Folie: Ursprünge des Lebens Astrobiologie und generelle Theorien des Lebens Die multiple Ursprünge des Lebens Die Theorie des Zeitpfeils der Anpassung
Die Aussage des Zeitpfeils der Anpassung ist,
dass man sich von möglichen Zuständen zu einem unwahrscheinlichen Zustand bewegt,
von ungeordneten Zuständen zu einem geordneten.
Es ist die Umkehrung des thermodynamischen Zeitpfeils.
Es gab mehrere Bestrebungen, diese Tatsache mathematisch auszudrücken.
Am berühmtesten davon ist die sogenannte 'Fundamentale Theorie der Natürlichen Auslese"
von Ronald A. Fisher.
Fischer wollte eine Theorie entwickeln, die so allgemeingültig is wie das zweite Gesetz der Thermodynamik.
Hier ist sie in mathematischer Form: sie besagt
dass man sich so durch einen Raum möglicher Lösungen bewegt,
dass die Variabilität der Grundgesamtheit minimiert wird.
Das entspricht der Minimierung der Unsicherheit.
An einem bestimmten Punkt erreicht man das Maximum
und das ist dann die einzige Lösung, die man beobachtet
und diese ist die "am besten angepasste".
Aber es gibt ein Problem mit dieser Theorie,
sie ist nicht ganz allgemeingültig.
Stellen Sie sich folgende Situation vor:
Es geht um das Spiel 'Schere, Stein Papier';
Was wäre da die maximal angepasste Lösung?
Wenn Fischer's Fundamentale Theorie hier gelten würde,
müsste eine dieser Strategien als Lösung herauskommen,
denn dann ist die Variabilität minimal.
Ich entscheide daher, immer 'Stein' zu spielen.
Aber natürlich kann dann jemand kommen, immer 'Papier' spielen und mich damit schlagen.
In diesem speziellen Fall von häufigkeitsabhängiger Auswahl,
kann Fischers Fundamentale Theorie also nicht stimmen,
denn hier wird die Varianz nicht minimiert
sondern in Wirklichkeit maximiert.
Seit etwa zehn Jahren
arbeiten einige von uns daran, den Zeitpfeil der Anpassung mathematisch zu generalisieren
und dabei die Frage einzubeziehen, was eigentlich minimiert wird.
Folie: Verteilung der Phänotypen (X) Verteilung der Umgebungen (Y) Anpassung ist eine optimierende Dynamik, die Information von der Umgebung zu dem Agenten überträgt und damit die Ungewissheit über die Zustände der Umgebung verringert.
Hier ist etwas Mathe'magie', aber wir können gleich zum Text springen.
Wir wissen heute:
alle Anpassungsprozesse minimieren die Unsicherheit eines Agenten über den Zustand der Welt.
Anders ausgedrückt:
jeder Agent maximiert die Information, die er über die Welt, in der er lebt, hat.
Wenn man den Zeitpfeil der Anpassung mit diesen Begriffen ausdrückt,
stellt man fest, dass eine Reihe anscheinend unterschiedlicher Phänomene
wie Evolution, Bayes'sches Schließen, bestärkendes Lernen,
alles Beispiele für die gleiche grundlegende Dynamik sind.
In anderen Worten: aus Sicht des Funktionalismus zeigt sich,
dass es auf die spezielle, mechanische Umsetzung, nicht besonders ankommt.
Sie alle erreichen das angestrebte Ziel, die Information zu maximieren, die der Agent über die Welt hat.