Определение жизни, живой системы и аксиоматика биологии

[alex_semenov]

Вот с  этого и надо было начинать. Вы вообще не признаете идею эволюции.

Вы не в курсе просто, есть такое слово "номогенез".

Слов есть много… Но, к сожалению, я ортодоксальный эволюционист. Настолько ортодоксальный, что биологи меня очень скоро захотят сжечь на костре за излишнее рвение…
Вместе с "беллетристом" Докинзом.

Более того, я уверен, что именно случайность (непредсказуемость, невычислимость) направления мутаций и является КЛЮЧЕВЫМ фактором эволюции.
Изюминкой.
Цимисом (как говорят в Одессе).
Главной творческой движущей силой эволюции.
Эволюция в принципе не может быть неким детерминированным (направленным) процессом. Это тогда будет не эволюция а что-то другое.

[Максим Гераськин]

Хорошо. Я зря горячусь. Извините.

Не вопрос. Спасибо

Вы сами возможно не понимаете своих аргументов.

Согласен, это вполне возможно. Errare humanum est, ignoscere divinum

Это будет ФАКТОМ если вы ДОКАЖИТЕ что человек - АНАЛОГОВАЯ машина.

Как же я докажу Можно только обменяться мнениями. Я банально сомневаюсь в том, что человек - цифровая машина.

Значит я вправе любые эволюционные процессы связанные с человеческой деятельностью ( рисование, производственные навыки, проще говоря МЕМЫ культуры) назвать в своей основе цифровыми ибо я лично не сомневаюсь в цифровой природе человеческого разума и вообще работы любого мозга.

Это Ваше право, мое право не считать цифровую природу человека установленным фактом.

Получите практическое следствие какое-нибудь из постулата о "цифровой природе", тогда будет нечто помимо обмена мнениями, произойдет рождение научной гипотезы.

Вы можете показать бесчеловечный пример эволюции АНАЛОГОВОЙ системы?

Только на высокоабстрактном теоретическом уровне. Проблема аналога в том, что там "быстро" накапливаются ошибки в копиях. Это проблема решается высокой точностью копирования, чем выше точность, тем больше актов копирования система может выдержать пока не выйдет за рамки допуска.

Если за это время система обретает разум, то она может сама себя улучшать. К асбтракному примеру, рисунок сам "увидит", что скамеечка на нем уже поблекла, да и листва потеряла былую детализацию. И подновит себя, а то и сгенерирует новые объекты. Вплоть до полной регенерации по некоей новой схеме.

[Максим Гераськин]

Более того, я уверен, что именно случайность (непредсказуемость, невычислимость) направления мутаций и является КЛЮЧЕВЫМ фактором эволюции.

Тогда помогите разобрать пример с эволюцией песни Паромщик в песню Зайка.

Каким образом можно избежать превращения Паромщика в шум, если мутации (изменения в копиях) будут случайными? Это ж чистая математика.

[Fortunatus_]

Пример аналоговой эволюции (хотя и спекулятивный): эволюция вселенных по Типлеру. Вы, кажется, знакомы с этой идеей? Каждая чёрная дыра порождает внутри себя вселенную с тем же набором фундаментальных констант, что в родительской вселенной. Но некие мутации могут изменить константы, и новая вселенная будет отличаться от старой. Отбор благоприятствует таким вселенным, в которых рождается как можно больше ЧД.
В этой гипотезе дискретность значений констант совершенно необязательна. 

[alex_semenov]

Я предлагаю разобрать конкретные примеры, там нет никаких "тонкостей".

Давайте резберем.
У вас есть НОТЫ песли "Зайка моя".
Это слово длиной, скажем 100 букв, где буквами служат нотные знаки. Не силен в нотной грамоте но там, кажется, 7 букв. Верно? То есть существует

7^100 вариантов слов один из которых - "Зайка моя".
Если переводить это в двоичный код то получается… Log_{2}{7}=2,807355 по три бита на букву.  То есть можно представить себе геном песни так:

100. 001.010 . . . . 011

Каждый "ген" - бинарный триплет. Именно они и должны мутировать в "Паромщик"
Теперь нам нужна целевая функция.
Как мы ее будем конструировать?
Я предлагаю вариант на грани идиотизма. Но очень яркий вариант.
Вы берете так же само оцифрованные ноты "паромщика".
Например получится так:

