هدف ما برداشتن گامی کوچک در راه نشر آگاهی ست
ما در وب سایت دانش آگاهی تلاش می کنیم گامی به سوی حقیقت برداریم،
تا تمام آنچه در دنیای علم به ما کمک خواهد کرد را با نثر و کلامی آسان در اختیار شما قرار دهیم!

اثر بالدوین یادگیری و توهم فرگشت لامارکی

اثر بالدوین یادگیری و توهم فرگشت لامارکی

ترجمه : امیر رحمانی تعداد بازدید : 572
ترجمه : امیر رحمانی بازدید : 572

گروهی از میمون‌ها را تصور کنید که بلد نیستند نارگیل را شکسته و از آن تغذیه کنند اما در جایی زندگی می‌کنند که درختان نارگیل بوفور وجود دارند و سایر منابع غذایی کمیاب شده‌اند. اگر میمونی بطور تصادفی بیاموزد که با استفاده از یک سنگ لبه تیز و ضربه زدن متوالی به نارگیل می‌تواند آن‌را بشکند، بعضی میمون‌های دیگر نیز همان ترفند را می‌آموزند


اثر بالدوین یادگیری و توهم فرگشت لامارکی
تصویر مربوط به مطلب اثر بالدوین یادگیری و توهم فرگشت لامارکی

