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Darwin Upheaval
Evo-Devo-Darwinist & Wissenschaftskommunikator
Anmeldungsdatum: 23.01.2004
Beiträge: 5491
Wohnort: Tief im Süden
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 (#1679122) Verfasst am: 24.08.2011, 21:34 Titel: |
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| El Schwalmo hat folgendes geschrieben: | | Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | El Schwalmo hat folgendes geschrieben: | | bis auf die vor Jahren gemachte Bemerkung, dass gar kein Computer im Spiel war |
Immerhin, Du lernst. Vielleicht unterhalten wir uns in ein paar Jahren nochmal darüber, was eine "Simulation" ist und über den Unterschied zwischen "ein Argument haben" und Korinthenkackerei. |
Du bist ein hervorragender Didaktiker. Besser als durch einen Vergleich meines Postings mit Deiner 'Antwort' kann man den Begriff 'Korinthenkackerei' kaum veranschaulichen. |
Meine Antwort war ein typischer "El Schwalmo", also für Dich kein Grund für Kritik. Freuen wir uns lieber darüber, dass Du eingesehen hast, dass das Modell auf mehr beruht als auf einer 'back-of-an-envelope-calculation'.
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"Science is a candle in the dark." - Carl Sagan
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VanHanegem
Weltmeister
Anmeldungsdatum: 24.04.2006
Beiträge: 3180
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| (#1679378) Verfasst am: 25.08.2011, 15:35 Titel: |
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| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Komisch, dass Du mir wiederholt unterstellst, dass ich ein Informationsdefizit habe. Ich kann meinerseits nur Dir dringend ans Herz legen, Nilsson entgegen seiner eigenen Auffassung darüber zu belehren, dass das, was er abgeliefert hat, keine "evolutionäre Simulation" ist. Aber wahrscheinlich hat er seine eigene Arbeit nicht sorgfältig genug gelesen. |
Nein, vielmehr hat Nilsson mMn keine habewegs konkrete Vorstellung davon, was man unter Simulation versteht. Immerhin hast Du selbst ein Element einer tatsächlichen Simulation eines evolutionären Prozesses angedeutet:
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Wenn ich mich recht erinnere, haben die im Computer eine Fläche mit Lichtrezeptoren, eine Pigmentschicht darunter sowie eine transparente Schutzschicht darüber modelliert und dann munter "drauflos mutiert", d.h. sie haben einen Haufen von Parametern zufällig variiert. |
Und jetzt zeigst Du mir im Paper von Nilsson/Pelger 1994 (meinetwegen auch anhand einer eMail von Nilsson) eine Stelle, aus welcher dergleichen auch nur ansatzweise hervorgeht.
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Im übrigen geht es hier nicht um Genetik, sondern um Variation und Selektion, und darum, dass Nilsson numerisch zeigen konnte, dass die Selektion, ausgehend von einem "Flachauge", immer ein Linsenauge begünstigt, und dass das unter ständiger selektiver Kontrolle passiert. Und dass die Zahl der Variationsschritte, die man braucht, um ein Linsenauge evolvieren zu lassen, relativ gering und somit in erdgeschichtlichen Zeiträumen kein Problem ist. Deine "numerische Lösung von DGL" ist in diesem Kontext bullshit. |
In der Tat unterscheidet sich Nilssons Modell u.a. dadurch von einer genetischen Simulation, daß der Genotypus wegrationalisiert wird, und postuliert wird die Parameter des Phänotypus in kleinen Schritten beliebig drehen zu können. Er hat also das genetische Optimiserungproblem zu einem nichtlinearen, aber stetigen Optimierungsproblem umgedeutet. Daß das in einer relativ begrenzten Anzahl von Iterationsschritten (Simulation ist das dann keine mehr) zu einer signifikanten Verbesserung der Zielfunktion führt ist trivial.
Daß auf dem Computer dann noch nicht mal diese Iteration gefahren wurde steht auf einem anderen Blatt.
