Vědci z několika výzkumných center, například z BEACON Centra pro studium evoluce na Michiganské státní univerzitě v USA, se pokusili obejít velkou překážku. Evoluce je »pomalá« a lidé zvědaví. Jak poznat výsledky experimentu, který příroda plánuje na tisíce let? Pomohli si inteligencí počítačů – naprogramovali digitální evoluci.

Podle profesora Daniela Dennetta, amerického vědce a filozofa, „kdykoliv a kdekoliv nastává vývoj, pokud jsou splněny tři podmínky: replikace, variace (mutace), a soutěž“. Takže proč takové podmínky nepřipravit v počítači a nenastavit rychlost, která nám umožní nakukovat evoluci pod ruce? Čas pro stovky generací je omezený jen rychlostí početního úkonu.

První software – evoluce v akci

Prvním byl před dvaceti lety experiment profesora Thomase S. Raye z oklahomské univerzity, nazvaný Tierra, se schopností sebereplikace, mutací, z nichž některé působily ztrátu funkčnosti vyvíjených digitálních »organismů«, jiné byly neutrální nebo prospěšné.

Rozhodujícím faktorem byl selektivní tlak. Adaptace byly zajímavé – zkracoval se genom, aby se mohl replikovat rychleji, jiné organismy vypustily část svého genomu a okopírovaly si dokonalejší odjinud, vyvinula se obrana proti těmto parazitům, meziparazitické podvody…

… a evoluce software – Avida

O něco později se na michiganské státní univerzitě zrodila Avida. Je zřejmě nejvyspělejší platformou pro studium digitálních organismů. Zcela jistě ten, který nejvíce ovlivnil tento obor. Poskytla detailní kontrolu nad experimentálním nastavením, propracovaný systém návrhu a realizace experimentů, množství možností pro interakce organismů s prostředím.

»Pro ni« byla založena MSU, Michigan State University Digital Evolution Laboratory (Devolab) v roce 1999. Má dvojí cíl – experimentálně studovat digitální organismy, které nám mají pomoci pochopit, jak přírodní evoluce funguje, a pak aplikovat tyto znalosti na řešení výpočetních problémů.

Od svého založení Devolab významně vzrostl jak počtem vědců, tak šíří jejich výzkumu.

Mimozemšťané »v láhvi«

Digitální komunity různorodých ekologických společenstev byly použité experimentálně pro průzkum např. konkurenčního vyloučení a soužití, rovnováhy typu hostitel/parazit, vlivu parazitů na posílení komunitní rozmanitosti, evolučních závodů ve zbrojení, narušení rovnováhy a role historických faktorů v evoluci.

„Schopnost provádět výzkum v oblasti digitálních systémů nám umožnila poznat nuance teorie příbuzenského výběru, který může být obtížné sledovat v přírodních systémech,“ řekl ředitel Devolab dr.Charles Ofria.

Tento »svět v láhvi« se ukázal jako cenný nástroj pro studium evoluce a ekologie, ale to ještě není všechno. Jedním z obrovských bonusů digitální evoluce je to, že umožňuje vědcům prozkoumávat alternativní evoluční cesty vedle těch, kterými Země prošla.

To jim dává naději, že si budou umět lépe představit formy života možné na jiných planetách a budou mít vyšší šanci je poznat, až je uvidí.

Odpojte konkurenci

Práce na vývoji výpočetních systémů začala v roce 1990, kdy byl dánský vědec, nyní působící v Los Alamos National Laboratory, Steen Rasmussen, ispirován počítačovou hru Core War.

Zjednodušeně jde o to, že nepřátelské programy napsané v abstraktním umělém jazyce Redcode vedou válku a vyhrává ten, který dokáže vypnout všechny procesy spojené s jeho konkurenty. Nejúspěšnější byly ty, které si dokázaly vytvářet záložní kopie.

Rassmusen udělal změnu, která umožnila vytvářet náhodné změny v kopiích programů, mutanty. Tím vznikl prostor pro vývoj. Program se jmenoval Core World a Rasmussen ho spustil a nechal běžet.

Měl ale jen omezený úspěch, protože všechny programy byly naprogramovány na likvidaci ostatních a jejich sebereplikace se samokopírováním chybných sekvencí ho dovedla k bodu, kdy se program zhroutil do neživotaschopného stavu.

Více na:

https://devolab.msu.edu/