000.111.000 … 011

И всякий кандидат побитно сравнивается с этим шаблоном. Чем больше совпадений (i-тый бит у кандитата совпадает с i-тым битом у шаблона? +1) тем выше вес данного кандидата. Тем выше шанс для его размножения.
Выбираем первые 1000 лучших (набравших большее число очков) - остальные  вымирают.
Предельно ясно и просто.
Берем для начала популяцию из 1000 одинаковых "Зайка моя". И хотя это в общем то профанация идеи (нет даже кроссинговера) мы начинаем эволюционный процесс. Наследование -> мутации (абсолютно случайная) -> отбор,
Наследование -> мутации -> отбор,
Наследование -> мутации -> отбор,
. . .
Вы сомневаетесь в том, что в конечном итоге из 1000 "Зайка моя" получится 1000 "Паромщиков"?
Я ни на йоту не сомневаюсь.
Пример очень идиотский.
Но как говориться, мусор на входе - мусор на выходе…

[alex_semenov]

Пример аналоговой эволюции (хотя и спекулятивный): эволюция вселенных по Типлеру. Вы, кажется, знакомы с этой идеей? Каждая чёрная дыра порождает внутри себя вселенную с тем же набором фундаментальных констант, что в родительской вселенной. Но некие мутации могут изменить константы, и новая вселенная будет отличаться от старой. Отбор благоприятствует таким вселенным, в которых рождается как можно больше ЧД.
В этой гипотезе дискретность значений констант совершенно необязательна.

Гм...
Вот это уже интересно.
Так сразу не отбреешь.
Спасибо!

[Nucleosome]

- В результате сначала получим Паромщика с шумом, потом просто  шум. Зайку можно получить только очень-очень-очень-очень... (и так далее) случайно.

ничего подобного. шум нельзя получить направленным отбором - можно только его отсутствием. как вы представляете себе появление чистого шама, если идёт направленный отбор на усиление какого-то признака или их комплекса?.. вы отрицаете эволюцию (ибо не на основе случайных мутаций это уже не эволюция - надо же откуда-то брать информацию для неслучайных мутаций) потому что предпологаете, что мутации могут только разрушать (иначе вы не придёте к тому, что в результате отбора будет шум - то есть тогда вообще не важно есть отбор или нет его), однако на уровне мутаций "разрушение" или наоборот - вещи глубоко относительные. Одна и та же мутация может как захватываться отбором, так и нет. Как к примеру мутации привратившие предков нынешних эфиопов в негров, и в скандинавов - в одном случае активация гена вырабатывающего мелана, в другом наоборот. и везде мутации. У вас же получается, что отбор должен отбирать и тех и других одновременно - иначе как получить шум?.. то есть получается, вы отрицаете отбор, поскольку вы его просто не хотите видеть...

То есть все равно в основе ЯВЛЕНИЯ все же "цифра"?

в самом по себе неполном доминировании - скорее да, чем нет.

Даже если это и давало данному животному какое-то преимущество, потомку он это преимущество передать не может.
Толку от такого шума?

толк его в том, что он может дать что-то "эпигенитческое", да, конечно, в "стандартной" наследственности, то есть через ДНК всё глубоко цифровое. Но, ДНК не единственный носитель наследственности как бы это иным и весьма многим "ДНКцентрисам" не хотелось бы, и что там может быть в мутном мире эпигенетике - кто знает, и от чего могут зависеть сбои там...

Он доказывает что СОВРЕМЕННЫЙ биолог при желании может найти массу удобных ему фактов, которые позволят ему при желании отказаться от самой идеи эволюции.

фактов - не может. Домыслов - да.

Сам АЛГОРИТМ эволюции не допускает на входе иных данных кроме цепочек символов.

алгоритм эволюции вы сами озвучили - мутации, наследственность, отбор. Ну и причём тут каковы мутации? цифровые или аналоговые? Главное чтобы была приемственность структуры между потомками и предками, а уж через что он там будет переходить - отбору глубоко не важно.

Но докажите что эти эффекты не есть БАЛЛАСТ эволюции. Что все эти тонкие эффекты помогают эволюции, а не тормозят ее или (скорей всего) для нее безразличны. Есть и есть. Ну и бог с ними!

о каких именно эффектах идёт речь? да, у эволюции бывают "завихрения" в виде того, что я называю "промежуточный отбор" то есть когда отбор производится самими особями...

[Olweg]

Если бы вы взяли музыкальные ноты - это было бы куда ближе.

Давайте возьмем ноты, никаких проблем. Итак, превращаем ноты "Паромщик" в ноты "Зайка моя".

Правила те же. С Паромщика делаются 10 копий(размножение) с ошибками, 20 случайных изменений в случайных местах(мутации), оригинал отбрасывается(умирает), копии проигрываются на рояле (механизм отображения генотипа в фенотип), жюри отбирает наиболее близкий к Зайке результат (отбор).

Через несколько итераций будет музыкальный шум, на мой взгляд.

