Введение

Искусственное создание – это область исследований, изучающая первичный синтез сложных, подобных живым структур из первобытных, безжизненных начал. Эта область имеет некоторое сходство с искусственной жизнью, но в отличие от неё, искусственное создание фокусируется на изначальном возникновении сложных структур и процессов абиогенеза. Искусственное создание не опирается исключительно на применение эволюционных вычислений и генетических алгоритмов для оптимизации искусственных существ или выращивания синтетических форм жизни. Вместо этого, искусственное создание изучает системы правил взаимодействия, начальные условия и первичные строительные блоки, способные генерировать сложные, подобные живым структуры, исключительно за счет многократного применения правил взаимодействия. Важное отличие, выделяющее искусственное создание среди других смежных областей, заключается в отсутствии явной функции пригодности для отбора наиболее устойчивых структур. Структуры существуют исключительно благодаря своей способности сохраняться как сущности, не нарушающие правила взаимодействия системы. Искусственное создание изучает механизмы возникновения сложных эмерджентных свойств, формирующих самоорганизующуюся систему.

Происхождение

Хотя концепции и элементы искусственного создания в той или иной степени встречаются во многих областях, сама эта область существует менее десяти лет. Модели самоорганизующихся систем, демонстрирующих эмерджентные свойства, существуют в биологии, информатике, математике, инженерии и других областях. Искусственное создание отличается от них тем, что фокусируется на основополагающих свойствах систем, способных генерировать бесконечную, взаимодействующую с окружающей средой сложность живых систем. Одним из главных стимулов для изучения искусственного создания является осознание в областях искусственной жизни и эволюционных вычислений того, что некоторые базовые предположения, общепринятые в этих областях, являются тонким искажением естественной эволюции. Эти искажения можно разделить на два основных класса: 1) существуют фундаментальные проблемы с использованием функций пригодности для первичного синтеза сложных систем, и 2) процесс саморепликации, используемый практически во всех исследованиях в области искусственной жизни, не является фундаментальным свойством самоорганизующихся систем.

Проблемы

Понятие функции пригодности (или целевой функции) является центральным для систем искусственной жизни. Функция пригодности используется для направления заданного процесса искусственной эволюции с целью создания синтетических организмов, способных выполнять определенную задачу. Однако функции пригодности, даже агрегированные функции высокого уровня, направляют развивающиеся системы к конкретным решениям и ограничивают инновации и сложность. Естественная эволюция не подталкивает организмы к определенным решениям проблем. Во Вселенной нет движущей силы эволюции, кроме следования физическим законам. Это тонкий момент: если рассматривать современные организмы в локальном контексте, может показаться, что они эволюционируют, чтобы оптимизировать определенные способности, способствующие их выживанию. Однако это не так в глобальном смысле. На самом деле, давление к оптимизации конкретной способности исходит из текущего состояния популяции. Единственным фундаментальным фактором отбора является способность структур соответствовать физическим законам. Стохастические события инициировали появление признаков, которые мы можем рассматривать как адаптивные черты, и локальная эволюция этих черт лежит в основе большей части эволюционной теории. Вселенная поддерживает собственную согласованность. Однако при попытке смоделировать Вселенную или создать искусственные организмы, имитируя естественную эволюцию, применение функций пригодности, отбирающих определенные способности, навязывает развивающимся организмам неестественную предвзятость. В эволюционной биологии хорошо известно, что все свойства организмов и экосистем являются эмерджентными свойствами фундаментальных физических законов. Концептуальные проблемы, связанные с поколениями, потомством и популяциями, возникающие в системах искусственной жизни, проистекают из того факта, что самовоспроизведение само по себе является инновацией, возникшей в жизни на Земле. Динамика, наблюдаемая в современных самовоспроизводящихся формах жизни на Земле, представляет собой чрезвычайно сложные эмерджентные свойства самих организмов, а не движущие силы, навязанные внешним контролирующим агентом.

Конференции

Alife: http://alife.org/conferences
GECCO: http://www.sigevo.org/gecco2016/