Genetische Algorithmen: Theorie und Praxis evolutionärer Optimierung

اصل تکامل توسط چارلز داروین بیش از صد سال پیش کشف شد. موجودات زنده در طبیعت در معرض تغییرات دائمی هستند که ناشی از همکاری و رقابت بین گونه های فردی و توانایی آنها برای سازگاری با محیط خود است. این که موجودات زنده امروزی تا چه حد منحصراً از طریق فرآیند تکامل به وجود آمده اند، موضوعی فلسفی و کلامی است که در این کتاب بیشتر به آن پرداخته نخواهد شد. اصل اساسی، توالی تکرار شونده از نوترکیبی، جهش و انتخاب است، با تمایل به بقای افراد قوی تر و بهتر. این اصل در طبیعت بسیار موفق است. بهینه سازی یکی از مهمترین وظایف در صنعت مدرن است. فرآیندها باید سریعتر و ایمن تر باشند، مواد صرفه جویی شود، بهره وری باید به طور مداوم افزایش یابد. شرکت هایی که موفق به انجام این کار می شوند، بهترین شانس را برای بقا در رقابت برای بازارها دارند. اقتصاد بازار آزاد این اصل را از آن خود کرده است و به موفقیت های بزرگی دست یافته است (اگرچه اغلب به ضرر محیط زیست است، زیرا آسیب های وارد شده در آنجا معمولاً هزینه های قابل اندازه گیری مالی ایجاد نمی کند). بهینه سازی به عنوان یک علم در درجه اول در زمینه تحقیق در عملیات مورد مطالعه قرار می گیرد. در ریاضیات نیز روش های زیادی پیشنهاد و توسعه یافته است. از اواسط دهه 1980، شبکه های عصبی برای حل مسائل بهینه سازی نیز جذاب شده اند.

Das Prinzip der Evolution wurde von Charles Darwin vor nur wenig mehr als hundert Jahren entdeckt. Die Lebewesen in der Natur unterliegen einer steten Veränderung, die durch Kooperation und Konkurrenz zwischen einzelnen Arten und deren Anpassungsfähigkeit an ihre Umwelt vorangetrieben wird. Inwieweit die heute existierenden Lebewesen ausschließlich durch den Evolutionsprozeß entstanden sind, ist eine philosophische und theologische Streitfrage, die in diesem Buch nicht weiter behandelt werden soll. Das grundlegende Prinzip besteht in der iterativen Abfolge von Rekom­ bination, Mutation und Selektion, wobei eine Tendenz zum Überleben der stärkeren und besseren Individuen besteht. Dieses Prinzip ist in der Natur sehr erfolgreich. Optimierung ist eine der wichtigsten Aufgaben in der modernen Industrie. Prozesse müssen schneller und sicherer ablaufen, Material wird gespart, die Produktivität soll ständig steigen. Diejenigen Firmen, denen das gelingt, haben im Wettbewerb um die Märkte die besten Überlebenschancen. Die freie Marktwirtschaft hat sich dieses Prinzip zu eigen gemacht und große Erfolge erzielt (allerdings oft zum Schaden der Umwelt, weil die dort entstandenen Schäden meistens keine finanziell meßbaren Kosten verursachen). Optimierung wird als Wissenschaft vor allem im Bereich des Operations Research untersucht. In der Mathematik sind ebenfalls viele Verfahren vorgeschlagen und entwickelt worden. Seit Mitte der 80er Jahre sind darüber hinaus Neuronale Netze zur Lösung von Optimierungspro­ blemen attraktiv geworden.