Семантическое замыкание
Семантическая замкнутость - свойство некоторой системы заключать в себе правила интерпретации самой себя (семантическая самодостаточность, независимость интерпретации от внешних источников).
Семантическое замыкание -- соответствующее физическое состояние системы, позволяющее ей функционировать и обеспечивающее её персистентность (устойчивую целостность во времени).
Термин впервые встречается в литературе здесь: Pattee HH. 1982 Cell psychology: an evolutionary approach to the symbol-matter problem. Cogn. Brain Theory 5, 325-341.
В семантически замкнутых самовоспроизводящихся системах должно иметь место воспроизведение и того, что будет воспроизводить. Поэтому в коде должно быть прописано, как воспроизводить процессор:
поколение_k {код {процессор, другие подсистемы}, процессор} -> поколение_k+1 {код {процессор, другие подсистемы}, процессор} -> ...
Далее приведу цитату отсюда (Semantic closure demonstrated by the evolution of a universal constructor architecture in an artificial chemistry, Edward B. Clark, Simon J. Hickinbotham, Susan Stepney):
Consider a string of DNA, with a given reading frame and start location we can say that the DNA, through its messenger RNA (mRNA), codes for a particular protein. This assumes particular triplets of DNA bases code for given amino acids. In biology, this encoding can and has evolved, altering the meaning of DNA by ‘rewiring the keyboard’ of the genetic code (Knight RD, Freeland SJ, Landweber LF. 2001 Rewiring the keyboard: evolvability of the genetic code. Nat. Rev. Genet. 2, 49-58). The key players behind semantic closure in biology are: the ribosome, transfer RNA (tRNA), DNA and mRNA. Each tRNA has three RNA bases that make up the anticodon, and is charged with one of the 20 types of amino acids. The ribosome acts on the mRNA, mediating numerous sequential tRNA interactions. The ribosome helps match the anticodon of the tRNA to the exposed bases on the mRNA, and appends the tRNA's payload of amino acid to the protein that is being produced (Zaher HS, Green R. 2009 Fidelity at the molecular level: lessons from protein synthesis. Cell 136, 746-762). The tRNAs, with the processes involved in expression, literally define the meaning of the DNA, through the mapping of three bases of DNA to one amino acid. There is a canonical mapping, commonly referred to as the codon table or ‘standard genetic code’ (Jewett MC, Vincent N. 2016 Synthetic biology: tailor-made genetic codes. Nat. Chem. 8, 291-292). To change the mapping defined by the tRNAs is to ‘rewire the keyboard’ of the genetic code, and alter the meaning of the DNA. For a comprehensive review of the alternate codon tables, the organisms in which they occur, and the evolutionary forces that have been proposed causes of these codon changes in nature, see Knight (Knight RD, Freeland SJ, Landweber LF. 2001 Rewiring the keyboard: evolvability of the genetic code. Nat. Rev. Genet. 2, 49-58). All the mechanisms mentioned above (along with other relevant mechanisms such as post-transcriptional modification and RNA editing (Liscovitch-Brauer N et al. 2017 Trade-off between transcriptome plasticity and genome evolution in cephalopods. Cell 169, 191-202) are carried out by molecules or complexes that are themselves encoded on the DNA, and make use of proteins translated in this way to provide or enhance their activity. This is the closed loop of meaning, as it exists in biology.
Помимо системы трансляции генетической информации примерами семантически замкнутых систем являются языковые системы: математика, естественные языки и языки программирования. По-видимому, этими примерами и живыми организмами класс семантически замкнутых систем исчерпывается. Замечу, что интеллектуальное происхождение языковых систем не подлежит сомнению.
Кстати, авторы следуют неписанным правилам поведения научного сообщества, когда говорят, что эволюция демонстрирует семантическое замыкание. Как раз наоборот: семантически замкнутые системы могут эволюционировать, но из этого ещё не следует эволюционное появление самого замыкания. Да, они показывают в численных экспериментах, каким образом могла бы эволюционировать изначально семантически замкнутая синтетическая система (при выполнении целого ряда важных условий, обеспечить которые вполне возможно in silico, однако что касается их выполнения in vivo - большой вопрос). Как и всегда в таких случаях, имеет место управление численным экспериментом, посредством чего программист сообщает модели, какого именно результата от неё требует. По меткому замечанию Уильяма Дембского, теория эволюции есть биология в сослагательном наклонении.
