Zelluläre Automaten sind nicht neu. Kennt man schon seit Jahrzehnten. Es ist aber eines dieser Bereich die dann einfach Jahrzehnte stagnierten. Wenn man sich Automaten wie "Conways Spiel des Lebens" anschaut sieht man wie nah solche Modelle an die Realität herankommen was die Entstehung von Komplexität angeht. Habt ihr euch schon mal damit beschäftigt und was denkt ihr darüber? Wieso hat man diese mathematischen Modelle nicht weiterentwickelt um deutlich komplexere Strukturen und Muster zu generieren? Die ersten Automaten entstanden als die Rechenleistung noch überschaubar war. Heute hat sich die Rechenleistung vervielfacht und man begnügt sich immer noch mit der einfachen Simulation von zwei dimensionalen Rastern. Zumindest habe ich bisher keine modernen zellulären Automaten entdeckt die die Rechenleistung nutzen. Es ist alles wie es in den 60er und 80er war. So als hätte man die faszinierende Spur gefunden wie man komplexe sich selbst organisierende Systeme mathematisch leicht definieren kann und wäre dann einfach auf der Strecke geblieben. Ein Vertreter oder Forscher zellulärer Automaten ist heute Stephen Wolfram. In seinem Buch "a newe kind of science" das 2002 erschien plädiert er wohl dafür die Modelle von zellulären Automaten zu nutzen um Phänomene aus der Realität zu modellieren/simulieren. Soziale Phänomene bzw. Massenphänomene, Physik, Chemie, Kryptographie... er sieht viele Anwendungsbereiche. Das Buch habe ich momentan noch nicht selbst gelesen aber es ist wohl etwas kontrovers. Es löste anscheinend auch Kritik und Ablehnung aus. Manche lehnen wohl die Konzepte ab und andere stoßen sich an einer angeblich arroganten Persönlichkeit von Wolfram, da er angeblich vieles immer auf sich selbst bezieht. Ob es stimmt weiß ich nicht. Einige zelluläre Automaten: https://de.wikipedia.org/wiki/Conways_Spiel_des_Lebens https://de.wikipedia.org/wiki/Ameise_(Turingmaschine) https://de.wikipedia.org/wiki/Wator https://de.wikipedia.org/wiki/Daisyworld
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Der Wikipedia - Artikel zum thema gibt noch einige andere Beispiele für Verwendungen. Soo brach liegt das also wohl scheinbar garnicht..?
Es gibt in der Realität vieles, was sich wie ein zellulärer Automat verhält, als erstes würde mir da die namengebenden Zellen in den Sinn kommen, ich meine die Zellen in unserem Körper oder Bakterien in einem Bakterienrasen. Die haben Kontakt zu ihren Nachbarn, was weiter entfernt ist kennen sie nicht. Aber die Komplexität einer lebenden Zelle ist um unzählige Grössenordnungen höher als bei den Game of Life-Zellen, da ist auch die heutige Rechnertechnik noch weit davon entfernt, eine Zelle simulieren zu können, um dann viele davon zusammenwirken zu lassen. Vogel- und Fischschwärme sind auch Beispiele, Menschenmassen sicher auch - jedes Individuum richtet sich nach seinen Nachbarn. Das ist aber auch noch weit davon entfernt verstanden zu werden. Wenn du noch jung genug bist, kannst du ja schon mal anfangen, einen durchschnittlich gebildeten Mitteleuropäer als zellularen Automaten zu programmieren. Das hätte verglichen mit Fischen und Vögeln sogar den Vorteil, dass man dabei im wesentlich 2dimensional bleiben kann. Georg
Es passt halt selten ein Werkzeug auf alle Probleme auch wenn es vielleicht so aussieht. Mit nem Löffel statt einer Schaufel kann ich theoretisch auch ein riesiges Loch ausgraben, in der Praxis sieht das halt doch wieder anders aus. Genau ist es mit diesem zellulären Modescheiss aus den 80ern oder wann das hipp war, Wolfram hat das nochmal reaktiviert aber wie gesagt die Realität. Wir erinnern uns an den Fraktalhype -> verpufft KI Hype 1. Versuch -> verpüfft KI Hype 2. Versuch -> verpufft derzeitiger KI Hype 3 -> wird länger anhalten vermutlich nicht ganz verpuffen Was gabs noch? Schon längst vergessen. Alle 5 Jahre kommt ein neuer gehypter Furz der kurz zu hören ist und nur unwesentlich länger zu riechen ist.
Ainen gudden! Datenablecker schrieb: > verpufft > verpüfft > verpufft > verpuffen Du kannst Hypes in der Wissenschaft nicht mit denen in der Mode vergleichen. Datenablecker schrieb: > Alle 5 Jahre kommt ein neuer gehypter Furz der kurz zu hören ist und nur > unwesentlich länger zu riechen ist. Das liegt an Deinem fehlenden Verständnis. Dwianea hirnschaden
HumanAutomat schrieb: > Ein Vertreter oder Forscher zellulärer Automaten ist heute Stephen > Wolfram. In seinem Buch "a newe kind of science" das 2002 erschien > plädiert er wohl dafür die Modelle von zellulären Automaten zu nutzen um > Phänomene aus der Realität zu modellieren/simulieren. > Soziale Phänomene bzw. Massenphänomene, Physik, Chemie, Kryptographie... > er sieht viele Anwendungsbereiche. Regel 110 wurde als Turing-vollständig bewiesen, viel mehr gibt es da nicht wirklich. Wie auch: Es gibt keinen Beweis, dass andere Automaten o.ä. mehr als Turing-vollständig sind d.h. mehr könnten als übliche Computer und Programmiersprachen... > Das Buch habe ich momentan noch nicht selbst gelesen aber es ist wohl > etwas kontrovers. Es löste anscheinend auch Kritik und Ablehnung aus. > Manche lehnen wohl die Konzepte ab und andere stoßen sich an einer > angeblich arroganten Persönlichkeit von Wolfram, da er angeblich vieles > immer auf sich selbst bezieht. Ob es stimmt weiß ich nicht. Die Kritik bezieht sich u.a. auf die Darstellung der Ergebnisse und wie mit der existierenden Forschung umgegangen wurde (es gibt afair keine übliche Bibliographie bzw. hab ich grad keine Lust den Wälzer aus dem Regal zu bauen ;)). Ansonsten: Durchaus lesenswertes Buch, interessante Ideen, wenn auch nicht unbedingt neu s. u.a. Zuse, Fredkin, Wheeler, Schmidhuber, CF Weizsäcker auf die das, was heute unter digitale Physik läuft, großteils zurückgeht. Wolframs Hauptthese ist da nur eine (aufgewärmte) Variante.
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Eines der faszinierendsten Erkenntnisse von zellulären Automaten ist doch wie mit welche einfachsten Eigenschaften einer einzigen Zelle durch Wechselwirkung mit anderen Zellen die genau den selben Regeln unterliegen dynamische und statische Strukturen entstehen können. In Conways Spiel des Lebens kann man verschiedene Arten von wiederkehrenden Strukturen beobachten. Viele oszillieren, viele sind statisch und andere bewegen sich ständig. Es ist auch erstaunlich welche Strukturen möglich sind wenn Leute selbst die Zellen setzen. So wurden auch Strukturen geschaffen die andere Strukturen fortlaufend erzeugen. Es gibt auch Turing Maschinen und Prozessoren die in Conways Spiel des Lebens konstruiert wurden. Anhand der einfachen Regeln sind also auch sehr komplexe Strukturen denkbar. Gäbe es es so viele Zellen wie es Atome im Universum gibt und würde ein solcher Automat einige Milliarden Jahre laufen dann könnten möglicherweise solche Strukturen auch zufällig von selbst entstehen. Wobei ich nicht behaupten will dass die Freiheitsgerade eines solchen Automaten ausreichend sind um es wirklich mit den Möglichkeiten unseres Universums zu vergleichen. Vielmehr erkennt man folgendes: Wenn selbst mit vergleichsweise primitiven Eigenschaften von virtuellen Zellen so viel Komplexität und stabile Strukturen entstehen können. Dann ist es auch leicht zu verstehen wie Komplexität und sogar Leben in unserem Universum entstehen kann. Es scheint ein allgemeines Phänomen zu sein das sich selbst in so einfachen Simulationen wie in zellulären Automaten deutlich zeigt. Man nehme eine Entität mit wenigen Eigenschaften für die Wechselwirkung, erzeuge davon unzählige Kopien und definiere einen Raum mit x Dimmensionen. Sobald die Wechselwirkungen beginnen entstehen Strukturen und Phänomene die eine emergente Natur haben. Es können Systeme entstehen die als System Eigenschaften besitzen die die einzelnen Bestandteile nicht besitzen. Für Menschen gelten beispielsweise Gesetzmäßigkeiten der Psychologie, Soziologie und Biologie. Das sind emergente Eigenschaften. Die Atome aus denen wir besitzen keine psychologischen, soziologischen oder biologischen Eigenschaften. Für Atome gelten die Eigenschaften die man aus der Physik kennt. Wenn sich Atome verbinden zu Molekülen entstehen bereits neue Eigenschaften. Die Chemie. Zelluläre Automaten könnten helfen das Phänomen der Emergenz besser zu verstehen und mathematisch zu untersuchen.
Hier was für die naiven Kinder, weil es so schön passt: https://www.heise.de/newsticker/meldung/Missing-Link-Ein-Plaedoyer-wider-den-KI-Populismus-4063789.html Genau was ich meinte. Jetzt geht wieder mit euren Siris und Fraktalbldchengeneratoren spielen.
Das größte Problem ist die Moral. Schon die Engländer haben Jahrzehnte gebraucht, ehe sie sich bei Alan entschuldigt haben, wegen dem, was sie diesem Genie angetan haben. Ein Roboter, gesteuert mit KI, wird sich nie entschuldigen. Gnade uns Gott. :-(( mfg
Datenlutscher schrieb: > Genau was ich meinte. ach komm, Physiker, die können doch seit der Jahrtausendwende eh nicht mehr klar denken.
~Mercedes~ schrieb: > Ein Roboter, gesteuert mit KI, wird sich nie entschuldigen. > Gnade uns Gott. :-(( Viele glauben das Dinge wie Trieb, Ego, Gruppenverhalten, Wut und Trauer entstehen sobald es etwas gibt das intelligent Denken kann. Die Hirnforschung zeigt aber wie modular das menschliche Gehirn ist. Würde man das Gehirn nur auf seine Denkfähigkeit reduzieren gäbe es kein Trieb, keine Instinkte, kein Gruppenverhalten, keine Aggression, keine Trauer. Viele menschliche Verhaltensweisen die man der Intelligenz zuschreibt sind eher das Resultat separater Systeme im Gehirn. Ohne bestimmte Systeme und Hormone sind Sex, Macht und Überlebenswille nur theoretische Konstrukte für ein System das nur logisch denken kann. Wir sind getrieben durch irrationale biologische Systeme. Unsere Intelligenz ist in gewisser weise ein Diener dieser Instinkte. Das nicht denkende System sagt "du musst überleben" und unsere Intelligenz kann durch adaptives Verhalten die Chancen zum überleben erhöhen. Ein weiteres System sagt "du findest das geil, hab Sex mit ihr" und unsere Intelligenz sucht Wege diesen Ziel zu erreichen. Ein anderes System sagt "die Energie geht zuneige, iss was!" und unsere Intelligenz setzt es um. Es liegt an dem Menschen mit was er eine Denkfähige Maschine ausstatten will. Vermutlich ist die künstliche Intelligenz nicht die große Gefahr sondern die anderen Systeme die eine solche Maschine menschlicher machen würden. Menschlicher sein bedeutet dass man blind bestimmten Instinkten folgt die die Evolution hervorgebracht hat mit der ganzen Dynamik die es zu bieten hat: Treue, Freundschaft, Wut, Aggression, Gewalt...
