Generativní věda - Generative science

Interakce mezi několika jednoduchými pravidly a parametry mohou způsobit nekonečnou, zdánlivě nepředvídatelnou složitost.

Generativní věda je oblast výzkumu, která zkoumá přírodní svět a jeho komplexní chování. Zkoumá způsoby, jak „generovat zjevně neočekávané a nekonečné chování založené na deterministický a konečný pravidla a parametry reprodukující nebo připomínající chování přírodních a sociálních jevů “.[1] Modelováním takových interakcí může naznačit, že v systému existují vlastnosti, které nebyly zaznamenány v reálné situaci.[2] Příkladem studijního oboru je jak nezamýšlené důsledky vznikají v sociálních procesech.

Generativní vědy často zkoumají přírodní jevy na několika úrovních organizace.[3][4] Samoorganizující se přírodní systémy jsou ústředním tématem, studovaným teoreticky i simulačními experimenty. Studie složitých systémů obecně byla seskupena pod nadpis „obecná teorie systémů ", zejména tím, že Ludwig von Bertalanffy, Anatol Rapoport, Ralph Gerard, a Kenneth Boulding.

Mezi tyto vědy patří psychologie a kognitivní věda, mobilní automaty, generativní lingvistika, zpracování přirozeného jazyka, konekcionismus, sebeorganizace, evoluční biologie, nervová síť, sociální síť, neuromuzikologie, kvantové celulární automaty, teorie informace, teorie systémů, genetické algoritmy, výpočetní sociologie, komunikační sítě, umělý život, teorie chaosu, teorie složitosti, síťová věda, epistemologie, buněčný automat s kvantovou tečkou, kvantový počítač, systémové myšlení, genetika, ekonomika, filozofie vědy, kvantová mechanika, kybernetika, digitální fyzika, digitální filozofie, bioinformatika, agent-based modeling a teorie katastrof.

Vědecký a filozofický původ

Turbulence v špička vír z letoun křídlo. Byly důležité studie kritického bodu, za kterým systém vytváří turbulence teorie chaosu, analyzováno například Sovětský fyzik Lev Landau kdo vyvinul Landau-Hopfova teorie turbulence. David Ruelle a Floris Takens později předpověděl, proti Landauovi, že turbulence tekutin se může vyvinout prostřednictvím a podivný atraktor, hlavní koncept teorie chaosu.
Počítačová simulace rozvětvené architektury dendrity z pyramidové neurony.[5]
Přirozený jev chování stáda jako u hejna ptáků lze modelovat uměle pomocí jednoduchých pravidel v jednotlivých jednotkách, s rojová inteligence spíše než centralizované řízení.

Vývoj počítačů a počítačů teorie automatů položil technický základ pro růst generativních věd. Například:

  • Mobilní automaty jsou matematické reprezentace jednoduchých entit interagujících pod deterministický pravidla projevující složité chování. Mohou být použity k modelování vznikajících procesů fyzického vesmíru, neurálních kognitivních procesů a sociálního chování.[6][7][8][9]
    • Conwayova hra o život je hra s nulovým hráčem založená na celulárních automatech, což znamená, že jediným vstupem je nastavení počátečních podmínek a hra má vidět, jak se systém vyvíjí.[10]
    • V roce 1996 Joshua M. Epstein a Robert Axtell napsal knihu Rostoucí umělé společnosti který navrhuje sadu pravidel automatu a systém s názvem Sugarscape který modeluje populaci závislou na zdrojích (nazývaných cukr).
  • Umělé neuronové sítě pokusit se vyřešit problémy stejným způsobem, jako by to udělal lidský mozek, i když jsou stále o několik řádů méně složité než lidský mozek a blíže k výpočetní síle červa. Pokrok v porozumění lidského mozku často stimuluje nové vzorce v neuronových sítích.

Jeden z nejvlivnějších pokroků v generativních vědách kognitivní věda přišel z Noam Chomsky (1957) vývoj generativní gramatika, který oddělil generaci jazyka od sémantického obsahu, a odhalil tak důležité otázky týkající se lidského jazyka. Bylo to také na počátku padesátých let, kdy psychologové na MIT včetně Kurt Lewin, Jacob Levy Moreno a Fritz Heider položil základy pro Dynamická skupina výzkum, který se později vyvinul do sociální síť analýza.

Viz také

  • Generativní systémy - Technologie s celkovou schopností produkovat nepředvídatelné změny tažené velkým, rozmanitým a nekoordinovaným publikem

Reference

  1. ^ Gordana Dodig-Crnkovic; Raffaela Giovagnoli (2013), „Computing Nature - A Network of Networks of Concurrent Information Processes“, Gordana Dodig-Crnkovic; Raffaela Giovagnoli (eds.), Počítačová povaha: Turingova stoletá perspektiva, Springer, str. 7, ISBN  978-3-642-37225-4
  2. ^ Ning Nan, Erik W. Johnston, Judith S. Olson (2008), „nezamýšlené důsledky kolokace: použití modelování založeného na agentech k rozmotání účinků zpoždění komunikace a skupinové laskavosti“, Teorie výpočetní a matematické organizace, 14 (2): 57–83, doi:10.1007 / s10588-008-9024-4CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  3. ^ Farre, G.L. (1997). „Energetická struktura pozorování: filozofická diskuse“. Americký vědec v oblasti chování. 40 (6): 717–728. doi:10.1177/0002764297040006004.
  4. ^ J. Schmidhuber. (1997) Pohled počítačového vědce na život, vesmír a všechno. Základy informatiky: Potenciál - Teorie - Poznání, Přednášky v informatice, strany 201–208, Springer
  5. ^ Hermann Cuntz (2010). „Obrázek problému s výpočetní biologií PLoS | Svazek 6 (8), srpen 2010“. PLOS výpočetní biologie. 6 (8): ev06.ei08. doi:10.1371 / image.pcbi.v06.i08.
  6. ^ Kenrick, DT; Li, NP; Butner, J (2003). „Dynamická evoluční psychologie: pravidla individuálního rozhodování a vznikající sociální normy“. Psychologický přehled. 110 (1): 3–28. CiteSeerX  10.1.1.526.5218. doi:10.1037 / 0033-295X.110.1.3. PMID  12529056.
  7. ^ Epstein, Joshua M.; Axtell, Robert L. (1996). Rostoucí umělé společnosti: sociální vědy zdola nahoru. Cambridge MA: Instituce MIT / Brookings. p.224. ISBN  978-0-262-55025-3.
  8. ^ Nowak A., Vallacher R.R., Tesser A., ​​Borkowski W. (2000), „Společnost sebe sama: Vznik kolektivních vlastností ve vlastní struktuře“, Psychologický přehled, 107 (1): 39–61, doi:10.1037 / 0033-295x.107.1.39, PMID  10687402CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  9. ^ Epstein J.M. (1999), „Agent Based Computational Models and Generative Social Science“, Složitost, 4 (5): 41–60, Bibcode:1999Cmplx ... 4e..41E, CiteSeerX  10.1.1.353.5950, doi:10.1002 / (SICI) 1099-0526 (199905/06) 4: 5 <41 :: AID-CPLX9> 3.0.CO; 2-F
  10. ^ Hra Johna Conwaye o život

externí odkazy