5.2.07

Evolvaa IC-ötököitä

En ole aivan varma menikö otsikossa oleva verbi oikein, mutta täällä voit testata miten geneettinen algoritmi (GA) tuottaa redusoimattomasti monimutkaisia rakenteita.

13 comments:

Anonymous said...

Miksi tuon algoritmin tuottama rakenne on mielestäsi "redusoitumattomasti monimutkainen"?

Ps. Kenen IC-määritelmää Lee Graham on mielestäsi käyttänyt?

Anonymous said...

Itse linkki sanoo
"The IC button toggles the GA between two modes. In the first mode ("IC" in black text) the GA will check every individual it produces to see if it is irreducibly complex (IC). An individual will be considered IC if the following three conditions hold:

1: It has non-zero fitness (see below for an explanation of fitness)
2: It has at least five "parts".
Removal of any of its parts results in fitness dropping to zero.
3: If an IC individual is discovered, the animation will pause, and the message "INDIVIDUAL IS I.C." will be displayed."

Määritelmä voisi olla esimerkiksi:
"By irreducibly complex I mean a single system composed of several well-matched, interacting parts that contribute to the basic function, wherein the removal of any one of the parts causes the system to effectively cease functioning."
(Behe, "Darwin's Black Box", 1996, s 39.)

Anonymous said...

Mielenkiintoinen vekotin! Painoin pikakelausta muutamaan otteeseen ja niinpä siinä 400. sukupolven tienoilla alkoi näyttämään siltä ettei se systeemi ole voinut syntyä täysin sattumalta... :)

Sopivan julmaa tuo kun pallukoiden lähtöarvot tippuvat pikkuhiljaa, jopa negatiiviselle puolelle. Siinä on vähän pakko kehittää tehokasta systeemiä että pisteitä heruu.

Anonymous said...

Tai sitten ei.

Behen määrittelemä IC-rakenne on sellainen
a) jolla on toiminto, jota se suorittaa
b1) joka koostuu useista "well-matched" yhdessä toimivista osista
b2) jotka puolestaan ottavat osaa perustoiminnon suorittamiseen
c) ja josta (aiemmin määritellyn) osan poisto estää rakenteen toiminnon toteutumisen

Graham käytti sen sijasta ohjelmassaan määritelmänä seuraavia ehtoja hakemalleen rakenteelle:
1) jolla kelpoisuusarvo ei ole 0
2) Jolla on vähintään 5 "osaa" (Graham itsekin on käyttänyt tässä kohdin määritelmäänsä lainausmerkkejä)
3) Josta osan poisto tiputtaa kelpoisuusarvon nollaan.

Behen käyttämä IC-määritelmä ei kuitenkaan ole mitenkään edes riippuvainen kelpoisuusarvosta. Hänen määritelmässään ei ole edes sanaa "kelpoisuus". Asiantila on varsin ymmärrettävä kun muistaa tavan, jolla hän redusoitumattoman kompleksisuutensa määritteli, ja hänen redusoitumattomaan kompleksisuuteen johdattelevana esimerkkinään käyttämänsä hiirenloukku-esimerkin. Hiirenloukuillahan ei ole lisääntymiskykyä, eikä myöskään kelpoisuutta.

Lee Grahamin ei ole siten käyttänyt Behen määritelmää redusoitumattomalle kompleksisuudelle, eikä myöskään hänen ohjelmallaan ole mitään tekemistä Behen määrittelemän redusoitumattoman kompleksisuuden kanssa.

Ihan hauskan ohjelman Graham on kuitenkin tehnyt: kirjaimet ja numerot vaihtuvat näytöllä nopeasti, ja värejäkin on käytetty. Harmi vain, ettei ohjelma tee kuitenkaan lainkaan sitä, mitä Graham siltä (Behen IC-määritelmään linkittäen)lupaili.

Esitänkin uudelleen kysymyksen, jos joku tietäisi siihen vastauksen:

Kenen IC-määritelmää Lee Graham on käyttänyt, vai onko tuo hänen itse keksimänsä määritelmä?

Anonymous said...

Kun Behen soveltaa IC -määritelmää siimamoottoriin, hän perustelee sillä että "luonnonvalinta ei voi vaikuttaa koska toiminta lakkaa". Luonnossa "funktionaalinen, hyödyllinen, toiminto" liittyy aina "kelpoisuuteen".

Kysynkin, MINKÄ IC -MÄÄRITELMÄN MUKAAN BEHE KYKENEE EROTTAMAAN LUONNOSSA, ELOLLISISSA OLENNOISSA OLEVAT, BAKTEERIN SIIMAMOOTTORIN TAVOIN KELPOISUUTEEN LIITTYVÄÄN TOIMINTOON, LIITTYVÄT MONIOSAISET RAKENTEET JOTKA VOIVAT KEHITTYÄ EVOLUTIIVISESTI SELLAISISTA ELOLLISISSA OLENNOISSA OLEVISTA, BAKTEERIN SIIMAMOOTTORIN TAVOIN KELPOISUUTEEN LIITTYVIDYÄ MONIOSAISISTA TOIMINNOISTA, JOTKA EIVÄT VOI TOTEUTUA EVOLUTIIVISESTI.

Muutenhan ID -kriitikot voivat vain kohauttaa olkapäitään ja sanoe IC -rakenteen koskevan hiirenloukun kanssa analogisesti vain sellaisiin rakenteisiin, joilla ei ole kelpoisuutta(jotka ovat esimerkiksi kohteissa jotka eivät replikoidu); Jos Analyysillä ei ole eksaktia vastausta kysymykseen joka yllä mainittiin, on erottelu pelkkää käsien heiluttelua; "Kun kohde on jakautuvassa kohteessa, sillä on kelpoisuus"

PS: Eikö algoritmissakin itse IC:llä vain tunnistettu silloin, kun se ilmestyi = IC:llä ei ollut kelpoisuutta, ainoastaan sillä toiminnolla jonka se IC rakenne teki, oli?

Anonymous said...

-Behen "toiminto, jota se suorittaa" on Grahamilla "kelpoisuusarvo"; Jos eliössä on hyödyllinen toiminta, on sillä kelpoisuus; Graham määrittelee toiminnallisuuden "hyödyllisyytenä suhteessa ympäristöön" -joka sitten heijastuu kelpoisuuteen(kelpoisuus päältää sitä)
-Behellä koko systeemi tuottaa saman perustoiminnon, kuten se tekee Grahamin toiminnossakin.
-Behellä osan poisto tuottaa sen että rakenne ei toimi. Samoin Grahamilla.

Onko jokin näistä määritelmistä perustaltaan jotenkin erilainen kuin silloin kun sitä sovelletaan perimään ja muihin "replikoituviin kohteisiin", joissa niillä on "kelpoisuus" - Vai pitääkö meidän hylätä tästä lähtien kaikki sellaiset palautumattomasti kompleksisiksi tulkitut kohteet, joissa "hyöty" liittyy jollain tavalla eliön toiminnallisuuteen? Jos määritelmä on eliöissä jotenkin kelpoisuudesta poikkeava, voisiko Analyysi kertoa miten sitä voitaisiin objektiivisesti ja eksaktisti mitata.

Anonymous said...

Olisi myös miellyttävää tietää, ovatko ohjelman osa "parts" on väärä:(ja jos olivat, niin miksi vihjailla "heittomerkeillä", kuten teit) Perimässäkin geenit tuottavat proteiineja, "osia", ja ovat loppupeleissä vain "kasa bittejä". Solussa perimä on samassa DNA:ssa, joten osien/bittikasojen ei tarvitse olla eri ohjelmassa tms. JA em. algoritmissakin "osa" taatusti koostuu biteistä, jotka kopioituvat(aina välistä mutatoituen, kuten soluissakin) yhdessä siihen liittyvien muiden osien kanssa(kuten solussakin), jos niillä on kelpoisuus.