گروهی از میمون‌ها را تصور کنید که بلد نیستند نارگیل را شکسته و از آن تغذیه کنند اما در جایی زندگی می‌کنند که درختان نارگیل بوفور وجود دارند و سایر منابع غذایی کمیاب شده‌اند. اگر میمونی بطور تصادفی بیاموزد که با استفاده از یک سنگ لبه تیز و ضربه زدن متوالی به نارگیل می‌تواند آن‌را بشکند، بعضی میمون‌های دیگر نیز همان ترفند را می‌آموزند و در فاصله کوتاهی، محیط و نحوه زندگی میمون‌ها تغییر می‌کند. هر میمونی که روش شکستن نارگیل را سریع‌تر بیاموزد، شانس بیشتری برای بقا و تولید مثل خواهد داشت. فرآیند یادگیری، منجر به تغییر محیط شده است و یک فشار فرگشتی جدید ایجاد می‌کند.
اگر بچه میمونی بدنیا بیاید که بطور ذاتی بهتر بلد است سنگ را دستش بگیرد، چون سیم‌کشی مغزش که حاصل ژنتیک اوست کمی متفاوت است، چنین بچه میمونی به انرژی و زمان کمتری برای یادگیری نیاز خواهد داشت. او بیشتر تولید مثل خواهد کرد و ژنتیک خود را به نسل بعد منتقل می‌کند و به مرور زمان، تعداد میمون‌هایی که ذاتا بلدند از سنگ استفاده کنند افزایش خواهد یافت. این پدیده را اثر بالدوین می‌نامند.
یک ناظر خارجی ممکن است به اشتباه بپندارد که هنر استفاده از سنگ در فرآیندی لامارکی به بچه میمون منتقل شده است. اما چنین تصوری درست نیست و هنوز مکانیسم شناخته شده و فراگیری وجود ندارد که نشان دهد چگونه ممکن است صفات اکتسابی به ژنتیک نسل بعد منتقل شود. آن مهارت‌هایی که والدین در طی زندگی می‌آموزند به ژنتیک فرزندان منتقل نمی‌شود، بلکه یادگیری مهارت، شرایط محیطی را عوض کرده و انتخاب طبیعی را به سمتی هدایت می‌کند که منجر به ظهور ژنتیک منطبق با آن مهارت می‌شود.
دو تئوریسین شبکه‌های عصبی به نام جفری هینتون و استیون نولان در سال ۱۹۸۶ برای اولین بار نشان دادند که اثر بالدوین در یک شبکه عصبی چگونه عمل می‌کند. آن‌ها یک مدار عصبی ساده با بیست اتصال را شبیه‌سازی کردند که هر یک از اتصالات می‌تواند در حالت روشن و یا خاموش باشد. اگر فرض کنیم که تمام بیست اتصال باید در وضعیت مشخصی قرار بگیرند تا مدار عصبی درست عمل کند، در آن صورت احتمال اینکه در جانوری هر بیست اتصال از همان بدو تولد درست تنظیم شده باشند یک در میلیون است. اما اگر این جانور خوش شانس از طریق جنسی تولید مثل می‌کند، احتمال اینکه در فرزندان او نیز همان بیست اتصال در وضعیت درست تنظیم شوند زیاد نیست، چرا فرزندان او نیمی از ژنتیک خود را از والد دیگر به ارث می‌برند. شبیه‌سازی هینتون و‌نولان نشان داد که چنین شبکه عصبی شانس زیادی برای فراگیر شدن ندارد.
هینتون و نولان سپس شبکه عصبی دیگری را شبیه‌سازی کردند. در این شبکه عصبی، فرض شد که تنظیمات ده عدد از اتصالات از همان بدو تولد ثابت و غیر قابل تغییر هستند، اما وضعیت روشن یا خاموش ده اتصال دیگر را جانور در طی فرآیند یادگیری می‌تواند تغییر داده و بگونه‌ای میزان کند که با نیازمندی محیط زندگی او متناسب باشد. (نظیر یادگیری نحوه بدست گرفتن یک سنگ تیز و ضربه زدن به نارگیل)
احتمال اینکه در جانوری از همان بدو تولد، ده اتصال ثابت شبکه عصبی او در وضعیت مناسب باشند یک در هزار است و جانور با هزار بار سعی و خطا موفق می‌شود تنظیمات ده اتصال دیگر را میزان کند. بدین ترتیب احتمال ظهور و گسترش چنین شبکه عصبی به مراتب بیشتر از وقتی است که هر بیست اتصال شبکه عصبی از بدو تولد بطور تصادفی درست بوده‌اند. چنین جانوری نسل خود را سریع‌تر از رقبایش افزایش می‌دهد. طولی نمی‌کشد که جامعه جدیدی بوجود خواهد آمد که بیشتر اعضای آن قادر به یادگیری مهارت جدید هستند. حال اگر یکی از اولاد تازه بدنیا آمده دارای شبکه عصبی باشد که یازده اتصال آن از بدو تولد در وضعیت درست تنظیم شده‌اند و او فقط باید بیاموزد تا نه اتصال باقی‌مانده را میزان کند، او به تلاش کمتری برای یادگیری نیاز خواهد داشت و شانس او برای بقا و زاد و ولد حتی بالاتر می‌رود.
اما با افزایش تعداد اتصالات ثابت که بطور ژنتیکی درست تنظیم شده‌اند، فشار فرگشتی کاهش می‌یابد چرا که انرژی لازم برای یادگیری و تنظیم اتصالات باقی‌مانده زیاد نیست و هر جانوری با کمی تلاش موفق خواهد شد تا مهارت جدید را بیاموزد.
اثر بالدوین نقش عمده‌ای در فرگشت مغز جانوران بازی کرده است. اما نباید بپنداریم که یادگیری منحصر به انسان و حیوانات باهوش است. هر جانداری که در شبکه عصبی خود نورون‌هایی داشته باشد که تنظیمات‌شان با دریافت بازخورد از خروجی سیستم عصبی قابل تغییر باشد، قادر به یادگیری خواهد بود. اثر بالدوین توضیح می‌دهد که چگونه شبکه‌های عصبی پیچیده به تدریج فرگشت یافته‌اند در حالی‌که احتمال ظهور تصادفی چنین شبکه‌هایی بسیار غیر محتمل است اگر بخواهیم فرض کنیم که تمام اتصالات شبکه به یک‌باره و در وضعیت ایده‌آل ظاهر شده‌اند.

