Tierra (symulacja komputerowa)
Tierra to symulacja komputerowa opracowana przez ekologa Thomasa S. Raya na początku lat 90., w której programy komputerowe rywalizują o czas (czas jednostki centralnej ( CPU )) i przestrzeń (dostęp do pamięci głównej ). W tym kontekście programy komputerowe w Tierra są uważane za ewoluujące i mogą mutować , samoreplikować się i rekombinować . Maszyna wirtualna Tierry jest napisana w C . Działa na niestandardowym zestawie instrukcji zaprojektowanym w celu ułatwienia zmian kodu i zmiany kolejności, w tym funkcji takich jak skok do szablonu (w przeciwieństwie do skoków względnych lub bezwzględnych typowych dla większości zestawów instrukcji).
Symulacje
Podstawowy model Tierra został wykorzystany do eksperymentalnego zbadania in silico podstawowych procesów dynamiki ewolucyjnej i ekologicznej . Procesy takie jak dynamika przerywanej równowagi , koewolucja żywiciela-pasożyta i dobór naturalny zależny od gęstości można badać w ramach Tierra. Godna uwagi różnica między Tierrą a bardziej konwencjonalnymi modelami obliczeń ewolucyjnych , takimi jak algorytmy genetyczne , polega na tym, że nie ma wyraźnego ani egzogenicznego funkcja fitness wbudowana w model. Często w takich modelach pojawia się pojęcie „optymalizacji” funkcji; w przypadku Tierry funkcja przystosowania jest endogenna: istnieje po prostu przetrwanie i śmierć.
Według Thomasa S. Raya i innych może to pozwolić na bardziej „otwartą” ewolucję, w której dynamika sprzężenia zwrotnego między procesami ewolucyjnymi i ekologicznymi może sama zmieniać się w czasie (patrz ewolucyjność ), chociaż twierdzenie to nie zostało zrealizowane – podobnie jak inne cyfrowe systemy ewolucyjne, ostatecznie osiąga punkt, w którym nowość przestaje być tworzona, a system jako całość zaczyna albo zapętlać się, albo przestaje „ewoluować”. Kwestia, w jaki sposób prawdziwie otwarta ewolucja może zostać zaimplementowana w sztucznym systemie, jest nadal otwartą kwestią w dziedzinie sztucznego życia .
Mark Bedau i Norman Packard opracowali statystyczną metodę klasyfikacji systemów ewolucyjnych, aw 1997 r. Bedau i in. zastosowali te statystyki do Evity, modelu sztucznego życia podobnego do Tierra i Avida , ale z ograniczoną interakcją między organizmami i bez pasożytnictwa, i doszli do wniosku, że systemy podobne do Tierra nie wykazują otwartych sygnatur ewolucyjnych naturalnie ewoluujących systemów.
Russell K. Standish zmierzył informacyjną złożoność „organizmów” Tierran i podobnie nie zaobserwował wzrostu złożoności w ewolucji Tierran.
Tierra jest modelem abstrakcyjnym, ale każdy model ilościowy nadal podlega tym samym technikom walidacji i weryfikacji, co bardziej tradycyjne modele matematyczne , i jako taki nie ma specjalnego statusu. Tworzenie bardziej szczegółowych modeli, w których uwzględnia się bardziej realistyczną dynamikę systemów biologicznych i organizmów, jest obecnie aktywnym polem badawczym (patrz biologia systemowa ).
Zobacz też
Dalsza lektura
- Bentley, Peter, J. 2001, „Biologia cyfrowa: jak natura zmienia naszą technologię i nasze życie”, Simon & Schuster, Nowy Jork, NY. Wcześniej wydana w Wielkiej Brytanii w 2001 roku przez Headline Book Publishing.
- Ray, TS 1991, „Ewolucja i optymalizacja organizmów cyfrowych”, w: Billingsley KR et al. (red.), Scientific Excellence in Supercomputing: The IBM 1990 Contest Prize Papers , Ateny, GA, 30602: The Baldwin Press, The University of Georgia. Data publikacji: grudzień 1991, s. 489–531.
- Casti, John L. (1997). Niedoszłe światy . John Wiley & Sons, Inc. Nowy Jork ISBN 0-471-12308-0
Linki zewnętrzne