Про генетический код как язык программирования

[skysight]

Я вот думаю. Будущее явно за мощными "междисциплинарщиками" , людьми "Возрождения" - опять.

Хорошо бы знать и эволюционную биологию,и программирование одновременно.И, боюсь что, всю химию и физику тоже:(, аж до струнных теорий:(((

Однобокий подход к природе жизни создает много иллюзий - как у эволюционных биологов(из-за большинства которых биология скатывается во что-то гуманитарно-описательно-философское, бездоказательное "ни о чём", нестрогое,религиозное даже, в набор множества частностей, которые все объясняются одинаковым образом и при этом без возможности точно предсказать, "куда они пойдут дальше"), так и у программёров(которым,как и "чистым" физикам-химикам-математикам, просто сложно представить, "откуда все это "архитектурно-инженерное чудо" могло "взяться без Программиста" без соответствующих данных биологии,химии и даже геологии и экологии)

Но мысли всё равно интересные
______________________________________________________________________
Оригинал взят у plakhov в Про генетический код как язык программирования

Длина человеческого генома - порядка 10¹⁰ бит (очень примерно). От некоторого первосущества, снабженного сопоставимым по своему устройству генетическим аппаратом, до нас с вами прошло порядка 10¹⁰ поколений (это еще более примерная оценка сверху). В каждом поколении на Земле обитало вполне конечное, ограниченное сверху число особей. Еще нам известно, что генетический код - Тьюринг-полный язык программирования. Итого мы имеем некоторый генетический алгоритм (в том смысле, в котором это выражение понимается в computer science), единицами отбора в котором являются программы на некотором экзотическом Тьюринг-полном языке. Начиная с нуля, этот алгоритм за O(N) поколений ограниченной мощности дает на выходе программу длины N=10¹⁰, обладающую интеллектом (если точнее, интеллектом обладает результат ее экспрессии, но для Тьюринг-полных языков это достаточно эфемерная разница). Тем, кто на практике занимался генетическими алгоритмами или даже computer science вообще, я думаю, не нужно объяснять степень недоумения, возникающую при осознании этого факта. Можно соотнести это, например, с теорией вычислительной сложности, да с P-NP проблемой хотя бы.

Ну и на более школьном уровне, если вдуматься, дела тоже обстоят интересно. Каким бы набором генов ни был снабжен конкретный человек, он остается человеком - с двумя руками, двумя ногами и головой. Эта особь в любом случае может научиться ходить, говорить, а часто и думать - то есть, на макроуровне, основные признаки вида всегда присутствуют. И опять же на макроуровне он наследует признаки родителей. Как, черт побери, так получилось? Да простится мне глупая и очень misleading аналогия, но "среднее арифметическое" двух ехе-файлов не только не будет проявлять смешанное поведение, но вообще не будет валидным ехе-файлом.

Еще пять лет назад я бы с твердой уверенностью сказал, что никакие существующие генетические алгоритмы даже и близко не показывают ни такую эффективность, ни такую устойчивость "фенотипа" при сохранении Тьюринг-полноты. Может, я что-то пропустил, и за это время все изменилось?

На всякий случай, чтобы не было holy war. Весь этот вопрос не имеет отношения к спорам креационистов с эволюционистами. Пока что, насколько понимаю, между наиболее интеллигентными представителями спор идет между "а почему да" vs "а почему бы и нет"; о менее разумных спорщиках умолчим. Но здесь неважно, кто из них прав. Мы видим механизм, принцип работы которого, вне зависимости от его происхождения, во-первых, даже с точки зрения чистой computer science непонятен, а во-вторых, вполне можно пытаться reverse engineer'ить.

Теперь уже несколько месяцев пытаюсь изучать генетику с теорией эволюции (учебники пока что). В следующем посте на эту тему собираюсь написать о том, какие неинтуитивные с точки зрения программиста факты (при этом переводимые на computer science язык) о механизмах эволюции успел узнать.

А сейчас все-таки рискну написать о своих дилетантских ощущениях. Пока что складывается такое подозрение, что, объясняя развитие на макроуровне и вместе с тем устойчивость фенотипа, большая часть биологов довольствуется описанием на качественном уровне каких-то частных механизмов. Если перевести их на язык и в парадигму computer science, то совершенно фантастический итоговый результат оказывается не объяснен (хотя какие-то подсказки, безусловно, можно получить).

__________________________________________________
Почему же не объяснён.
Просто подход слишком узкий - ведь не одной ДНК определяется конечная сложность живого организма. Тут всё дело в средовом воздействии. Когда мы пишем прогу,мы пишем её "в вакууме", если не считать некоторых шаблонов программной среды и "железа".
А вот ДНК появилась далеко не в вакууме,не на чистом листе. Тут и таблица Менделеева, тут и гравитация(про которую мы до сих пор всем человечеством ничего путного не знаем, тут и трение,и давление, и энергия. Тут и огромный белковый матрикс, "группа поддержки" ДНК и РНК,ферменты,которые её "сопровождают".

Информация ведь в ДНК не заложена. Информация эмерджентна,идеальна - она нигде и сразу везде.
Текст в книге понятен,если ты знаешь язык,если знаешь, какие смыслы цеплять к каким закорючкам,если у тебя есть - самое главное - собственный эмоциональный опыт. Ни одна книга ведь его не может дать. Она только о нём "напоминает".
А они, общие смыслы,в свою очередь,понятны людям постольку,поскольку они выросли в одой цивилизации и анатомически едины.

Поэтому попытки "доказать Творца" чрез "информационную неполноту" генетического кода провальны - ДНК и не должна всё скрупулёзно описывать. Там очень многое, "по умолчанию" - результат всей той химии,которая определилась задолго до появления первых сложных органических молекул.
ДНК только маленькая вершинка толстого айсберга биологии-химии-физики-математики.

Процесс дифференцировки клеток во многом - реакция на среду, на химические сигналы,которые и определяют эксперссию(включённость,выключенность, силу проявленности) конкретных генов на уровне фенотипа.
Это также реакция и на физику - при разных физических параметрах система будет работать по-разному не потому,что "так написано в ДНК",а потому что так устроена химическая и физическая основа жизни.


Программы же "самодостаточны". Они пишутся с нуля,а не "вырастают" из недр звёзд и первичного бульона. они заданы не всей химией, а лишь электрической цепью и устройством компьютера, и также подразумевают,конечно, и оператора.

Именно поэтому они и такие "несочетаемые".. И именно поэтому экзешники не могут так размножаться,как размножается,например, Синтия - при всей её искусственности и простоте кода.

4 основания. АТГЦ. Вроде всё просто - но только если выкинуть за борт всю остальную химию и физику.
На деле, есть ещё порядок сочетаемости элементов,заданный химически.

Что сразу усложняет на вычислительном ситуацию в разы.