры для масштабирования усложнения структуры самой модели? В идеальном варианте, если можно будет независимо усложнять любую часть структуры, методом масштабирования (условно говоря «разделением» на две разных части).

deepsoul

#306
Цитата: kostik от июня 22, 2016, 18:51:59Начните с  простой цепи:  растения --> травоядные животные --> хищники  --> бактерии

В качестве параметра для начала можно остановиться на  массе (кг). В случае успеха в дальнейшем данный параметр будет легко перевести в количество особей.

Каждый цикл должен начинаться  с растений, масса которых  в начале каждого цикла должна соответствовать 1 или 100%.  Т.е. остаток  травы после травоядных плюс  бактерии должны  полностью возобновлять травяной покров.

На следующем этапе подключаем солнечную энергию и опять же отсчет  цикла цепи начинаем с травы.  Остаток травы после травоядных плюс бактерии плюс солнечная энергия должны полностью возобновлять травяной покров.  Энергию, которую получает каждый участник данной цепи на последующих этапах можно будет распределить на получение потомства (размножение).

Далее к цепи подключаем паразитов, которые будут влиять  на массу (количество особей) каждого участника цепи и на расход энергии (получение потомоства).

И так далее.
Спасибо, картинка хорошая.
Спасибо, что подключились конструктивно! Надеюсь на продолжение :)

Пищевой цепью и занимаемся. Но начинаем с солнца и растений (или цианобактерий) как потребителей солнечной энергии.
Нужны идеи по вашей классификации по первичным потребителям, а точнее по их связи с производителями 

Why do some people think so little?

deepsoul

Цитата: ArefievPV от июня 22, 2016, 18:56:53И в связи с этим упрощением всей конструкции (сведение к системе из двух видов и внешнему источнику энергии) у меня появился вопрос.
Можно ли впоследствии будет масштабировать сложность структуры самой конструкции?
То есть, разделить вид-ресурс/утилизатор на вид/ресурс и вид-утилизатор? Разделить внешний источник энергии на солнечную и химическую (которую впоследствии можно разделить на возобновляемую (трупы) и не возобновляемую («залежи ресурса»)? Разделить вид-хищник на травоядных и собственно хищников? Разделить вид-утилизатор на болезнетворных бацилл и собственно утилизаторов?

Те же самые вопросы по разделению среды на части (две, три четыре и т.д.), разделению на режимы (по цикличности и по притоку/удалению энергии).
Надеюсь, смысл вопроса понятен. Можно ли в модели предусмотреть некие параметры для масштабирования усложнения структуры самой модели? В идеальном варианте, если можно будет независимо усложнять любую часть структуры, методом масштабирования (условно говоря «разделением» на две разных части).

Разделить вид на два новых будет не сложно. Так как все отношения строятся на условной энергии, то нужно только указать откуда ее брать и кто ее забирает.

Со средой пока предлагаю не заморачиваться. Но конечно, с какого-то момента нужно будет и к ней подступиться.

Объясню почему пока среда не важна. У каждого организма есть потеря энергии на свою активность (скажем, 15% уходит на нагрев космоса). Поэтому даже замкнутая пищевая цепь будет затухать. Единственная ее подпитка - условное солнце. Поэтому, модулируя солнечную энергию можно управлять всей системой и численностью ее частей.
Когда отпустим вожжи солнца нужно будет создавать другие барьеры по борьбе с бесконечностью и тут ограничения не среду будут как раз кстати
Why do some people think so little?

Ivan(novice)

Цитата: deepsoul от июня 22, 2016, 16:52:22
Достаточно ли таких организмов? Второй тип более резонен? Что еще можете предложить в подобном стиле?
Думаю, что пока модель желательно сделать как можно проще. Чтобы было понимание, как модель  себя ведет. Потом можно усложнять, но это потом.
Поэтому можно ограничиться для начала двумя видами (на картинке обведено зеленой линией).
Солнце - ресурс1, растения - вид1, бактерии - вид2, мертвые растения - ресурс2.

