Живые организмы — не (машины XX века): обновление механистических метафор в свете современной науки о поведении машин

Living Things Are Not (20th Century) Machines: Updating Mechanism Metaphors in Light of the Modern Science of Machine Behavior
Joshua Bongard, Michael Levin
2021-03-16

поведение машинискусственная жизньэволюционировавшие и спроектированные системымашинное обучениесинтетическая биоинженерия
Одной из наиболее полезных метафор, стимулировавших научно-технический прогресс, была метафора «машины». Применимость этого понятия в науках о жизни вызывает значительные споры. Достижения молекулярной биологии выявили многочисленные принципы конструирования, которые можно использовать для понимания клеток с инженерной точки зрения и создания новых устройств для рационального применения законов химии, физики и вычислений. В то же время органицисты указывают на множество уникальных особенностей жизни, особенно на более высоких уровнях организации, которые не поддаются анализу посредством декомпозиции и искусственной реализации. Мы утверждаем, что значительная часть этой дискуссии сосредоточена на несущественных аспектах машин — классических свойствах, преодолённых достижениями современной науки о поведении машин и утративших применимость. Это формирующееся междисциплинарное направление, находящееся на пересечении искусственной жизни, машинного обучения и синтетической биоииженерии, демонстрирует несостоятельность существующих определений. Ключевые термины, такие как «машина», «робот», «программа», «программное обеспечение», «эволюционировавший», «спроектированный» и другие, необходимо пересмотреть в свете технологических и теоретических достижений, которые вышли за пределы устаревших философских представлений, ограничивавших наше понимание как эволюционировавших, так и спроектированных систем. Выход за рамки случайных аспектов исторических и современных машин позволит создать понятийный инструментарий, учитывающий неизбежное развитие синтетической и гибридной биоииженерии и компьютерных наук, и сформировать основу для выявления принципиальных различий между фундаментальными понятиями устройств и живых агентов. Прогресс как в теории, так и в практических приложениях требует формирования нового представления о «машинах, какими они могли бы быть», основанного на глубоких уроках биологии на всех уровнях. Мы предлагаем перспективу, признающую замечательные и уникальные аспекты жизни, чтобы помочь переопределить ключевые термины и выявить глубокие, сущностные характеристики понятий для будущего, в котором резкие границы между эволюционировавшими и спроектированными системами перестанут существовать.
1
Обновлённая концепция машин должна учитывать биологические принципы на разных уровнях организации и одновременно различать существенные особенности устройств и живых агентов.
2
Достижения в области искусственной жизни, машинного обучения и синтетической биоинженерии ставят под сомнение существующие определения машины, робота, программы, программного обеспечения, эволюции и дизайна.
3
В статье утверждается, что классические метафоры машин неадекватно описывают живые системы, поскольку акцентируют устаревшие свойства, преодолённые современной наукой о поведении машин.
4
Предлагаемая перспектива предполагает постепенное стирание границ между эволюционировавшими и спроектированными системами и описывает машины через их возможные будущие формы.
5
Пересмотр этих понятий необходим для теоретического прогресса и практических приложений, связанных с будущими синтетическими и гибридными биоengineering-системами.

Метафоры и концепции машин, применяемые к живым, эволюционировавшим, спроектированным, синтетическим и гибридным биологическим системам

Пересмотр определений и сущностных различий между машинами, роботами, программами, программным обеспечением, эволюцией и проектированием с учётом современной науки о поведении машин и отличительных многоуровневых свойств живых систем

Publication Details
Publication Date
2021-03-16
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
115
Access Type
Author Information
Authors
Joshua Bongard
Michael Levin
Explore further
Open the scid.ai AI chat with a ready-made request: it will find papers on a similar topic and help build a literature review.
Find similar papers in the chat
Make a presentation
100%