Folie 1

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(No Transcript)
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Ingo Rechenberg
PowerPoint-Folien zur 1. Vorlesung
Evolutionsstrategie II
Evolutionsmodelle Von Lamarck zu Darwin -
Starke Kausalität und
Theorie der Evolution
Weiterverwendung nur unter Angabe der Quelle
gestattet
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(No Transcript)
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Darwin Jahr 2009
Evolutionsstreit
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Sie stritten sich beim Wein herum, was das nun
wieder wäre das mit dem Darwin wär gar zu
dumm und wider die menschliche Ehre.
Wilhelm Busch (1894)
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In allen Kapiteln dieses Buches wird das
eigentliche Anliegen des Biologen und Philosophen
Joachim ILLIES deutlich Die Wahrung der Würde
des Menschen. Die Konsequenzen einer Denkweise,
bei der nicht der Humanste, sondern nur der
Tüchtigste der Beste ist, finden in diesem Buch
die unmissverständliche Kritik eines
Wissenschaftlers, der nicht nur
wissen-schaftlich, sondern auch über die
Wissen-schaft denkt.
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Die Wahrheit richtet sich nicht nach uns, lieber
Sohn, sondern wir müssen uns nach ihr richten
Matthias Claudius
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Jean Baptiste Lamarck (1744 - 1829)
Giraffen recken ihre Hälse um an das Laub
heranzukommen
Durch diese Anstrengung werden ihre Hälse länger
Evolutionstheorie nach Lamarck
Die verlängerten Hälse vererben sich auf die
nächste Generation
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Der Fall Paul Kammerer (der
Krötenküsser)
Kammerer setzte Geburtshelferkröten hohen
Temperaturen aus, um sie ins Wasser zu locken. Um
bei der Paarung im glitschigen Nass nicht von der
Partnerin abzurutschen, sollten die Männchen
Brunftschwielen entwickeln und der nächsten
Generation vererben. Das Experiment "gelang".
Paul Kammerer (1880 1926)
Doch die schwarzen Hornhautpunkte seines
Alytes-Exemplars entpuppten sich als unter die
Haut gespritzte Tusche. Hoffnungen auf ein
Institut in Moskau zerschlugen sich. Am 23.
September 1926 nahm sich Paul Kammerer das Leben.
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Der Fall Lyssenko in der ehemaligen
UDSSR
T. D. Lyssenko (1898 1976)
Lyssenko propagierte die lamarckistische
Vererbungslehre, nach der die Entstehung neuer
Erbeigenschaften durch Umweltbedingungen gelenkt
werden könne. Seine Theorie vermittelte politisch
die Zuversicht, durch Milieueinwirkung die
kommunistische Prägung des Menschen vererblich
machen zu können. So war Lyssenko von 1948- 64,
also 16 Jahre lang, der "Diktator" der
sowjetischen Biologie.
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Jean Baptiste Lamarck (1744 - 1829)
Giraffen recken ihre Hälse um an das Laub
heranzukommen
Durch diese Anstrengung werden ihre Hälse länger
Zurück zu Lamarck
Die verlängerten Hälse vererben sich auf die
nächste Generation
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Die Lamarcksche Gazelle
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Charles Darwin (1809 1892)
Mutationen erzeugen Giraffen mit kurzen und
langen Hälsen
Giraffen mit kurzen Hälsen sterben an Hunger
Evolutionstheorie nach Darwin
Nur Giraffen mit langen Hälsen vermehren sich
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Lamarcksche Evolution
Darwinsche Evolution
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Die Zweifel in Darwin
Die Annahme, dass das Auge mit all seinen
unnachahmlichen Einrichtungen, die Linse den
verschiedenen Entfernungen anzupassen, wechselnde
Lichtmengen zuzulassen und sphärische wie
chromatische Abweichungen zu verbessern, durch
die natürliche Zuchtwahl entstanden sei,
erscheint, wie ich offen bekenne, in höchstem
Grade absurd. Aus Charles Darwin Die
Entstehung der Arten
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Darwins vielleicht wichtigster
Ausspruch
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(No Transcript)
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Evolution Auge
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Flug-Evolution
Von oben runter
Quelle Ender Bollen, Der Flug des Archaeopteryx
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Flug-Evolution
Von unten hoch
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Evolutionsstrategie
Evolutionsstrategie
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Suche nach einem Dokument
(Such)Strategien sind nutzlos in einer
ungeordneten Welt
(Such)Strategien benötigen eine vorhersagbare
Weltordnung
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Eine Optimierungstrategie,
hier die Evolutionsstrategie,
baut auf eine universelle Weltordnung
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Eine universelle Weltordnung ist die
Kausalität
Gleiche Ursache gleiche Wirkung
Schwache Kausalität
Kleine Ursachenänderung große Wirkungsänderung
Starke Kausalität
Kleine Ursachenänderung kleine Wirkungsänderung
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Starke Kausalität
Normales Verhalten einer Kontinuums-Welt
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Logik der evolutionsstrategischen Entwicklung
(Optimierung)
In einer Welt starker Kausalität befinden sich in
der näheren Umgebung hinreichend wahrscheinlich
verbesserte Varianten
Inneres Modell der Evolutionsstrategie (sehr
universell !)
