Редько В.Г. Эволюционная кибернетика

Оглавление

Предисловие. Эволюционная кибернетика - формирующаяся научная

дисциплина............................................................................................................ 3

Глава 1. Сфера и методы исследований эволюционной кибернетики....... 5

Глава 2. Модели возникновения молекулярно-генетических кибернетических систем....................................................................................... 11

2.1. Модель квазивидов М. Эйгена. Детерминированные и стохастические методы описания модели квазивидов................................... 13

2.2. Спиновые стекла как модель случайно взаимодействующих элементов. "Спин-стекольная" модель эволюции................................. 24

2.3. Оценка скорости эволюции в модели квазивидов........................... 28

2.4. Модель гиперциклов М. Эйгена и П. Шустера................................ 34

2.5. Модель сайзеров В.А. Ратнера и В.В. Шамина. Гиперциклы или сайзеры?................................................................................................. 39

2.6. Адаптивный сайзер - модель возникновения простейшей системы управления...................................................................................... 48

2.7. Выводы по кибернетическим моделям предбиологической эволюции..................................................................................................... 56

Глава 3. Общие модели эволюции.................................................................... 64

3.1. Классическая популяционная генетика............................................ 64

3.2. Методы теоретической популяционной генетики.......................... 64

3.3. Молекулярная эволюция: теория нейтральности М. Кимуры...... 69

3.4. Другие модели, характеризующие общие закономерности эволюции..................................................................................................... 71

3.5. /V/f-автоматы С. Кауффмана. Жизнь на границе хаоса и порядка....................................................................................................... 72

Глава 4. Прикладное эволюционное моделирование.................................... 78

4.1. Эволюционные алгоритмы................................................................. 78

4.2. Генетический алгоритм....................................................................... 79

4.3. Оценка эффективности генетического алгоритма......................... 81

Глава 5. Искусственные нейронные сети........................................................ 83

5.1. Формальный нейрон............................................................................ 83

5.2. Немного истории.................................................................................. 84

5.3. Нейросетевая ассоциативная память................................................ 88

5.4. Сеть Хопфилда: нейронная сеть + гамильтониан........................... 89

5.5. Метод обратного распространения ошибок.................................... 92

5.6. Теория нейронных сетей с точки зрения эволюционной кибернетики..................................................................................................... 94

Глава 6. Направление исследований "Искусственная жизнь" - эволюционные и иейросетевые методы.......................................................... 97

6.1. Искусственная жизнь - жизнь, какой она могла бы быть............. 97

6.2. Типичные модели искусственной жизни........................................... 98

6.3. Модель ПолиМир Л. Ягера................................................................. 101

6.4. Модель взаимодействия обучения и эволюции Д. Экли и М. Лит-тмана....................................................................................................... 102

6.5. "Кузнечик" - модель эволюционного возникновения целенаправленного адаптивного поведения......................................................... 107

6.6. Заключительное замечание по исследованиям Искусственной жизни...................................................................................................... 121

Глава 7. Направление исследований "Адаптивное поведение"................... 123

7.1. From Animal to Animat- модели адаптивного поведения животного и робота........................................................................................ 123

7.2. Составляющие адаптивного поведения............................................ 123

7.3. О мотивации.......................................................................................... 126

7.4. Общая характеристика направлений "Искусственная жизнь" и "Адаптивное поведение"..................................................................... 130

Глава 8. Философские аспекты эволюционной кибернетики...................... 133

8.1. На пути к теории происхождения логики......................................... 133

8.2. Концептуальные теории эволюционной кибернетики................... 143

8.3. Функциональная система по П.К. Анохину - общая схема адаптивного поведения................................................................................ 144

8.4. Теория метасистемных переходов В.Ф. Турчина............................ 146

8.5. Проект Principia Cybemetica................................................................ 150

Краткое послесловие. О перспективах эволюционной кибернетики......... 153

Об авторе

Редько Владимир Георгиевич

Доктор физико-математических наук, ведет научные исследования в НИИ системных исследований РАН и Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ». В 1971 г. окончил Московский физико-технический институт. На втором курсе Физтеха задумался над проблемой: почему человеческое мышление применимо к познанию природы? Автор более 200 научных публикаций.

Область научных интересов: проблема происхождения мышления человека, когнитивная эволюция, модели познавательных способностей биологических организмов.