Haluaisin valaistusta myös siihen, että jos hiirenloukku replikoituisi ja "hyvyysfunktioksi" laitettaisiin esimerkiksi "hyöty ihmiselle", niin voisiko käydä niin että se muodostuisi vähittäin?
(esimerkiksi jos seuraava olisi karkea esimerkki muutamasta "välivaiheesta";
http://udel.edu/~mcdonald/mousetrap.html )

Anonymous said...

Analyysi ilmeisesti myös unohtanut Behen sanomisia; Jos nämä lausunnot eivät viittaa siihen, että solukoneissa IC:n funktionaalisuudella ei ole mitään tekemistä kelpoisuuden ja sitä kautta luonnonvalinnan valintakykyvyn kanssa, niin menee "toiminnallisuus voi olla muutakin" -kategoriaan, joka ei ole ongelma. Toiminnallisuus voi olla muutakin, kuin sellaista mitä luonnonvalinta voi valita, mutta aivan selvästi AINAKIN YKSI TAPA OLLA TOIMINNALLINEN liittyy nimenomaan luonnonvalintaan;

"An irreducibly complex system cannot be produced directly by numerous, successive, slight modifications of a precursor system, because any precursor to an irreducibly complex system that is missing a part is by definition nonfunctional. Since natural selection can only choose systems that are already working, then if a biological system cannot be produced gradually it would have to arise as an integrated unit, in one fell swoop, for natural selection to have anything to act on."
(Behe "Evidence for Intelligent Design from Biochemistry", 1996)

"An irreducibly complex evolutionary pathway is one that contains one or more unselected steps (that is, one or more necessary-but-unselected mutations). The degree of irreducible complexity is the number of unselected steps in the pathway."
(Behe,"In Defense of the Irreducibility of the Blood Clotting Cascade:Response to Russell Doolittle, Ken Miller and Keith Robison",2000)

Anonymous said...

Behen "toiminto, jota se suorittaa" on Grahamilla "kelpoisuusarvo"

Muistuu mieleen se, miten todistetaan, että kissat munivat. Todistus menee suurin piirtein siten, että ensin määritellään, että kanat ovat kissoja. Sitten tarkkaillaan näitä kissoja, ja kas kummaa, havaitaan, että kissa munii. Samalla tavalla voidaan osoittaa myös, että kissoilla on sulat :)

Käsitteillä on vakiintuneet merkityksensä, ja käsitteellä "kelpoisuusarvo" on myös oma merkityksensä. Kelpoisuusarvo EI ole rakenteen toiminto, jos käsitteitä käytetään siten, kuin niitä yleensä käytetään. Eri asia on sitten, jos lähtee kissa-kana-leikkiin ja "todistelemaan" asioita: muuttelemalla sanojen merkityksiä, mutta en itse sellaiseen ala nyt lähteä.

Olisi myös miellyttävää tietää, ovatko ohjelman osa "parts" on väärä:(ja jos olivat, niin miksi vihjailla "heittomerkeillä", kuten teit)

Kysymyksiin vastaamisen vähimmäisedellytys on se, että kysymykset ovat ymmärrettäviä. Eli se, että ne ovat suomen kielellä ymmärrettävissä olevaan muotoon kirjoitettuja, eivätkä vain sanoja peräkkäin. En siis ymmärtänyt tuotakaan kysymystä. Heittomerkit sanan sanan "parts" kohdalle oli laittanut myös Lee Graham. Sovelsin siis siinä kohdassa hänen käyttämäänsä kirjoitusasua.

Haluaisin valaistusta myös siihen, että jos hiirenloukku replikoituisi ja "hyvyysfunktioksi" laitettaisiin esimerkiksi "hyöty ihmiselle", niin voisiko käydä niin että se muodostuisi vähittäin?

Valaistusta taitaa olla mahdotonta antaa, koska hiirenloukut eivät oikeasti lisäänny ja saa jälkeläisiä.

Jos nämä lausunnot eivät viittaa siihen, että solukoneissa IC:n funktionaalisuudella ei ole mitään tekemistä kelpoisuuden ja sitä kautta luonnonvalinnan valintakykyvyn kanssa...