См. также мой анализ (моя статья на uncommondescent.com об этом же здесь) статьи по численному моделированию спонтанного появления программных репликаторов и последующей их эволюции по дарвиновской модели.
Семантическое замыкание -- соответствующее физическое состояние системы, позволяющее ей функционировать и обеспечивающее её персистентность (устойчивую целостность во времени).
Термин впервые встречается в литературе здесь: Pattee HH. 1982 Cell psychology: an evolutionary approach to the symbol-matter problem. Cogn. Brain Theory 5, 325-341.
В семантически замкнутых самовоспроизводящихся системах должно иметь место воспроизведение и того, что будет воспроизводить. Поэтому в коде должно быть прописано, как воспроизводить процессор:
поколение_k {код {процессор, другие подсистемы}, процессор} -> поколение_k+1 {код {процессор, другие подсистемы}, процессор} -> ...
Далее приведу цитату отсюда (Semantic closure demonstrated by the evolution of a universal constructor architecture in an artificial chemistry, Edward B. Clark, Simon J. Hickinbotham, Susan Stepney):
Consider a string of DNA, with a given reading frame and start location we can say that the DNA, through its messenger RNA (mRNA), codes for a particular protein. This assumes particular triplets of DNA bases code for given amino acids. In biology, this encoding can and has evolved, altering the meaning of DNA by ‘rewiring the keyboard’ of the genetic code (Knight RD, Freeland SJ, Landweber LF. 2001 Rewiring the keyboard: evolvability of the genetic code. Nat. Rev. Genet. 2, 49-58). The key players behind semantic closure in biology are: the ribosome, transfer RNA (tRNA), DNA and mRNA. Each tRNA has three RNA bases that make up the anticodon, and is charged with one of the 20 types of amino acids. The ribosome acts on the mRNA, mediating numerous sequential tRNA interactions. The ribosome helps match the anticodon of the tRNA to the exposed bases on the mRNA, and appends the tRNA's payload of amino acid to the protein that is being produced (Zaher HS, Green R. 2009 Fidelity at the molecular level: lessons from protein synthesis. Cell 136, 746-762). The tRNAs, with the processes involved in expression, literally define the meaning of the DNA, through the mapping of three bases of DNA to one amino acid. There is a canonical mapping, commonly referred to as the codon table or ‘standard genetic code’ (Jewett MC, Vincent N. 2016 Synthetic biology: tailor-made genetic codes. Nat. Chem. 8, 291-292). To change the mapping defined by the tRNAs is to ‘rewire the keyboard’ of the genetic code, and alter the meaning of the DNA. For a comprehensive review of the alternate codon tables, the organisms in which they occur, and the evolutionary forces that have been proposed causes of these codon changes in nature, see Knight (Knight RD, Freeland SJ, Landweber LF. 2001 Rewiring the keyboard: evolvability of the genetic code. Nat. Rev. Genet. 2, 49-58). All the mechanisms mentioned above (along with other relevant mechanisms such as post-transcriptional modification and RNA editing (Liscovitch-Brauer N et al. 2017 Trade-off between transcriptome plasticity and genome evolution in cephalopods. Cell 169, 191-202) are carried out by molecules or complexes that are themselves encoded on the DNA, and make use of proteins translated in this way to provide or enhance their activity. This is the closed loop of meaning, as it exists in biology.
Помимо системы трансляции генетической информации примерами семантически замкнутых систем являются языковые системы: математика, естественные языки и языки программирования. По-видимому, этими примерами и живыми организмами класс семантически замкнутых систем исчерпывается. Замечу, что интеллектуальное происхождение языковых систем не подлежит сомнению.
Кстати, авторы следуют неписанным правилам поведения научного сообщества, когда говорят, что эволюция демонстрирует семантическое замыкание. Как раз наоборот: семантически замкнутые системы могут эволюционировать, но из этого ещё не следует эволюционное появление самого замыкания. Да, они показывают в численных экспериментах, каким образом могла бы эволюционировать изначально семантически замкнутая синтетическая система (при выполнении целого ряда важных условий, обеспечить которые вполне возможно in silico, однако что касается их выполнения in vivo - большой вопрос). Как и всегда в таких случаях, имеет место управление численным экспериментом, посредством чего программист сообщает модели, какого именно результата от неё требует. По меткому замечанию Уильяма Дембского, теория эволюции есть биология в сослагательном наклонении.
См. также мой анализ (моя статья на uncommondescent.com об этом же здесь) статьи по численному моделированию спонтанного появления программных репликаторов и последующей их эволюции по дарвиновской модели.