ترجمه شده از کتاب ذهن چگونه کار می کند


تمام حقوق نشر و استفاده از این مطلب براساس قانون حمایت حقوق مولفان، مصنفان و هنرمندان، متعلق به سایت دانش آگاهی می باشد، هرگونه باز نشر به هر روشی از کل یا بخشی از مطلب بدون ذکر منبع، مطابق قانون حمایت حقوق مولفان و مصنفان و هنرمندان، جرم بوده و قابل پیگیری می باشد.

مرجع های مطلب:


Published Date : 12/12/2018

نظرات


ایمیل شما نمایش داده نمی شود
ایمیل
نام نمایشی
نظر
اثر بالدوین یادگیری و توهم فرگشت لامارکی
تصویر مربوط به مطلب اثر بالدوین یادگیری و توهم فرگشت لامارکی

گروهی از میمون‌ها را تصور کنید که بلد نیستند نارگیل را شکسته و از آن تغذیه کنند اما در جایی زندگی می‌کنند که درختان نارگیل بوفور وجود دارند و سایر منابع غذایی کمیاب شده‌اند. اگر میمونی بطور تصادفی بیاموزد که با استفاده از یک سنگ لبه تیز و ضربه زدن متوالی به نارگیل می‌تواند آن‌را بشکند، بعضی میمون‌های دیگر نیز همان ترفند را می‌آموزند و در فاصله کوتاهی، محیط و نحوه زندگی میمون‌ها تغییر می‌کند. هر میمونی که روش شکستن نارگیل را سریع‌تر بیاموزد، شانس بیشتری برای بقا و تولید مثل خواهد داشت. فرآیند یادگیری، منجر به تغییر محیط شده است و یک فشار فرگشتی جدید ایجاد می‌کند.
اگر بچه میمونی بدنیا بیاید که بطور ذاتی بهتر بلد است سنگ را دستش بگیرد، چون سیم‌کشی مغزش که حاصل ژنتیک اوست کمی متفاوت است، چنین بچه میمونی به انرژی و زمان کمتری برای یادگیری نیاز خواهد داشت. او بیشتر تولید مثل خواهد کرد و ژنتیک خود را به نسل بعد منتقل می‌کند و به مرور زمان، تعداد میمون‌هایی که ذاتا بلدند از سنگ استفاده کنند افزایش خواهد یافت. این پدیده را اثر بالدوین می‌نامند.
یک ناظر خارجی ممکن است به اشتباه بپندارد که هنر استفاده از سنگ در فرآیندی لامارکی به بچه میمون منتقل شده است. اما چنین تصوری درست نیست و هنوز مکانیسم شناخته شده و فراگیری وجود ندارد که نشان دهد چگونه ممکن است صفات اکتسابی به ژنتیک نسل بعد منتقل شود. آن مهارت‌هایی که والدین در طی زندگی می‌آموزند به ژنتیک فرزندان منتقل نمی‌شود، بلکه یادگیری مهارت، شرایط محیطی را عوض کرده و انتخاب طبیعی را به سمتی هدایت می‌کند که منجر به ظهور ژنتیک منطبق با آن مهارت می‌شود.
دو تئوریسین شبکه‌های عصبی به نام جفری هینتون و استیون نولان در سال ۱۹۸۶ برای اولین بار نشان دادند که اثر بالدوین در یک شبکه عصبی چگونه عمل می‌کند. آن‌ها یک مدار عصبی ساده با بیست اتصال را شبیه‌سازی کردند که هر یک از اتصالات می‌تواند در حالت روشن و یا خاموش باشد. اگر فرض کنیم که تمام بیست اتصال باید در وضعیت مشخصی قرار بگیرند تا مدار عصبی درست عمل کند، در آن صورت احتمال اینکه در جانوری هر بیست اتصال از همان بدو تولد درست تنظیم شده باشند یک در میلیون است. اما اگر این جانور خوش شانس از طریق جنسی تولید مثل می‌کند، احتمال اینکه در فرزندان او نیز همان بیست اتصال در وضعیت درست تنظیم شوند زیاد نیست، چرا فرزندان او نیمی از ژنتیک خود را از والد دیگر به ارث می‌برند. شبیه‌سازی هینتون و‌نولان نشان داد که چنین شبکه عصبی شانس زیادی برای فراگیر شدن ندارد.