Для вида1
ЦитироватьИнтервал потребляемой энергии от 10 до 100 кал за цикл, больше 100 съесть не может, меньше 10 - смерть (кроме случая ниже). Жизнь ограничена 100 циклами. 5% от еды идет в жирок для размножения. Если жирка набралось на 100 калорий, рождается новая особь а жирок обнуляется. Если за цикл приходится менее 10 кал, то особь начинает есть свой жирок, потом умирает раньше срока.
можно добавить минимальный энергетический запас, ниже которого особь умирает. Например, 20 кал. Если запас жира меньше 20 кал, особь умирает. Эти самые 20 кал мертвой особи добавляются к ресурс2, который служит энергией для вида2.
Но может быть, в качестве единицы действительно лучше использовать кг. Килограммы легко переводить в особей, килограммами легко измерять ресурс2. Например, с 1кг ресурса2 получается 0,5 кг вида2.
Здесь надо подумать.

deepsoul

Цитата: Ivan(novice) от июня 23, 2016, 03:53:49можно добавить минимальный энергетический запас, ниже которого особь умирает. Например, 20 кал. Если запас жира меньше 20 кал, особь умирает. Эти самые 20 кал мертвой особи добавляются к ресурс2, который служит энергией для вида2
Про минимальный жирок идея хорошая, так как и у умерших от истощения также есть ценность. Добавлю в модель организма.

Что касается размерности - вопрос привычки и не принципиален, так как модель компьютерная.

Объясню свой выбор: Энергию выбрал из-за того, что для живых организмов энергетический ресурс важнее массы. Мы считаем съеденные калории а не килограммы. Есть разница между килограммом глюкозы и килограммом камней. Далее, энергия теряется на активность, а масса практически не меняется: если вы не будете есть, вы умрете сохраняя массу постоянной. В этих смыслах энерго учёт системы прост и легко исследуется, а также понятны пределы из-за закона сохранения энергии.
Why do some people think so little?

Ivan(novice)

Цитата: deepsoul от июня 23, 2016, 09:24:06
Что касается размерности - вопрос привычки и не принципиален, так как модель компьютерная.

Объясню свой выбор: Энергию выбрал из-за того, что для живых организмов энергетический ресурс важнее массы. Мы считаем съеденные калории а не килограммы. Есть разница между килограммом глюкозы и килограммом камней.
Не вопрос. Только, если можно, хорошо бы добавить в каждый объект (вид1, вид2, ресурс1, ресурс2) коэффициент перевода кал/кг. Может, это и не надо. А может, будет интересно для наглядности. Потому как вид1(трава) энергоемкостью 1ккал мало что скажет, а трава массой 1кг - уже кое-что. Можно хотя бы оценить качественно.

deepsoul

Цитата: Ivan(novice) от июня 23, 2016, 10:09:30Только, если можно, хорошо бы добавить в каждый объект (вид1, вид2, ресурс1, ресурс2) коэффициент перевода кал/кг. Может, это и не надо. А может, будет интересно для наглядности. Потому как вид1(трава) энергоемкостью 1ккал мало что скажет, а трава массой 1кг - уже кое-что. Можно хотя бы оценить качественно
Можно поступить так: добавить такой коэффициент для "энергетического жирка". причём уменьшиться жир более чем в скажем два раза от максимально достигнутого при жизни не может без смертельного исхода. Это решит проблему ненулевой энергетики умерших от голода
Why do some people think so little?

Ivan(novice)

Цитата: deepsoul от июня 23, 2016, 11:55:49
Можно поступить так: добавить такой коэффициент для "энергетического жирка". причём уменьшиться жир более чем в скажем два раза от максимально достигнутого при жизни не может без смертельного исхода. Это решит проблему ненулевой энергетики умерших от голода
Или так. Главное, что добавляя разный коэффициент перевода кал/кг для разных типов объектов, добавляется еще одна размерность. Энергия не имеет массы и объема. Интересно будет смотреть на картинку с разных ракурсов.

