人工生命

人工生命,也叫一个生命或人工生命,计算机模拟的生活,通常用来研究生命系统的基本属性(如进化和自适应行为)。人工生命成为了公认的纪律在1980年代,部分通过动力美国的计算机科学家克里斯托弗•兰顿命名字段并于1987年组织了第一届国际会议上的合成和模拟生命系统,或人工生命1,洛斯阿拉莫斯国家实验室在新墨西哥。兰顿人工生命特征为“定位我们所知道的生命体在生活的大图,”一个概念,聚集了人们感兴趣的计算机模型的自适应和自组织系统,不仅在生物学而且在经济学中,社会科学,物理化学。

地球上的生命是极其复杂的。数以百万计的物种,由大量不同的化学物质,以无数方式进行交互。很难从生活中提取任何生物的总体原则设计混乱的细节或区分什么是基本生活一般现象的仅仅是地球上生命进化而来的意外。进化钟不能回头看这档节目的特点就是总是出现,也没有任何外星生态系统可用于比较。一个生命寻求照亮这个问题,在计算机模拟逼真的过程。通过创建高度简化人工“外星人”和比较它们的开发和真正的生物学行为,人们往往可以发现生活的本质特征。

从机器人和电脑的猜测

领域的生活一致性东西已经几个世纪以来科学家和艺术家都着迷。早期的人工生命的努力集中在创造逼真的机器人自己操作,设备出现后启动。开始在古希腊世界的努力Archytas的塔伦特姆(400 - 350公元前),亚历山大的鹭(1世纪ce),继续与阿拉伯的发明家该(c。1206),被无数人在西方,如18世纪法国发明家雅克与Vaucanson。虽然生产机器人拒绝了在19世纪,猜测生活的本质没有像英国小说家所证实的那样玛丽•伍雪莱的《弗兰肯斯坦》;(又名《现代普罗米修斯》(1818)的想法机器人作为设想在捷克作家卡雷尔恰的玩R.U.R.(1920),反馈驱动的艺术品控制论运动在1950年代及以后。

最早的人之一来研究人工生命更现代,是英国数学家计算形式艾伦·图灵,他在1940年代和50年代推测今天可能被称为神经网络(一个感兴趣的话题以及人工生命人工智能),探索如何毫无特色的问题,球蛋可以自发地产生更结构化的胚胎。大约在同一时间,匈牙利出生的美国数学家约翰·冯·诺依曼另一个先锋的计算(看到计算机ENIAC),是探索self-replication-systems的概念,可以复印的招摇移动机器人。

现代的生活

像玛丽雪莱,现代生活人员探讨生命的本质:它是什么?它必须存在,是什么传播吗?如何相互作用的复杂的生物体出现基因和环境吗?是什么生物的机制巧妙的响应和适应变化的环境,都在其一生中,通过几代人?

今天的主题经常解决进化:生活的原则是什么出人头地成为不断增加的复杂性、多样性,和能力?这是生物学家的兴趣不仅也是工程师,想模仿进化创建复杂的非凡能力健壮的结构,不需要进行人工干预。

一个常见的计算模型等研究遗传算法,简单的符号列表,代表需要定义一个人工生物的基因(或显然更有用的结构,如飞机机翼),使用过程逐渐改善类似的来自然选择。遗传算法可以解决困难的实际问题,但是生活研究员通常更感兴趣的是学习为什么它有时错误的例子,人口可能倾向于遵循一个“终端路径”,绝不能变异成一个真正的最优解决方案需要做什么来防止这种情况的发生。然后可以看看真正的进化过程,看看这些见解计算机科学对生物学揭示一些新的东西。

另一个常见的生活研究兴趣集体行为。许多公共的“动物”,包括蚂蚁甚至单个细胞组成的有机体,似乎在高度智能的行为方式。简单的生命形式展示似乎是智能协调行为,如建立一个复杂的巢穴或年轻的护理,然而,没有老师或上司告诉他们该做什么。生活研究,结合生物学家,已经能够证明这种行为,也会出现“自底向上”相结合非常简单的规则。蚂蚁巢中从简单的过程不需要一个整体蓝图,没有任何个人蚂蚁需要了解这一部分在整个企业。

生物学的过程抽象成更一般的主题复杂自适应系统的网格与一些其他的发展科学和技术,如复杂性和混沌理论,以及网络理论的启发互联网。总的来说,这些发展中字段可能形成一个总体的一部分范式转变科学和流行的思想远离线性的,相对可预测的世界,说,行星轨道和自顶向下层次结构传统形式的组织(企业、政府或工件)向更自下而上、自组织,紧急看世界的方式。

生活也提出了本体论问题。它的一个基本原则是,生命是一个过程,一个时空模式,这一过程发生的衬底。的人体例如,保持外观和属性,尽管它的材料是由不断更换。这种“流程视图”解释了生活可以模拟在计算机,因为同样的过程可能发生在其他虚拟基板由抽象符号和规则的交互。到目前为止,大多数实验都涉及简化生活的模仿,和许多研究人员一直在看没有进一步的内容。但在生活提出的哲学问题研究的问题是是否这些过程,当他们出现在电脑内存而不是硅碳的化学动物,实际上可能还活着。