Введение

Компьютерная симуляция жизни, созданная экологом Томасом С. Рэем. Tierra – это компьютерная симуляция, разработанная экологом Томасом С. Рэем в начале 1990-х годов, в которой компьютерные программы соревнуются за время (время центрального процессора (CPU)) и пространство (доступ к основной памяти). В данном контексте компьютерные программы в Tierra рассматриваются как подвергающиеся эволюции и способные к мутациям, самовоспроизведению и рекомбинации. Виртуальная машина Tierra написана на языке C. Она работает на основе пользовательского набора инструкций, разработанного для упрощения изменений и перестановки кода, включая такие возможности, как переход к шаблону (в отличие от относительных или абсолютных переходов, типичных для большинства наборов инструкций).

Симуляции

Основная модель Tierra использовалась для экспериментального изучения in silico основных процессов эволюционной и экологической динамики. Такие процессы, как динамика прерывистого равновесия, коэволюция хозяина и паразита, и естественный отбор, зависящий от плотности, доступны для исследования в рамках Tierra. Существенное отличие Tierra от более традиционных моделей эволюционных вычислений, таких как генетические алгоритмы, заключается в отсутствии в модели явной или экзогенной функции пригодности (фитнес-функции). Часто в таких моделях подразумевается оптимизация некоторой функции; в случае Tierra функция пригодности является эндогенной: существует лишь выживание и гибель. По мнению Томаса С. Рэя и других, это может позволить более "открытую" эволюцию, в которой динамика обратной связи между эволюционными и экологическими процессами может сама изменяться со временем (см. Эволюционируемость), хотя это утверждение не было подтверждено – как и в других системах цифровой эволюции, она в конечном итоге достигает точки, когда создание нового прекращается, и система в целом начинает либо зацикливаться, либо перестает "эволюционировать". Вопрос о том, как реализовать истинно открытую эволюцию в искусственной системе, остается открытым в области искусственной жизни. Марк Бедау и Норман Паккард разработали статистический метод классификации эволюционных систем, и в 1997 году Bedau et al. применили эту статистику к Evita, модели искусственной жизни, похожей на Tierra и Avida, но с ограниченным взаимодействием между организмами и отсутствием паразитизма, и пришли к выводу, что системы, подобные Tierra, не демонстрируют признаков открытой эволюции, характерных для естественно эволюционирующих систем. Рассел К. Стендиш измерил информационную сложность "организмов" Tierra и также не обнаружил роста сложности в процессе эволюции Tierra. Tierra – это абстрактная модель, но любая количественная модель по-прежнему подвергается тем же методам валидации и верификации, что и традиционные математические модели, и, следовательно, не имеет особого статуса. Создание более детализированных моделей, включающих более реалистичную динамику биологических систем и организмов, является в настоящее время активной областью исследований (см. Системную биологию).