Учебная моделька для демонстрации возможностей отбора

[macroevolution]

С 1-го сентября я читаю лекции, две пары в неделю, первокурсникам - будущим экономистам ("совместный бакалвриат РЭШ и ВШЭ"). Мой курс официально называется "введение в науки о жизни". Интересно (мне и, надеюсь, детям тоже), но пока уходит очень много времени на подготовку лекций (это не совсем лекции, а наполовину семинары: с вопросами, домашними заданиями, которые надо проверять, и т.п.) Если честно - практически всё время уходит. Собираюсь кое-что объяснять при помощи простых компьютерных моделей. Уже сделал одну: для демонстрации того, чем естественный отбор отличается от случайного поиска (почему обезьяна, случайно нажимая на клавиши, никогда не напечатает Гамлета, а алгоритм "мутации + отбор" - таки напечатает).  Идея этой программы, как внимательные читатели этого блога знают прекрасно, взята из книги Докинза "Слепой часовщик". Только у меня там есть пара дополнительных возможностей: например, можно регулировать темп мутагенеза. И, соответственно, можно убедиться в том, что существует некий оптимальный темп: если мутации происходят слишком часто, отбор не может довести эволюционирующую последовательность до идеала. Если слишком редко - доведет, но потратит больше времени. И можно посмотреть, как именно будет вести себя эволюционирующая последовательность, если отбор не справляется с мутациями ("генетическое вырождение" - это вовсе не однонаправленный и необратимый уход от оптимума, а движение к некому вполне определенному равновесному состоянию). Это игрушечка, конечно. С вполне определенными и ограниченными задачами. И да, я знаю, чем моделируемая ситация отличается от реальной эволюции :)
если кто хочет поиграть: можно скачать программку, она в Access. Левая кнопка - отбор, правая - случайное блуждание, верхнее окошко - исходная последовательность (можно набрать любую), маленькое окошечко посередине - скорость мутагенеза (вероятность мутации на особь на букву на поколение). В общем, разобраться там не очень трудно.

Comments

[gegmopo4.livejournal.com]

Может быть существуют простые модели получше? Всё же Докинз тут профанирует.

[macroevolution.livejournal.com]

Ничего он не профанирует, если четко объяснить ограничения модели и в чем она соответствует, а в чем не соответствует реальности. Он это объясняет, и я тоже в рамках курса объясняю. "Получше", т.е. ближе к реальности, можно сделать только сложнее. Для первых занятий это неприемлемо. Но, впрочем, я собираюсь в дальнейшем сделать и более близкие к реальности модели, на которых уже буду показывать всякие тонкости: зачем нужно половое размножение, как влияет размер функциональной части генома на действенность очищающего отбора и др.

[gegmopo4.livejournal.com]

Если недообъяснить — получится ламаркизм с переходом в креационизм.

Самое важное в эволюции — что мы не знаем, что же у нас в итоге выйдет, какова конечная цель творения. Ну и то, что мутирует и скрещивается генотип, а отбор по фенотипу — тоже интересный момент.

P.S. А что делать с этим mdb? Можно его как-то без Access использовать?

[macroevolution.livejournal.com]

нет, оно открывается в Access. Но Access, как правило, все себе устанавливают вместе с другими программами Microsoft office.

[gegmopo4.livejournal.com]

У меня нет программ Microsoft Office.

[http://users.livejournal.com/__const__/]

Ну, положим, не все.
А у ряда товарищей, использующих для работы Linux даже возможности нет установить сей офис…

[dorombos.livejournal.com]

Какие все, однако, богатые :-/

[mfi.livejournal.com]

Извините, не работает. MS Office 2007. Насколько понимаю - дело в том, что некоторые имена и строки написаны в кодировке Win1251, которая по умолчанию только в славянских странах. Лучше бы Юникод, если можно.

Напишите, какая конечная фраза? Попробую смастерить аналог на чем нибудь другом.

[oldodik.livejournal.com]

В принципе можно задать отбор не на цитату из классики, а на округлость или жукоподобность букв. Вот у нас среда, в которой выживают круглые объекты, а вот - в которой многоногие. Тогда результатами будет ОООООО или ЖЖЖЖЖЖ

Тут ведь проблема в чем: живое проверяется отбором, что выжило - то выжило. И вот у нас люди и львы, орлы и куропатки. А здесь мы чем будем проверять? Какой критерий ставить, чтоб самим-то понять - какой набор букв ведет в тупик, какой - нет.

Воленс-ноленс прходится задавать искусственную цель. Я просто не вижу, как иначе продемонстрировать механизм в первом приближении.

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

ну надо чтобы среда менялась видимо.
надо найти две похожих цитаты, эволюционировать к одной а потом поменять.

[gegmopo4.livejournal.com]

Округлость и жукоподобность — то же самое. Мы заранее указываем цель и ведём к ней.

Правильнее было бы оценочной функцией брать не близость к целевой фразе, а, например, сумму «согласованности» соседних букв, определяемой по какой-то заданной матрице. Это, конечно, тоже мошенничество, фраза задана неявно, но интереснее, ведь сразу наблюдатель её не видит. И могут появится интересные эффекты. Хорошо, если эволюция может привести к разным конечным фразам (с разной вероятностью). Ещё лучше, если матрица не задаётся как данность, а вычисляется по какому-то другому длинному связному тексту, даже не содержащему всех слов конечных фраз.

[oldodik.livejournal.com]

Ну так это все и есть - более сложные, следующие модельки. А для самого начала, просто чтоб показать, чем отбор отличается от простой цепочки случайностей - можно и цель указать.

[macroevolution.livejournal.com]

В такой "цели", которая вроде бы задается в модели, нет абсолютно ничего нереального. Допустим, речь идет об эволюции аминокислотной последовательности какого-то фермента, катализирующего некую реакцию в некоторых условиях. В пространстве всех возможных последовательностей действительно существует "идеальная" последовательность, которая справилась бы с этой функцией в этих условиях лучше всех (или целое облако таких идеальных последовательностей, не важно). Эта идеальная последовательность там действительно есть, в "идеальном мире всех возможных последовательностей", даже если в реальном мире такого белка пока не существует. И отбор вполне может двигать реальные последовательности (которые справляются с данной функцией, но менее эффективно) в сторону этой якобы "идеальной цели".
Так что упреки такого рода несостоятельны. Здесь нет никакой телеологии на самом деле.

[oldodik.livejournal.com]

О, и даже так)) Спасибо за разъяснение, оно еще и очень красивое.

[artemn.livejournal.com]

оно еще и очень красивое

это спорно. А вот то, что оно просто не верно -- неоспоримо.