Durch Patienten mit Hirnschäden oder Experimenten mit Versuchstieren weiß man wie modular Gehirne sind. Bei Mäusen gibt es einen Hirnbereich, wird der zerstört verlieren die Mäuse die Fähigkeit Hunger zu haben. Füttert man sie nicht zwingend, sterben sie an Hunger. Das Überlebensinstinkt funktioniert nicht. Ähnlich ist es mit anderen Bedürfnissen, sie müssen fest eingebaut sein in einer KI, andernfalls existieren sie einfach nicht. Denken reicht nicht aus. Von hirngeschädigten Patienten weiß man dass Menschen Objekte sehen können ohne die Form oder Größe zu erkennen. Ihre Augen sind in Ordnung. Doch die Bereiche die Formen und Größenverhältnisse verarbeiten sind zerstört, also fehlt diese Fähigkeit schlichtweg.
~Mercedes~ schrieb: > Das größte Problem ist die Moral. > Schon die Engländer haben Jahrzehnte gebraucht, ehe sie > sich bei Alan entschuldigt haben, wegen dem, was > sie diesem Genie angetan haben. Ein weiteres großes Problem ist die Blödheit, die glaubt, dass es die Engländern gibt.
Das witzige am Turing-Test ist, dass auch Verfahren, bei denen man von vornherein sagen würde, dass die Software nicht intelligent ist, als intelligent auszeichnen kann. Beispiel (das man sicher noch verfeinern müsste): Man lässt den Computer einfach das Internet durchsuchen und irgendetwas antworten, was ein Mensch schon einmal auf genau die selbe Frage geantwortet hat. Proposition: Es ist tendenziell nahezu unmöglich, irgendetwas neues zu sagen, denken oder zu tun. Und auch anders herum: Im Internet hat man nicht immer das Gefühl mit einem intelligenten Menschen zu kommunizieren. Man weiß ja auch nicht, ob man es mit einem ChatBot zu tun hat. Irgendwann lief auf im Fernsehen eine Reportage, wo eine Reporterin mit einem Experten auf Facebook Profile gesucht hat, die wahrscheinlich von Bots stammen, die Meinungsmache betreiben, und dann versucht, Kontakt in RL aufzunehmen. Da stellte sich dann heraus: Nein, zumindest der eine war echt...
Datenlutscher schrieb: > Hier was für die naiven Kinder, weil es so schön passt: > https://www.heise.de/newsticker/meldung/Missing-Link-Ein-Plaedoyer-wider-den-KI-Populismus-4063789.html > > Genau was ich meinte. > > Jetzt geht wieder mit euren Siris und Fraktalbldchengeneratoren spielen. Wieso so überheblich? Also es gibt ja Kreise wo wirklich eine naive Vorstellung über KI und Robotik herrscht. Aber offenbar gibt es auch das gegensätzliche Extrem. Der überhebliche Pessismismus von naiven Leuten die glauben dass jede Aufgabe innerhalb einer Generation lösbar sein müsse. Das ist naiv. Wenn ich daran denke wie viele Menschen aus unterschiedlichen Generationen Grundlagenarbeit geleistet haben damit man heute überhaupt in der Lage ist mehr zu schaffen als sie damals in der Lage waren. Es ist manchmal schwierig zu akzeptieren aber viele Technologien und Wissenszweige fordern die Arbeit und Geduld von Generationen. Würde man auf die Pessismismen hören hätten wir einen ziemlich seichten Entwicklungsgrad heute. Was ist an einem Hype das kommt und geht denn so schlecht? Jedes mal gibt es einen Boost und Investitionen. In jedem Hype gibt es neue Rekorde und neue Fortschritte und man erfährt welche Modelle eine Sackgasse darstellen und welche zukunftsweisend sind. Künstliche neuronale Netze haben auch in den letzten Jahren neue Rekorde in ihrer Leistungsfähigkeit erreicht. Manchmal muss man mit der Erkenntnis leben dass das die größten Träume nicht in unserer Generation verwirklicht werden können. Die Entwicklung bringt aber auch außerhalb einer menschlichen KI viele nützliche Technologien. Intelligente Systeme werden bereits in der Wirtschaft genutzt und in einem Hype erkundet man wo es wirklich was bringt und wo nicht so viel oder noch nicht. Übrigens die Kritik an einer mangelnden Leistungsfähigkeit heutiger Rechner ist etwas überflüssig. Denn in der Hirnforschung ist man noch nicht soweit zu erklären wie das Gehirn Informationen wirklich verarbeitet. Deswegen lässt sich auch nicht sagen welche Rechenleistung notwendig ist. Man hört und liest zwar immer irgendwelche