Computersysteme — Ebenbilder der Natur?: Ein Vergleich der Informationsverarbeitung

ما در عصر اطلاعات زندگی می کنیم و معتقدیم که چیز کاملا جدیدی با رایانه ایجاد کرده ایم. به هر حال، این چنین نیست. سیستم های پردازش اطلاعات که بسیار پیچیده تر از سیستم های ایجاد شده توسط انسان هستند، میلیون ها سال است که در طبیعت شکل گرفته اند. شباهت ها و تفاوت های سیستم های اطلاعات بیولوژیکی و مصنوعی چیست؟ پاسخ این سوال را باید در اینجا یافت. برای این منظور، حوزه‌هایی از پردازش اطلاعات در سیستم‌های طبیعی ارائه می‌شود که برای آن‌ها در سیستم‌های مصنوعی - سلولی و خودکار سلولی، عفونت طبیعی و نرم‌افزاری، تکامل و الگوریتم ژنتیک و همچنین شبکه‌های مغزی و عصبی وجود دارد. مقایسه بعدی ارتباطات فوق العاده را نشان می دهد. این کتاب از مرزهای موضوعی فراتر می رود - به عنوان مثال. حوزه‌های علوم کامپیوتر، پزشکی، زیست‌شناسی و بیوشیمی را پوشش می‌دهد و در درجه اول برای افراد غیرمجاز علاقه‌مند است. در پایان تشکر از شما: دکتر من صمیمانه از H. Schuster برای بررسی مهربانانه نسخه خطی و نظرات ارزشمند تشکر می کنم. خانم دکتر من می خواهم از A. Schulz و انتشارات Vieweg به خاطر صراحت و کمک آنها در تحقق این کتاب تشکر کنم. Zusmarshausen، مارس 1997 C. Borchard-Tuch V محتویات پیشگفتار. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V1 مقدمه. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 1 اطلاعات در همه جا وجود دارد. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 2 جنبه های تبادل اطلاعات . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1. 3 مروری بر موارد زیر. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2 سلول و کامپیوتر . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. 1 سلول . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. 1. 1 محیط زیست . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. 1. 2 تبادل اطلاعات بین سلول ها. . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1. 3 مولکول های ارتباطی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Wir leben im Zeitalter der Information und glauben, daß wir mit dem Computer etwas völlig Neues geschaffen haben. Dem ist jedoch nicht so. Seit Millionen von Jahren bilden sich in der Natur informations­ verarbeitende Systeme, die weitaus komplexer als die von Menschen geschaffenen Systeme sind. Worin ähneln und worin unterscheiden sich biologische und künstliche Informationssysteme? Auf diese Frage soll hier eine Antwort gefunden werden. Hierzu werden Berei­ che der Informationsverarbeitung in natürlichen Systemen vorgestellt, zu denen es entsprechende in künstlichen Systemen gibt - Zelle und zellulärer Automat, natürliche und Softwareinfektion, Evolution und genetischer Algorithmus sowie Gehirn und Neuronale Netze. Der anschließende Vergleich läßt übergeordnete Zusammenhänge erken­ nen. Dieses Buch überschreitet Fachgrenzen - u. a. umfaßt es Bereiche der Informatik, der Medizin, der Biologie und der Biochemie und wendet sich in erster Linie an den interessierten Laien. Abschließend Dankeschön: Frau Dr. H. Schuster danke ich herz­ lich für die freundliche Durchsicht des Manuskriptes und ihre wert­ vollen Hinweise. Frau Dr. A. Schulz und dem Verlag Vieweg danke ich vielmals für ihr aufgeschlossenes Entgegenkommen und ihre Mit­ hilfe bei der Verwirklichung dieses Buches. Zusmarshausen, im März 1997 C. Borchard-Tuch V Inhaltsverzeichnis Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V 1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 1 Information ist überall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 2 Aspekte des Informationsaustauschs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1. 3 Übersicht über das Folgende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2 Zelle und Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. 1 Die Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. 1. 1 Die Umwelt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. 1. 2 Der Informationsaustausch zwischen Zellen . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1. 3 Kommunikationsmoleküle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .