роцесі еволюції багато види комах і риб придбали захисну забарвлення, їжак став невразливим завдяки голкам, людина стала володарем найскладнішої нервової системи. Можна сказати, що еволюція - це процес оптимізації всіх живих організмів. Розглянемо, якими ж засобами природа вирішує цю задачу оптимізації. p> Основний механізм еволюції - це природний відбір. Його суть полягає в тому, що більш пристосовані особини мають більше можливостей для виживання і розмноження і, отже, приносять більше потомства, ніж погано пристосовані особини. При цьому завдяки передачі генетичної інформації (генетичному спадкуванню) нащадки успадковують від батьків основні їх якості. Таким чином, нащадки сильних індивідуумів також будуть відносно добре пристосованими, а їх частка в загальній масі особин зростатиме. Після зміни кількох десятків або сотень поколінь середня пристосованість особин цього виду помітно зростає.
Теорія еволюції вплинула на зміну світогляду людей з самої своєї появи. Теорія, яку Чарльз Дарвін представив у роботі, відомої як "Походження Видів", в 1859 році, стала початком цієї зміни. Багато області наукового знання в даний час насолоджуються свободою думки в атмосфері, яка багатьом зобов'язана революції, викликаної теорією еволюції та розвитку. Але Дарвін, подібно до багатьох своїм сучасникам, хто припускав, що в основі розвитку лежить природний відбір, не міг не помилятися. Наприклад, він не зміг показати механізм спадкування, при якому підтримується мінливість. Його гіпотеза про пангенезіса виявилася неправильною. Це було на п'ятдесят років до того, як теорія спадковості почала поширюватися по світу, і за тридцять років до того, як "еволюційний синтез" зміцнив зв'язок між теорією еволюції і відносно молодою наукою генетикою. Однак Дарвін виявив головний механізм розвитку: відбір у поєднанні з мінливістю або, як він його називав, "спуск з модифікацією ". У багатьох випадках, специфічні особливості розвитку через мінливість і відбір все ще не безперечні, однак, основні механізми пояснюють неймовірно широкий спектр явищ, які спостерігаються в Природі. p> Тому не дивно, що вчені, які займаються комп'ютерними дослідженнями, звернулися до теорії еволюції в пошуках натхнення. Можливість того, що обчислювальна система, наділена простими механізмами мінливості і відбору, могла б функціонувати за аналогією з законами еволюції в природних системах, була дуже приваблива. Ця надія стала причиною появи ряду обчислювальних систем, побудованих на принципах природного відбору. p> Історія еволюційних обчислень почалася з розробки ряду різних незалежних моделей. Основними з них були генетичні алгоритми і класифікаційні системи Голланда (Holland), опубліковані на початку 60-х років і отримали загальне визнання після виходу у світ книги, що стала класикою в цій області, - "Адаптація в природних і штучних системах "(" Adaptation in Natural and Artifical Systems ", 1975). У 70-х роках в рамках теорії випадкового пошуку Л.А.Растрігіним був запропонований ряд алгоритмів, що використовують ідей біонічного поведінки особин. Розвиток цих ідей знайшов відображення у циклі робіт І.Л.Букатовой по еволюційному моделювання. Розвиваючи ідеї М.Л. Цетлін про доцільному і оптимальному поведінці стохастичних автоматів, Ю.І.Неймарк запропонував здійснювати пошук глобального екстремуму на основі колективу незалежних автоматів, моделюючих процеси розвитку та елімінації особин. Великий внесок у розвиток еволюційного програмування внесли Фогел (Fogel) і Уолш (Walsh). Незважаючи на різницю в підходах, кожна з цих "шкіл" взяла за основу низку принципів, що існують у природі, і спростила їх до такої ступеня, щоб їх можна було реалізувати на комп'ютері. p> Головна трудність з можливістю побудови обчислювальних систем, заснованих на принципах природного відбору і застосуванням цих систем у прикладних задачах, полягає в тому, що природні системи досить хаотичні, а всі наші дії, фактично, носять чітку спрямованість. Ми використовуємо комп'ютер як інструмент для вирішення певних завдань, які ми самі і формулюємо, і ми акцентуємо увагу на максимально швидкому виконанні при мінімальних витратах. Природні системи не мають ніяких таких цілей чи обмежень, у всякому разі, нам вони не очевидні. Виживання в природі не спрямовано до деякої фіксованої мети, замість цього еволюція здійснює крок вперед у будь-якому доступному її напрямку. p> Можливо це велике узагальнення, але я вважаю, що зусилля, спрямовані на моделювання еволюції за аналогією з природними системами, до теперішнього часу можна розбити на дві великі категорії:
1) системи, які змодельовані на біологічних принципах. Вони успішно використовувалися для завдань типу функціональної оптимізації і можуть легко бути описані на небіологічному мовою, p> 2) системи, які є біологічно більш реалістичними, але які не опинилися особливо корисними в прикладному сенсі. Вони більше схожі на біологічні системи і менш спрямовані (або не спрямовані зовсі...