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Schwache Kausalität
Starke Kausalität
sichtbar gemacht
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Funktion darf keine Spitzen, Knicke oder Sprünge
haben. Anschaulich Man fühlt die Glattheit einer
Funktion, wenn man mit dem Finger darüber fährt.
Glatt
Funktion darf keine Sprünge haben. Mit kleiner
werdenden Argumenten der Funktion muss die
Funktionswertdifferenz auch immer kleiner werden.
Stetig
Funktion darf auch kleine Sprünge haben. Mit
kleiner werdenden Argumenten der Funktion muss
die Funk-tionswertdifferenz nicht auch immer
kleiner werden
Stark kausal
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An jeder Stelle herrsche starke Kausalität
Suchfeld
Experimentator
Tiefenlotung
Die Suche nach dem Optimum
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Evolution einer Augenlinse
Computersimulation der Evolution einer Sammellinse
Verformbarer Glaskörper
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Suchfeld
Experimentator
Tiefenlotung
Suche nach dem Optimum in
einer semi kausalen Welt
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Lösen Sie
wobei n1 bis n6 ganze Zahlen sind
und Sie werden berühmt !!!
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Ecke war zu klein für den Beweis
Für n ganzzahlig und m gt 2
Pierre de Fermats Exemplar
von Diophants Arithmetica
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Keine Lösung ! (Fermat, Wiles)
EULERs Vermutung Keine Lösung !

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Euler hat sich geirrt
!
958004 2175194 4145604 4224814
(Frye, 1988)
!
275 845 1105 1335 1445
(Lander/Parkin, 1966)
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Minimiere exakt
wobei n1 bis n6 ganze Zahlen sind und der Ruhm
ist sicher !
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Minimiere exakt
wobei n1 bis n5 ganze Zahlen sind
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Bestes Ergebnis der Evolutionsstrategie
(1 , 4 (1 , 100) 200 -ES
676 1246 4566 8846 13276
(1346.00000000004163)6
39
9
8
7
6
5
4
8
3
7
6
5
4
3
9
8
7
6
5
4
3
9
8
7
7
6
6
5
5
4
4
3
3
7
6
5
4
3
7
6
8
7
5
6
5
4
4
3
6
3
5
4
3
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Suchfeld
Experimentator
Tiefenlotung
Klettern bei starker Kausalität
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Definition der Fortschrittsgeschwindigkeit
j
Weg bergauf
j
Generationszahl
Bedingung Starke Kausalität !
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Basis-Algorithmus der (1, l )
Evolutionsstrategie
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Ergebnis der linearen Klettertheorie
j
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(1 1)-ES
DARWINs Theorie in maximaler Abstraktion
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Der Dumme, der einfach losgeht, kommt weiter als
der Schlaue, der sitzen bleibt und sich vor
lauter Nachdenken nicht entscheiden kann
Bergklettern im dichten Nebel
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Über diesen Spruch kann man nachdenken,
oder 4 Dimensionen
2,
3
doch er ist übertrieben in
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FEM Design
aber
Sitzenbleiben und Nachdenken wird immer
schlechter, je mehr Variablen das System besitzt
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Besteigen einer geneigten Ebene
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z Zahl der Schritte
d
Schrittweite
Ursprung
Geplantes Folgen des steilsten Anstiegs
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Besteigen einer geneigten Ebene
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2. Test
Ursprung
1. Test
Neuer Ursprung
Bummeln entlang des steilsten Anstiegs
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kontra
Für n gtgt 1
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(1 , l)-ES
l 6
ES mit mehr als einen Nachkommen
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linear
Lokales Klettern der Evolutionsstrategie
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Nichtlinear ?
Lokales Klettern der Evolutionsstrategie
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Ende
www.bionik.tu-berlin.de