Zahlen und Vergleiche aber das ist alles pure Spekulation. Außerdem ist es auffällig dass es Aufgaben gibt die Computer besser können als ein biologisches Gehirn. Es ist also nicht einfach nur eine Frage der Quantität. Es gibt Lebewesen die überleben in ihrer komplexen Umwelt mit einigen zehn tausend Neuronen in ihrem Gehirn. Das ist weniger als heutige Prozessoren. Biologische Gehirne sind extrem effizient. Es ist nicht nur die Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn, sondern auch die Architektur, die immer noch ein großes Geheimnis darstellt. Die Natur hat eine Architektur geschaffen und es über Millionen von Jahren immer weiter optimiert. Und dann gibt es die Leute die offenbar glauben es wäre nur eine Frage der Rechenleistung wann es eine menschliche KI geben wird. Die Wahrheit ist aber, wenn morgen ein großer Konzern überraschend den ersten funktionsfähigen Quantencomputer vorstellen würde das alles übertrifft, dann hätten wir zwar eine unglaublich große Rechenleistung aber keine menschliche KI. Ohne die biologische Architektur des Gehirns bis ins kleinste verstanden zu haben wird man es nicht in einem Quantencomputer simulieren können. Und es gibt bisher auch keine alternativen künstlichen Architekturen die die Dynamik und Lernfähigkeit eines biologischen Gehirns nachahmen kann.
Heiko L. schrieb: > Beispiel (das man sicher noch verfeinern müsste): Man lässt den Computer > einfach das Internet durchsuchen und irgendetwas antworten, was ein > Mensch schon einmal auf genau die selbe Frage geantwortet hat. Bevor du das als nichtintelligent abqualifizierst solltest du mal drüber nachdenken, ob das nicht genau das übliche heutige Userverhalten ist. Frag mal einen Lehrer, wie Schüler ihre Hausaufgaben machen. Georg
georg schrieb: > Bevor du das als nichtintelligent abqualifizierst solltest du mal drüber > nachdenken, ob das nicht genau das übliche heutige Userverhalten ist. > Frag mal einen Lehrer, wie Schüler ihre Hausaufgaben machen. Es ist aber ein Unterschied ob du als Mensch eine Information im Internet findest, es begreifst und darüber nachdenkst. Oder ob eine Programm Daten kopiert und wiedergibt ohne weiter über diese Informationen nachdenken zu können. Das wäre dann vielleicht der Unterschied zwischen Intelligenz und Bewusstsein. Ein intelligentes System kann dir mit intelligenten Algorithmen Informationen und Antworten liefern aber es ist sich dessen nicht bewusst und kann nicht darüber nachdenken, philosophieren oder die gefundene Informationen mit logischem Denken um neue Erkenntnisse erweitern.
HumanAutomat schrieb: > Es ist aber ein Unterschied ob du als Mensch eine Information im > Internet findest, es begreifst und darüber nachdenkst. Oder ob eine > Programm Daten kopiert und wiedergibt ohne weiter über diese > Informationen nachdenken zu können. Und welcher genau? Woher weisst du, wenn ein System die gleiche Antwort liefert, dass das eine darüber nachgedacht hat, das andere nicht? Da war Turing schon viel weiter. Woher soll ich z.B. wissen, ob du über deine Antwort nachgedacht hast - es spricht nicht viel dafür. Georg
georg schrieb: > Und welcher genau? Woher weisst du, wenn ein System die gleiche Antwort > liefert, dass das eine darüber nachgedacht hat, das andere nicht? Da war > Turing schon viel weiter. > > Woher soll ich z.B. wissen, ob du über deine Antwort nachgedacht hast - > es spricht nicht viel dafür. Weil ein System das nachdenkt mehr leisten kann und selbst Informationen generiert. Die Informationen im Internet sind von nachdenkenden Menschen. Ein intelligentes System das diese Informationen nur durchsucht und abruft generiert selbst keine Informationen und wäre ohne das Internet ziemlich dumm. Mit komplexeren Fragen die ein logisches Denken erfordern wären solche Systeme häufig auch überfordert. Der Turing Test kann Menschen täuschen. Die Aussagekraft eines solchen Experiments ist beschränkt. Menschen für einen Moment zu täuschen ist kein Beweis für eine Intelligenz die in der komplexen Umwelt autonom und denkend zurecht kommt.