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Aber es gibt halt auch "constraints", also Entwickungszwänge, und Selektionsregimes, die die Evolution streckenweise in vorgegebene "Bahnen" lenken. Z.B. ist das Linsenauge, wenn ich mich recht erinnere, mehrmals unabhängig entstanden. |
Derartiges wurde von N&P konsequent wegrationalisiert. Wenn man in ein Modell mit stetigen, größtenteils monotonen Funktionen reinsteckt kommt hinten schnelle Verbesserung der Zielfunktion raus.
| fwo hat folgendes geschrieben: | | Ich habe für dich den wesentlichen Satz nochmal fett gemacht. Simulier doch mal die Lottoziehung der letzten Woche. Du darfst sogar den selben Apparat dazu nehmen. |
bei einer Simulation eines stochastischen Systems kriegt man kein Einzelergebnis, sondern eine Verteilung. Die mit Simulation zu klärende Fragestellung könnte lauten: ist das Ergebnis bei konstruktiver Vereinfachung der Lottotrommel oder Reduktion der Anzahl der Umdrehungen noch gleichverteilt in [1,49]?
Ähnlich allgemein gehalten war die Fragestellung von N&P.
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Deine "numerische Lösung von DGL" ist in diesem Kontext bullshit. |
Eine grundsätzliche Klärung des Begriffes Simulation war hier unabhängig vom Kontext gefragt.
Aber wenn Du das Thema unbedingt vertiefen willst: Wie berechnet man eigentlich die Lichtausbreitung im optisch inhomogenen Material biologischer Linsen?
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Hup Holland Hup, Oranje winnt de cup (2022)
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Darwin Upheaval
Evo-Devo-Darwinist & Wissenschaftskommunikator
Anmeldungsdatum: 23.01.2004
Beiträge: 5491
Wohnort: Tief im Süden
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| (#1679454) Verfasst am: 25.08.2011, 18:21 Titel: |
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| VanHanegem hat folgendes geschrieben: | | Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Komisch, dass Du mir wiederholt unterstellst, dass ich ein Informationsdefizit habe. Ich kann meinerseits nur Dir dringend ans Herz legen, Nilsson entgegen seiner eigenen Auffassung darüber zu belehren, dass das, was er abgeliefert hat, keine "evolutionäre Simulation" ist. Aber wahrscheinlich hat er seine eigene Arbeit nicht sorgfältig genug gelesen. |
Nein, vielmehr hat Nilsson mMn keine habewegs konkrete Vorstellung davon, was man unter Simulation versteht. |
Du aber auch nicht, wie mir scheint. Offensichtlich ist Dein Begriffsverständnis auf das numerische Lösen von Differentialgleichungen, die Programmierung von Zufallsgeneratoren und den Monte-Carlo-Ansatz beschränkt. Prinzipiell aber ist jedes Experiment, jedes Nachstellen, jede Modellierung realer Sachverhalte - ob im Labor oder in silico - eine Simulation. Dazu zählt der Aufprall eines Crashtest-Dummies (Simulation eines Unfalls) genauso wie die Berechnung eines Impaktereignisses am Rechner. Nicht alles, was simuliert wird, erfordert Kenntnisse in höherer Mathematik und Programmierkenntnisse.
| VanHanegem hat folgendes geschrieben: |
Immerhin hast Du selbst ein Element einer tatsächlichen Simulation eines evolutionären Prozesses angedeutet:
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Wenn ich mich recht erinnere, haben die im Computer eine Fläche mit Lichtrezeptoren, eine Pigmentschicht darunter sowie eine transparente Schutzschicht darüber modelliert und dann munter "drauflos mutiert", d.h. sie haben einen Haufen von Parametern zufällig variiert. |
Und jetzt zeigst Du mir im Paper von Nilsson/Pelger 1994 (meinetwegen auch anhand einer eMail von Nilsson) eine Stelle, aus welcher dergleichen auch nur ansatzweise hervorgeht. |
Wie der Arbeit leicht zu entnehmen ist, werden in Fig. 1 die optische Eigenschaften des Auges (Auflösungsvermögen) in Abhängigkeit von dessen Struktur wiedergegeben. In Fig. 2 wird die inkrementelle Veränderung (1%-Schritte) hinsichtlich Form und Größe bestimmter Strukturelemente (= "Mutationen") in eine repräsentative Abfolge von Stadien (Modellsequenz) übersetzt. Es gilt dabei die Modellannahme, dass das Auflösungsvermögen des Auges schrittweise optimiert wird, wobei sich zeigt, dass etwa 300 Mutationsschritte genügen, um zu einem Linsenauge zu gelangen. (Die Berechung und Darstellung der Modellsequenz geschah von Hand und nicht am Computer, was ich anfangs auch nicht wusste, auch wenn das Ergebnis dasselbe wäre.)