هینتون و نولان سپس شبکه عصبی دیگری را شبیه‌سازی کردند. در این شبکه عصبی، فرض شد که تنظیمات ده عدد از اتصالات از همان بدو تولد ثابت و غیر قابل تغییر هستند، اما وضعیت روشن یا خاموش ده اتصال دیگر را جانور در طی فرآیند یادگیری می‌تواند تغییر داده و بگونه‌ای میزان کند که با نیازمندی محیط زندگی او متناسب باشد. (نظیر یادگیری نحوه بدست گرفتن یک سنگ تیز و ضربه زدن به نارگیل)
احتمال اینکه در جانوری از همان بدو تولد، ده اتصال ثابت شبکه عصبی او در وضعیت مناسب باشند یک در هزار است و جانور با هزار بار سعی و خطا موفق می‌شود تنظیمات ده اتصال دیگر را میزان کند. بدین ترتیب احتمال ظهور و گسترش چنین شبکه عصبی به مراتب بیشتر از وقتی است که هر بیست اتصال شبکه عصبی از بدو تولد بطور تصادفی درست بوده‌اند. چنین جانوری نسل خود را سریع‌تر از رقبایش افزایش می‌دهد. طولی نمی‌کشد که جامعه جدیدی بوجود خواهد آمد که بیشتر اعضای آن قادر به یادگیری مهارت جدید هستند. حال اگر یکی از اولاد تازه بدنیا آمده دارای شبکه عصبی باشد که یازده اتصال آن از بدو تولد در وضعیت درست تنظیم شده‌اند و او فقط باید بیاموزد تا نه اتصال باقی‌مانده را میزان کند، او به تلاش کمتری برای یادگیری نیاز خواهد داشت و شانس او برای بقا و زاد و ولد حتی بالاتر می‌رود.
اما با افزایش تعداد اتصالات ثابت که بطور ژنتیکی درست تنظیم شده‌اند، فشار فرگشتی کاهش می‌یابد چرا که انرژی لازم برای یادگیری و تنظیم اتصالات باقی‌مانده زیاد نیست و هر جانوری با کمی تلاش موفق خواهد شد تا مهارت جدید را بیاموزد.
اثر بالدوین نقش عمده‌ای در فرگشت مغز جانوران بازی کرده است. اما نباید بپنداریم که یادگیری منحصر به انسان و حیوانات باهوش است. هر جانداری که در شبکه عصبی خود نورون‌هایی داشته باشد که تنظیمات‌شان با دریافت بازخورد از خروجی سیستم عصبی قابل تغییر باشد، قادر به یادگیری خواهد بود. اثر بالدوین توضیح می‌دهد که چگونه شبکه‌های عصبی پیچیده به تدریج فرگشت یافته‌اند در حالی‌که احتمال ظهور تصادفی چنین شبکه‌هایی بسیار غیر محتمل است اگر بخواهیم فرض کنیم که تمام اتصالات شبکه به یک‌باره و در وضعیت ایده‌آل ظاهر شده‌اند.

ترجمه شده از کتاب ذهن چگونه کار می کند


تمام حقوق نشر و استفاده از این مطلب براساس قانون حمایت حقوق مولفان، مصنفان و هنرمندان، متعلق به سایت دانش آگاهی می باشد، هرگونه باز نشر به هر روشی از کل یا بخشی از مطلب بدون ذکر منبع، مطابق قانون حمایت حقوق مولفان و مصنفان و هنرمندان، جرم بوده و قابل پیگیری می باشد.

مرجع های مطلب:


Published Date : 12/12/2018

نظرات


ایمیل شما نمایش داده نمی شود
ایمیل
نام نمایشی
نظر
استفاده از مطالب سايت دانش آگاهی فقط برای مقاصد غیر تجاری و با ذکر منبع بلامانع است. کليه حقوق اين سايت به گروه دانش آگاهی تعلق دارد.