Zum Thema Zelluläre Automaten kann ich das Buch "Das digitale Universum: Zelluläre Automaten als Modelle der Natur" von Martin Gerhardt und Heike Schuster empfehlen. ISBN-13: 978-3528066772 Das Buch ist von 1995 und vermittelt einen guten Eindruck welche Anwendungsbereiche es schon damals gab. Es überrascht wirklich mit welchen einfachen Regeln zelluläre Automaten Muster und Strukturen hervorbringen die mit der Realität übereinstimmen. Genau genommen handelt es sich dabei um Methoden der diskreten Mathematik. Das Buch beschreibt mehrere Anwendungsfälle in Physik, Soziologie und Biologie. Dabei zeigt sich dass die diskrete Berechnung von zellulären Automaten im Vergleich zu Differentialgleichungen Vor- und Nachteile besitzt. Es werden Fälle dargestellt wo die Differentialgleichungen schlechter abschneiden. Außerdem wird verdeutlicht dass zelluläre Automaten und Differentialgleichungen in Computer Stimulationen sich sowieso annähern. Computer können nur endlichen Abstufungen und Zahlen rechnen, die Differentialgleichungen werden durch nummerische Verfahren auf eine diskrete Ebene heruntergebrochen und dort zeigen die Autoren auf Nachteile in der Effizienz der Berechnungen im Vergleich zu zellulären Automaten. Simulationen mit zellulären Automaten liefern in der Regel eine qualitative aber keine quantitative Aussage. Die Autoren zeigen aber dass das kein natürliches Merkmal solcher Automaten ist sondern von der Komplexität der Regeln abhängt. In der Folge wird der sogenannte GST-Automat vorgestellt. Dessen Regeln werden direkt von den Formeln der Differentialgleichungen abgeleitet. Dieser Automat ermöglicht es auf Grundlage der Differentialgleichungen eine diskrete Simulation mit zellulären Automaten durchzuführen. Es wird dargelegt dass dieser GST-Automat nicht nur qualitative sondern auch quantitative Aussagen ermöglicht. Ich bin kein großer Kenner der Mathematik. Das Buch hat bei mir grundlegende Fragen aufgeworfen. In dem Buch findet sich die Aussage das Raum und Zeit ein Kontinuum seien weswegen die Infinitesimalrechnung der Natur am nächsten entspräche weil es theoretisch eine unendliche Anzahl an Abstufungen der Berechnung ermöglicht. Das mag praktisch so auffasbar sein aber die Physik die ich kenne ist voll von endlicher Abstufungen. Auf der Ebene der Quantenmechanik verhalten sich Energie und Materie nicht als Kontinuum sondern sie springen zwischen klar definierbaren Abstufungen hin und her. Nicht zu vergessen die Planck-Zeit und Planck-Skalen. Ich habe also den Eindruck dass die Natur im Kern sich in Sprüngen abspielt, in Quantensprüngen und nicht als unendliches Kontinuum. Wäre es praktisch möglich eine Infinitesimalrechnung wirklich mit unendlichen Abstufungen durchzuführen dann würde das nicht der Natur entsprächen. Da aber die Quantensprünge der Natur so winzig sind und in der praktischen Anwendung die Infinitesimalrechnung immer begrenzte Abstufungen hat, ist die Infinitesimalrechnung eine gute Annäherung an die sehr tiefe aber endliche Abstufung der Natur. Das Wesen der Natur und die Wechselwirkungen zwischen einzelnen Entitäten erfolgt in Sprüngen zwischen definierbaren Zuständen nicht durch unendliche Zwischenschritte. Damit ist das Wesen der diskreten Mathematik genau die passende Grundformel und so gesehen sind auch zelluläre Automaten bestens geeignet um qualitative und quantitative Modelle zu ermöglichen.
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