Wenn ich also sage, es wurde munter "drauflos mutiert", meinte ich keinen Zufallsgenerator, der Variationen einer Struktur erzeugt, sondern die inkrementelle Veränderung von Strukturparametern und Seheigenschaften und das Übersetzen in eine idealisierte Serie von Augentypen. Man beachte vor allem die An- und Abführungszeichen bei "drauflos mutiert". Aber okay, ich hätte einen anderen Begriff wählen sollen, weil das missverständlich klang.
| VanHanegem hat folgendes geschrieben: |
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Im übrigen geht es hier nicht um Genetik, sondern um Variation und Selektion, und darum, dass Nilsson numerisch zeigen konnte, dass die Selektion, ausgehend von einem "Flachauge", immer ein Linsenauge begünstigt, und dass das unter ständiger selektiver Kontrolle passiert. Und dass die Zahl der Variationsschritte, die man braucht, um ein Linsenauge evolvieren zu lassen, relativ gering und somit in erdgeschichtlichen Zeiträumen kein Problem ist. Deine "numerische Lösung von DGL" ist in diesem Kontext bullshit. |
In der Tat unterscheidet sich Nilssons Modell u.a. dadurch von einer genetischen Simulation, daß der Genotypus wegrationalisiert wird, und postuliert wird die Parameter des Phänotypus in kleinen Schritten beliebig drehen zu können. Er hat also das genetische Optimiserungproblem zu einem nichtlinearen, aber stetigen Optimierungsproblem umgedeutet. Daß das in einer relativ begrenzten Anzahl von Iterationsschritten (Simulation ist das dann keine mehr) zu einer signifikanten Verbesserung der Zielfunktion führt ist trivial. |
Die Mechanismen der Variabilität auf genetischer und epigenetischer Ebene können hier zu einem gewissen Grad als "black box" behandelt werden. Was zählt, ist die "Endauslese" der Varietäten, die Optimierung des Auges in Bezug auf sein räumliches Auflösungsvermögen. Zieht man ins Kalkül, dass jede Verbesserung der Sehschärfe positiv bewertet wird, gelangt man zu einer Transformationsreihe, die in etwa die bekannten Augentypen (Flachauge, Becherauge, Camera obscura, Linsenauge) wieder gibt. (Quod erat demonstrandum.)
Theoretisch kann man einwenden, dass es unter bestimmten (epi-)genetischen Bedingungen nie zur Entstehung eines Linsenauges käme – etwa, weil die pleitrope Wirkung bestimmter Mutationen die Ausbildung eines Augenbechers oder einer Linse erschwert oder unmöglich macht. Man kann auch die Zahl der erforderlichen Transformationsschritte und den erforderlichen Zeitraum, den Nilsson/Pelger für eine Evolution veranschlagen, kritisch hinterfragen, weil das Modell adaptationistisch ist und "constraints" außer Acht lässt. Fände man die aus dem Modell deduzierten Augentypen nicht in natura vor, müsste man noch genauer hinschauen und fragen, woran das liegen könnte. Aber solange sich aus dem Modell genau die "richtige" Transformationsreihe folgern lässt, ist Dein Einwand bezüglich des "Wegrationalisierens" des Genotyps irrelevant. Dir wird sicher auch der Spruch geläufig sein, dass Modelle so einfach gehalten sein sollten wie möglich und so komplex wie nötig.
| VanHanegem hat folgendes geschrieben: | | Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Deine "numerische Lösung von DGL" ist in diesem Kontext bullshit. |
Eine grundsätzliche Klärung des Begriffes Simulation war hier unabhängig vom Kontext gefragt.