Olkinukkeilua. Minä en väittänyt tuollaista. Mitä minä kirjoitin, oli:

"Behen käyttämä IC-määritelmä ei kuitenkaan ole mitenkään edes riippuvainen kelpoisuusarvosta."

Kerroin yllä, mistä tämä johtuu: esitin luettelon siitä, mistä se, onko kyseessä Behen määritelmän mukaan IC-rakenne, on riippuvainen. Luettelossa, kuten Behen määritelmässäkään, ei ollut kelpoisuutta, eikä kelpoisuusarvoa.

Anonymous said...

"Behen käyttämä IC-määritelmä ei kuitenkaan ole mitenkään edes riippuvainen kelpoisuusarvosta."

"By irreducibly complex I mean a single system composed of several well-matched, interacting parts that contribute to the basic function, wherein the removal of any one of the parts causes the system to effectively cease functioning. An irreducibly complex system cannot be produced directly (that is, by continuously improving the initial function, which continues to work by the same mechanism) by slight, successive modifications of a precursor system, because any precursor to an irreducibly complex system that is missing a part is by definition nonfunctional. An irreducibly complex biological system, if there is such a thing, would be a powerful challenge to Darwinian evolution."
(Behe, "Darwin's Black Box", 1996, s 39.)

Kysymys on siitä, että tuossa Behen määritelmässä toiminnallisuus on nimenomaan sidottu kelpoisuuteen :Eli jos toimintaa ei ole, ei ole kelpoisuutta, jolloin ominaisuuden tulisi syntyä kerralla. Voidaan sanoa että hiirenloukku on siksi huono analogia, joka itse asiassa sanoo kokolailla samaa, kuin väite "Kirjat sisältävät paljon informaatiota ja koska kirjat informaatioineen eivät voi replikoitua eivätkä kehittyä evolutiivisesti, ei DNA:n informaatiokaan voi.."

Siksi RC:n sitominen flagellaan voi tosiaan olla sama kuin pistäisi kissan munimaan määrittelemällä sekaisin. Voi tosiaan olla että Behen määritelmä on pätevä vain hiirenloukuissa ja muissa rakenteissa, joissa toiminta ei ole kelpoisuudessa. Ja silloin em. algoritmi EI tosiaankaan kehitä RC:tä. Mutta tällöin flagellakin jää RC:n määritelmän ulkopuolelle, eikä meillä ole keinoa jolla voisimme erottaa onko soluissa aitoa RC:tä vai pelkkää "näennäistä RC:tä."

Anonymous said...

Behellä toimimattomuus tarkoittaa erittäin tiukasti kelpoisuusarvon romahdusta. Tämä määritelmä on siis analyysistä erittäin huono, koska toimintaa ei selvästi voida mitata kelpoisuudella.

Miksi kelpoisuusarvo on väärä suhteessa toiminnallisuuteen? Jotta voimme päättää tuottaako ohjelma RC:tä, tulee kysymys siitä mitä RC:n määritelmät eksaktisti tarkoittavat, tietää. Jos emme tiedä, emme voi edes väittää että "ei voi tuottaa RC:tä". Mikä on siis analyysin mielestä se toiminnallisuuden eksakti määritelmä, joka sopii flagellan siimaan ja hiirenloukkuun ja jota ei voida mitata kelpoisuudella? Mikä on se eksakti osien määritelmä, joka sopii hiirenloukkuun ja flagellaan mutta ei tietokoneohjelmaan. Mikä on se eksakti "well defined":in määritelmä...

Tarkalleen ottaen miksi em. algoritmi ei tuota RC:tä? Voidaanko yleensä ottaen mitenkään testata RC:n tuottoa algoritmilla? Minkälainen se testialgoritmi olisi? Miten sen arvojen mittaus tehtäisiin?

Anonymous said...

Ehkä syynä on se, että RC:tä kuvataan melko usein jotakuinkin väitteenä "Moniosainen, yhtä toimintoa suorittava solukone, ei voi syntyä evolutiivisesti, jos osan poisto romahduttaa ominaisuudesta saatavan kelpoisuuden."