ArefievPV

Немного о видах, социумах и разумности...

Генетическая информация вида (генетический потенциал вида) реализуется в фенотипе отдельных особей.

Особью в процессе развития (роста, взросления) обусловленного генетической информацией и под управляющим воздействием сигналов окружающей среды формируется структура организма, особенности метаболизма и поведенческая модель (например, в виде нервных связей).

В таком случае, психика животного – это активное состояние неких структур в организме, при котором задействована поведенческая модель. Психические проявления можно определить через поведенческие реакции.
Уточняю, необходимо различать наличие психики у животного и её проявление. Наличие психики можно определить только через её проявления (поведение). В данном случае, я намеренно сужаю рамки определения психики «привязывая» данное определение к поведению животного. В очень широком смысле, поведением может быть любая реакция сложной системы на воздействие. Типа, воздействие «по-вело». То есть, то что подвергается воздействию «ведётся» этим воздействием...

Так как поведенческая модель – это, по сути, вся доступная животному совокупность ответных реакций на все воспринимаемые сигналы (типа, полный набор рефлексов) от внешней и внутренней среды, то её допустимо обозначить полноценной моделью реальности.
Разумеется, модели реальности весьма различны: по архитектуре, элементной базе, точности отражения действительности, набору функционала и т.д. и т.п.

ArefievPV

Продолжу...

Социум может рассматриваться как некое устойчивое образование, состоящее из отдельных особей одного вида (или нескольких видов)  животных объединяемое коммутационными взаимодействиями. Типа, социум это группа животных, держащаяся вместе только за счёт обмена коммутационными сигналами. В данном случае коммутационные сигналы являются управляющими поведением особей, участвующих в этом взаимодействии.

Поведенческая информация социума (поведенческий потенциал социума, некий объём навыков) реализуется в поведении отдельных индивидуумов. Для отдельного человека это означает следующее: отдельная личность только реализует часть возможного разумного потенциала социума. Типа, разумен не отдельный человек, а только социум в целом. А разумность поведения отдельного человека – это всего лишь реализация разумного потенциала социума. Мы просто способны реализовать этот потенциал в своём поведении наилучшим образом (по сравнению с другими видами сосуществующими рядом с нами).

Разумеется, и другие виды животных образующих социумы всего лишь реализуют (воплощают возможные навыки в своём поведении) разумность собственного социума.
Но человеческие особи благодаря свой пластичности (дети-маугли) способны не хуже «хозяев» (в большинстве случаев) реализовать в своём поведении разумный потенциал социума «вида-хозяина». В данном случае, поведение детей-маугли как раз и отражает в большей части разумность социума «вида-хозяина».

А разумность социума не ограничивается возможностями только нашего вида, социум способен «впитывать» информацию (через нас в основном пока) и из других источников («консолидировать» в себе поведенческие навыки других видов и формировать новые навыки в результате непосредственного обмена с окружающей средой). И через нас реализовывать и «обкатывать» – проверять правильность/неправильность и применимость/неприменимость данной информации.

Личность можно рассматривать как часть усвоенного, воспринятого и реализованного потенциала навыков социума. Или по иному, личность формируется в процессе развития модели реальности под управляющими сигналами социума. Единицы социальной группы (социума) – это личности, а не особи. Особи – это единицы вида животных.

Особь может и не быть личностью, если в процессе формирования модели реальности она не подвергалась управляющим сигналам социума. Разумеется, что социум и не «прописан» в её модели реальности (нет там набора ответных поведенческих реакций на управляющие сигналы других особей, не сформировались). Поэтому такая особь не станет автоматически личностью и членом социума, даже если её поместить в группу. Разве, что со временем (если окажется способной воспринимать управляющие сигналы от окружающих).

Верно и обратное: личность останется таковой даже вне социума. Ведь у данной особи в её модели реальности прописаны поведенческие реакции на управляющие сигналы других особей.