Aber wenn Du das Thema unbedingt vertiefen willst: Wie berechnet man eigentlich die Lichtausbreitung im optisch inhomogenen Material biologischer Linsen? |
Wahrscheinlich mittels Monte-Carlo oder "Gesetz der großen Zahl", wonach man viele kleine Bereiche inhomogener Brechungsindizes "herausmittelt" oder den theoretischen Wert mit einem Korrekturfaktor versieht. Aber das ist ein anderer Thread – unser Thema handelt von der Korrelation zwischen Morphologie und räumlichem Auflösungsvermögen des Auges und der daraus resultierenden Transformationsschritte, wenn eine Optimierung der Sehschärfe vorliegt.
Auch wenn Du es nachhaltig bestreitest, die Modellsequenz ist das Resultat mathematischer Berechungen und entspricht der Simulation eines gradualistischen, evolutionären Optimierungsschritts. Was Du den Autoren vorwerfen kannst, ist, dass sie nicht hinreichend kenntlich machten, dass sie die Grafiken manuell erstellt haben, anstatt sie am Computer zu generieren. Wie gesagt, darauf bin ich auch hereingefallen, was mich im Nachhinein ein wenig ärgert. Hätte man die Simulation voll automatisiert – mit Genotyp, Zufallsgenerator, Monte-Carlo und allem Pipapo, so wie Du das forderst – wäre das Ergebnis aber keinen Deut anders.
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VanHanegem
Weltmeister
Anmeldungsdatum: 24.04.2006
Beiträge: 3180
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| (#1679710) Verfasst am: 26.08.2011, 17:33 Titel: |
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Du hast Beispiele dafür genannt was Simulation sei:
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | genauso wie die Berechnung eines Impaktereignisses am Rechner |
Lösung von PDGL, meistens mit FEM, etwa LS-DYNA.
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | VanHanegem hat folgendes geschrieben: | | Aber wenn Du das Thema unbedingt vertiefen willst: Wie berechnet man eigentlich die Lichtausbreitung im optisch inhomogenen Material biologischer Linsen? |
Wahrscheinlich mittels Monte-Carlo oder "Gesetz der großen Zahl", wonach man viele kleine Bereiche inhomogener Brechungsindizes "herausmittelt" oder den theoretischen Wert mit einem Korrekturfaktor versieht. Aber das ist ein anderer Thread – unser Thema handelt von der Korrelation zwischen Morphologie und räumlichem Auflösungsvermögen des Auges und der daraus resultierenden Transformationsschritte, wenn eine Optimierung der Sehschärfe vorliegt. |
Da liegst Du wohl etwas daneben!
Die Lichtausbreitung in inhomogenen Medien rechnet man mit PDGL, z.B. Maxwell Gleichungen, Wellengleichung, Eikonalgleichungen.
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Dazu zählt der Aufprall eines Crashtest-Dummies (Simulation eines Unfalls) |
Es ist äußerst zweifelhaft, ob Du beim Zerschrotten eines echten Autos noch von "Simulation" reden kannst. Hier reden wir ohnehin über Computermodelle und Crashmodelle auf dem Computer sind ganz typische FEM Anwendungen, also ebenfalls PDGL.
Aber nun Zurück zum Thema
Wenn Du eine struktur willkürlich mit 1 Variablen x in [a,b] paramettrisierst und das Intervall [a,b] in ca. 8 Abschnitte zu ca. 200 Schritten unterteilst, dann kommst Du in knapp 2000 Schritten von a nach b.
Das sagt nur, daß man aus einer Rechnung die Information, die man reinsteckt auch wieder rausbekommt. Mit Simulation hat das nichts zu tun.