Пример интересен, но к реальной эволюции живых организмов имеет очень слабое отношение. У Вас слишком жёсткие требования. Во-первых, у эволюции нет никакой цели по превращению чего-то во что-то иное. Поэтому, естественно, шум она не пропустит, даже если конечный результат и будет более адаптирован. Но адаптация обычно подразумевает относительно небольшие и, в общем, единичные изменения. К тому же эволюция изначально работает не с одной записью, а с целой их пачкой, с набором вариаций. Тут, наверное, больше подойдёт пример с джазовыми импровизациями.

[alex_semenov]

Тогда помогите разобрать пример с эволюцией песни Паромщик в песню Зайка.
Каким образом можно избежать превращения Паромщика в шум, если мутации (изменения в копиях) будут случайными? Это ж чистая математика.

Да все очень просто. Каждый кандидат рождает, скажем, всего по две копии.
Если нет отбора и у вас неограниченные ресурсы для роста, то количество копий растет по экспоненте.

A=A_0*2^t

t- число поколений. У вас было изначально 1000 особей. Они размножились. Стало 2000. Размножились эти стало 4000, потом и эти… И эти… В 100 поколении у вас будет …
Сколько?

1,26765E+33 особей.

Экспонента - это взрыв.
Взрыв попыток. Стоящий из массы отдельных взрывов (каждая версия, особь потенциальный источник взрыва, который готов поглотить всю популяцию).
И это взрыв ПОГЛОЩАЕТСЯ отбором. Он сливается в 0 цвой функцией. Поэтому взрыв возможных комбинаций (Скажем "Зайка моя" это одна из 7^100 строчек, кажется невообразимо маловероятно просто найти эту комбинацию методом тыка) если искать среди всех комбинаций только ее, она быстро вытеснит все остальные.
Я вообще не понимаю в чем тут у людей проблема?
Но я четко знаю.
Иеговиты паразитируют именно на недоверии людей к случайным методам поиска.
Но это надежно установленных факт.
Генетические алгоритмы находят глобальный экстремум легко и уверенно.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Генетический алгоритм

[Максим Гераськин]

Это слово длиной, скажем 100 букв, где буквами служат нотные знаки. Не силен в нотной грамоте но там, кажется, 7 букв. Верно?

С учетом полутонов в "европейской гамме" двенадцать звуков, но не суть.

То есть можно представить себе геном песни так:
100. 001.010 . . . . 011

Да, можно и так

И всякий кандидат побитно сравнивается с этим шаблоном. Чем больше совпадений (i-тый бит у кандитата совпадает с i-тым битом у шаблона? +1) тем выше вес данного кандидата.

Можно и так, можно евклидову метрику взять, но не суть.

Выбираем первые 1000 лучших (набравших большее число очков) - остальные  вымирают. Предельно ясно и просто.

Но увы, я не очень понял. Параметры процесса таковы - десять копий с оригинала, в каждой копии по 20 мутаций, выбирается одна и процесс повторяется.

Вы сомневаетесь в том, что в конечном итоге из 1000 "Зайка моя" получится 1000 "Паромщиков"?

Не очень понятно, что такое "1000". Таки да - я сомневаюсь, что процесс с заданными параметрами(см. выше) превратит Паромщика в Зайку.

[Максим Гераськин]

Во-первых, у эволюции нет никакой цели по превращению чего-то во что-то иное.

Почему же нет, если мутации неслучайны по вероятности и локализации в геноме? Если шагать в неслучайном направлении то придешь в  неслучайное место.

Почему, например, кристаллы формируются закономерно, а эволюция жизни не может содержать таких закономерностей?

[ВадимZero]

А что вы понимаете под закономерной эволюцией? Эволюции которой не нужен отбор?

Под этим я понимаю, что эволюция организмов осуществляется на основе внутренних закономерностей.  Отбор играет вспомогательную роль (if any)

Правильно ли я понимаю, что эти закономерности откудато знают какие именно изменения нужно произвести, чтобы организм приспособился к меняющейся среде?

[alex_semenov]

Но увы, я не очень понял. Параметры процесса таковы - десять копий с оригинала, в каждой копии по 20 мутаций, выбирается одна и процесс повторяется.

Вы сума сошли?
Какие 20 мутаций в каждой копии?
Одна мутация на 20 копий! 
Суть в чем?
Мутация должна "показать себя" в отборе. Получить оценку от целевой функции. А если у вас происходит слишком много мутаций сразу (параллельно), они друг друга затеняют. Положительная мутация (которая редка) наверняка будет нивелирована сотней отрицательных. Целевая функция не может работать при слишком частых мутациях.
Вам же и сказали что сила жизни - в самовосстановлении.