Olennaista em. algoritmin RC -tuottavuuden kannalta lieneekin kysymys: Voiko?

Anonymous said...

Analyysin IC -evolverin kritiikki on seuraavissa ongelmissa:

1. Erot Grahamin algoritmissa johtuvat siitä, että toisin kuin ID -kreationistit, tieokoneohjelma, joka tunnistaa IC:tä tarvitsee *eksaktin* määritelmän, joka taas on jotain aivan muuta kuin Behen tarjoamat "function", "well-matched", "part" ja "system",
joita voidaan käyttää lukuisilla eri tavoilla, ja jotka eivät siksi ole mitään kovin tarkkoja. Jos eksaktia määritelmää ei hyväksytä siksi että se ei kata koko laajaa kirjoa, vaan vain jonkun suppeamman osan(Grahamin algoritmin kohdalla funktion, joka liittyy fittnessiin, tästä kohta lisää), ei tälläistä epätarkkaa IC määritelmää voida käyttää tieteessä simuloinnissa lainkaan, joka luonnollisesti laskee sen tieteellistä arvoa;
Jos Analyysi on siis huolissaan siitä että Grahamin algoritmi ei käytä "juuri oikeaa" määritelmää, niin asiaa voisi auttaa se, että Analyysi tai Behe tai joku tiedemaailman valloittavan ID -paradigman "Uus -Newtoneista"(joita siellä kuulemma on) tuottaisi eksaktin määritelmän.
Tämä ei ole kovin paljoa kysytty teorialta, jonka väitetään jyrävän vajaat 200 vuotta biologian tutkimusta ohjanneen paradigman. (Ja niin kauan kuin eksaktia määritelmää ei ole, niin teknisessä mielessä Analyysin valitus ei tarjoa informaatiota - hän vain "kyselee ja pakenee".)


Ja sitten siihen hiirenloukun toiminnan fittnessittömyyteen;
Jos viritämme hiirenloukun miljoonia kertoja, huomaamme aina että muutama hiiri pääsee pakoon. Hiirenloukku toimii tietyllä todennäköisyydellä(joka on alle sata, joskin hyvällä hiirenloukulla lähellä sitä.) Osa toimii 80% ajasta jne. Tämä laatu vaikuttaa siihen, mitkä hiirenloukut jalostuvat jatkomyyntiin(monta kopiota niiden "informaatiosta" tulee) Kun muistamme
luonnonvalinnan ja älyn samankaltaisuuden, jonka myönsit ainakin jokseenkin osuvaksi,
http://paholaisen-asianajaja.blogspot.com/2007/02/lykkyys-ja-dembski-osa-ii.html
voimmekin nyt jalostaa "analogian" kautta hiirenloukulle fittnessin, joka liittyy toimintavarmuuteen; Voimme kenties jopa simuloida jonkun säännön jonka mukaan voimme tuottaa uusia, parempia, hiirenloukkuja. Hiirenloukun "fittnessittömyys" on siis enemmänkin "näennäistä", Voidaan nähdä että silläKIN on "epäsuora fittness", joka liittyy nimenomaan toimintaan. Toiminnan laatua voidaan mitata tällä fittnessillä JA toiminnan loppuminen johtaa fittnessin loppumiseen.


Ja viimeiseksi Analyysin ongelmana on se, että Grahamin algoritmi hyökkää IC:n "antievo" -perustelun kimppuun; Tällöin määritelmän ei edes tarvitse olla niin tarkka, riittää että se täyttää ehdon "jos kokonaisuuden minkä tahansa osan poistaminen lopettaa toiminnan, ei evoluutio voi tuottaa sitä vähittäin." Tällöin Grahamin algoritmi ei siis välttämättä tuota "juuri IC:tä" vaan jonkun suuremman joukon, jonka alaryhmä IC on. Tälläkin kannalla Grahamin algoritmi kumoaa väitteen "kerralla syntymisen pakollisuudesta".