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Theoretisch kann man einwenden, dass es unter bestimmten (epi-)genetischen Bedingungen nie zur Entstehung eines Linsenauges käme – etwa, weil die pleitrope Wirkung bestimmter Mutationen die Ausbildung eines Augenbechers oder einer Linse erschwert oder unmöglich macht. Man kann auch die Zahl der erforderlichen Transformationsschritte und den erforderlichen Zeitraum, den Nilsson/Pelger für eine Evolution veranschlagen, kritisch hinterfragen, weil das Modell adaptationistisch ist und "constraints" außer Acht lässt. Fände man die aus dem Modell deduzierten Augentypen nicht in natura vor, müsste man noch genauer hinschauen und fragen, woran das liegen könnte. Aber solange sich aus dem Modell genau die "richtige" Transformationsreihe folgern lässt, ist Dein Einwand bezüglich des "Wegrationalisierens" des Genotyps irrelevant. Dir wird sicher auch der Spruch geläufig sein, dass Modelle so einfach gehalten sein sollten wie möglich und so komplex wie nötig. |
Genau diese Anforderung wird von N&P-Modell perfekt erfüllt aus der teleologischen Sicht eines ingenieurtechnischen Optimierers. Durch Weglassen des Genotypus wird aus einem diskreten (unstetigen) Optimierungsproblem mit unzähligen Parametern ein stetiges Optimierungsproblem mit 3 Variablen. Die Vorgabe der partiellen Kugelschalenform unterstreicht den effizienten ingenieurmäßigen Denkansatz zur Minimierung der Anzahl der Variablen. Der Ansatz des ingenieurmäßigen Designers wird im paper von N&P dadurch auf die Spitze getrieben, daß die Autoren für bestimmte Entwicklungsabschnitte bereits ein Design vorgeben. Die Frage, ob die Evolution Ergebnisse abseits der vorgegebenen parametrisierten Designvarianten hervorbringen könnte lassen die Autoren gleich garnicht aufkommen.
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Offensichtlich ist Dein Begriffsverständnis auf das numerische Lösen von Differentialgleichungen, die Programmierung von Zufallsgeneratoren und den Monte-Carlo-Ansatz beschränkt. |
Sorry, wer ein polynom 2ten Grades hinschreibt und erzählt er hätte eine Wurftrajektorie "simuliert" macht sich lächerlich.
Der eigentliche Punkt ist aber, daß der Trajektorienheini, zumindest mit dem Ergebnis sogar noch richtig liegen würde (so er den Luftwiderstand vernachlässigen kann), wohingegen bei Simulation evolutionärer Vorgänge auch in stark vereinfachten Modellen, ohne tatsächliches Durchspielen von Mutationen mit Zufallsgenerator keine ernsthaften Aussagen über den Effekt von Selektion möglich sind.
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | Was Du den Autoren vorwerfen kannst, ist, dass sie nicht hinreichend kenntlich machten, dass sie die Grafiken manuell erstellt haben, anstatt sie am Computer zu generieren. Wie gesagt, darauf bin ich auch hereingefallen, was mich im Nachhinein ein wenig ärgert.
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Welches Postprocessing hinter eine Simulation geschnallt wird ist mir wurscht.
| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Hätte man die Simulation voll automatisiert – mit Genotyp, Zufallsgenerator, Monte-Carlo und allem Pipapo, so wie Du das forderst – wäre das Ergebnis aber keinen Deut anders. |
Bei der Formulierung eines ingenieurtechnischen stetigen Optimierungsproblems wie bei N&P halte ich es sogar für möglich, daß man mit der angegebenen Schrittzahl himkommt. Diese jedoch bei einem nichtlinearen Problem ohne numerisches Experiment ins Blaue hinein zu behaupten halte ich gleichwohl für unseriös.
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Hup Holland Hup, Oranje winnt de cup (2022)
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El Schwalmo
Naturalistischer Ignostiker
Anmeldungsdatum: 06.11.2003
Beiträge: 9073
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| (#1679794) Verfasst am: 26.08.2011, 20:53 Titel: |
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| Darwin Upheaval hat folgendes geschrieben: | | Freuen wir uns lieber darüber, dass Du eingesehen hast, dass das Modell auf mehr beruht als auf einer 'back-of-an-envelope-calculation'. |
freuen wir uns lieber, dass wir wieder ein Beispiel dafür geboten bekamen, wie man Eins und Eins so zusammenzählen kann, dass das herauskommt, was man gerne hätte.
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Ein seliges und unvergängliches Wesen (die Gottheit) trägt weder selbst Mühsal, noch belädt es ein anderes Wesen damit. Darum kennt es weder Zorn noch Wohlwollen. Dergleichen gibt es nur bei einem schwachen Wesen. (Epikur)
Der Christengott ist immens schwach!
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