Не очень понятно, что такое "1000".

1000 это размер популяции. Больше не помещается. Остальные ВЫМИРАЮТ. Уходят в небытие.

Таки да - я сомневаюсь, что процесс с заданными параметрами(см. выше) выдаст Зайку.

Да выдаст со свистом! Приведенный мною генетический алгоритм  это по сути Hello, world! Дурацка программа задача, которой показать идею. Не более.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Hello,_world!

[Olweg]

Почему же нет, если мутации неслучайны по вероятности и локализации в геноме? Если шагать в неслучайном направлении то придешь в  неслучайное место.

Да, вполне возможно, что происходит и эволюция самой эволюции, то есть оптимизация её механизмов. Но это в любом случае не означает наличие цели. Возвращаясь к Вашему примеру, это будет просто означать, что ошибки будут более "благозвучными" чаще случайного, но и только.

[Максим Гераськин]

Правильно ли я понимаю, что эти закономерности откудато знают какие именно изменения нужно произвести, чтобы организм приспособился к меняющейся среде?

Нет, неправильно.

1) Закономерности не обязаны "знать". Кристалл соли формируется по внутренним законам, на отногенез, однако, оказывает существенное влияние среда. То же самое может иметь место в эволюции(типа "кристаллизации") генотипа.  Сам факт появления и некоторые параметры результата определяются средой, однако структура результата определяется внутренней закономерностью.

2) Если у нас геном статистически стремится перестроиться в некоторых направлениях, то роль среды сводится к подводу энергии для процесса, создания условий для преобразования ("кристаллизации"). Ну т.е. если есть особи для развода они статистически неизбежно эволюционируют в определенном направлении. Что, например, проявляется в "(эксперименты по "орнитизации" среди динозавров продолжались еще долго после появления настоящих птиц)".

[Максим Гераськин]

Вы сума сошли?

Это по японски?

Какие 20 мутаций в каждой копии?
Одна мутация на 20 копий!

Ну вот те раз, на шестой странице, наконец, дошло

А если у вас происходит слишком много мутаций сразу (параллельно), они друг друга затеняют.

Ну, не только уменя. Вообще, человку достается несколько десятков мутаций от родителей.

[alex_semenov]

О чем говорил Докинз?
Что в цифровом навыке мутации редки. Они поступают на вход целевой функции поштучно. И отфильтровываются.
А в случае аналогового сигнала на входе мутации (новые версии) валят "параллельной" толпой и целевая функция ПРОСТО захлебывается. Она не в состоянии их отсеять и система "расползается" в шум.

[Максим Гераськин]

Да, вполне возможно, что происходит и эволюция самой эволюции, то есть оптимизация её механизмов. Но это в любом случае не означает наличие цели.

Неслучайность перестройки генома есть закономерность эволюции. "Целью" это является не более, чем кристалл целью для солевого раствораи. Т.е. при определенных условиях среды происходит кристаллизация по определенным закономерностям.

[alex_semenov]

Ну, не только уменя. Вообще, человку достается несколько десятков мутаций от родителей.

Не понял. О чем это вы? Вы о маркерах в мусорных генах?
Вообще говоря у людей мутации случаются КРАЙНЕ редко. Я точно не могу сказать, но именно новые мутации очень редки. По сравнению с перемешиванием уже существующих генов (кроссинговер) - это как подмешивание соли в комок теста, который старательный печник все месит, месит, месит...
Новые гены должны попробовать себя в массе комбинаций со старыми. Сами по себе гены ничего не стоят уже очень давно. Ну почти ничего...

[ВадимZero]

Закономерности не обязаны "знать". Кристалл соли формируется по внутренним законам, на отногенез, однако, оказывает существенное влияние среда. То же самое может иметь место в эволюции(типа "кристаллизации") генотипа.  Сам факт появления и некоторые параметры результата определяются средой, однако структура результата определяется внутренней закономерностью.

Кристал не являеться жизнью, так как он не способен приспосабливаться к среде. Он просто существует в той среде в которой его существование возможно. Жизнь же способна осваивать новые ниши которые небыли ранее учтены в логике ее работы.

Если у нас геном статистически стремится перестроиться в некоторых направлениях, то роль среды сводится к подводу энергии для процесса, создания условий для преобразования ("кристаллизации").

У среды нет не какой роли. Среда, это данность. Если геном не найдет способ выживания в этой среде он погибнет. Среда не когда не будет подстраиваться под геном, это геном подстраиваеться под среду. А значит у генома должен быть механизм для подстройки под среду, иначе он либо погибнет либо займет узкую нишу как кристал и дальше развиваться не будет.