Stuart Kauffman

Stuart Kauffman în 2010

Stuart Alan Kauffman ( 28 septembrie 1939 ) este biolog și cercetător SUA , angajat în studiul și analiza sistemelor complexe și a relației lor cu „ originea vieții pe Pământ” .

A lui sunt conceptele de „adiacent posibil”, „regat în echilibru”. Prin munca sa privind complexitatea a devenit unul dintre cei mai influenți oameni de știință din sectorul academic din întreaga lume. El este, de asemenea, cunoscut pentru că a teoretizat că complexitatea sistemelor biologice și a organismelor vii derivă din auto-organizare cu dinamici departe de echilibru și nu numai din selecția naturală darwiniană și pentru că a propus primele modele de rețea booleană .

Biografie

Este lector mixt la Universitatea din Calgary în științe biologice, fizică și astronomie, profesor adjunct în cadrul Departamentului de filosofie. De asemenea, este președinte al Cercului de excelență în cercetarea informatică ⁽ ICORE ) ^[1] și director al Institutului pentru biocomplexitate și informatică .

În 1960 a absolvit Dartmouth College , în 1963 a obținut o licență în arte ( Hons ) la Universitatea din Oxford și în 1968 a absolvit medicina (MD) la Universitatea din California, San Francisco . După finalizarea pregătirii sale în medicina de urgență, el se ocupă de genetica dezvoltării prin utilizarea muștei fructelor . Participă la mai multe conferințe, inclusiv la Universitatea din Chicago , la Universitatea din Pennsylvania din 1975 până în 1995 , unde a fost angajat ca profesor de biochimie și biofizică . În 1987 a obținut o bursă MacArthur , 1987 - 1992 .

Între 1986 și 1997 a devenit celebru datorită asocierii sale cu Institutul Santa Fe , pentru munca sa asupra modelelor din diferite domenii ale biologiei . Acestea includ cercetări privind seturile autocatalitice în originea vieții , rețelele genetice de reglementare în biologia dezvoltării și peisajul adaptativ în biologia evoluției .

În 1996 , Kauffman a fondat BiosGroup , o companie din Santa Fe care folosește o strategie complexă de sisteme pentru a rezolva problemele economice. La începutul anului 2003, BiosGroup, al cărui director Kauffman era executiv, a fost achiziționat de NuTech Solutions ^[2] .

Din 2005 până în 2009, Kauffman a deținut o catedră comună la Universitatea din Calgary în științe ale vieții și fizică și astronomie. A fost profesor adjunct în cadrul Departamentului de filosofie al Universității din Calgary și președinte al Cercului de excelență în cercetarea informatică (iCORE), precum și director al Institutului pentru biocomplexitate și informatică. Kauffman a fost, de asemenea, invitat să ajute la lansarea inițiativei Știință și religie la Harvard Divinity School; profesor invitat în 2009.

În ianuarie 2009, Kauffman a devenit profesor emerit în Finlanda (FiDiPro) la Universitatea de Tehnologie din Tampere , Departamentul de Procesare a Semnalului. Atribuirea s-a încheiat în decembrie 2012. Obiectul proiectului de cercetare FiDiPro este dezvoltarea unor modele stocastice întârziate ale rețelelor de reglare genetică bazate pe date de expresie genică la nivelul unei singure molecule.

În ianuarie 2010, Kauffman s-a alăturat facultății Universității din Vermont, unde a continuat să lucreze timp de doi ani la Complex Systems Center al UVM. ^[3] De la începutul anului 2011 până în aprilie 2013, Kauffman a contribuit în mod regulat la blogul NPR, Cosmos and Culture ^[4] , cu subiecte care variază de la științele vieții, biologia sistemelor și medicina, la spiritualitate, la economie și drept. Kauffman este, de asemenea, un colaborator obișnuit la Edge.org ^[5] .

În mai 2013, Kauffman a intrat la Institutul de biologie a sistemelor, în Seattle, Washington. După moartea soției sale, împreună cu alții, Kauffman a cofondat Transforming Medicine: The Elizabeth Kauffman Institute.

În 2014, Kauffman împreună cu Samuli Niiranen și Gabor Vattay au obținut un brevet de temelie pentru „ Tărâmul Poised ” („Regatul în echilibru”, vezi mai jos), o „stare a materiei” aparent nouă suspendată între tărâmurile cuantice și cele clasice.

În 2015, Kauffman a fost invitat să înceapă o discuție generală privind regândirea creșterii economice pentru Organizația Națiunilor Unite ^[6] . În prezent, el efectuează cercetări cu profesorul Teppo Felin de la Universitatea din Oxford ^[7] .

În 2016, Kauffman a scris o poveste pentru copii: Patrick, Rupert, Sly & Gus Protocells: O narațiune despre crearea unor nișe imprevizibile în biosferă.

Dând seama de dorința tinerească de a deveni dramaturg, Kauffman a scris și două piese: „Iluminarea Reverendului Joseph Smith” (2016) și o piesă, cu Alex Cantarelli în calitate de coautor, dedicată salvării evreilor danezi în 1943, intitulată „Pietrele ar plânge” (2017).

În 2017, explorând conceptul că realitatea constă atât din „Posibile” reale din punct de vedere ontologic (Res potentia), cât și din „Actuals” (Res extensa), real din punct de vedere ontologic, Kauffman a fost co-autor, împreună cu Ruth Kastner și Michael Epperson din: Taking Seriously Heisenberg’s Potentia .

Activități

El este cunoscut pentru că a susținut că complexitatea sistemelor biologice și a organismelor vii ar putea fi datorată atât autoorganizării organismelor vii în sine, cât și dinamicii care sunt departe de echilibru, precum și selecției naturale darwiniene .

Ideea „Fitness Landscapes” folosește modele de simulare pe computer pentru a reprezenta modul în care organismele interacționează cu mediile lor pentru a-și îmbunătăți abilitățile de supraviețuire.

Al său este conceptul de „ Adiacent posibil ” ca un fel de mecanism de recombinare a datelor disponibile pentru alte utilizări decât cele avute în vedere ^[8] , un concept care unește toate elementele biosferei, precum și procesele cognitive.

Cu conceptul de „Tărâm Poised” („regatul echilibrului”) vrea să sugereze „o nouă interpretare ontologică a mecanicii cuantice nerelativiste, similară cu Heisenberg, bazată pe puterea ontologic reală, Res potentia și actul ontologic real, Res extensa , legat prin măsurare. Această propunere ar putea înlocui non-localitatea. " ^[9]

Peisaje de fitness

Vedere bidimensională a unui peisaj de fitness NK. Săgețile reprezintă diferite căi mutaționale pe care populația le poate urma pe măsură ce evoluează în peisajul de fitness.

Modelul NK al lui Kauffman definește un spațiu de fază combinatoriu, constând din orice șir (ales dintr-un alfabet dat) de lungime $Nu.$ ${\ displaystyle N}$ $Nu.$ . Pentru fiecare șir din acest spațiu de căutare, este definită o valoare scalară (numită fitness). Dacă este definită o distanță metrică între șiruri, structura rezultată este un peisaj.

Valorile de fitness sunt definite pe baza încarnării specifice a modelului, dar caracteristica cheie a modelului NK este aceea că adecvarea unui șir dat $S.$ ${\ displaystyle S}$ $S.$ este suma contribuțiilor fiecărui locus $S_{i}$ ${\ displaystyle S_ {i}}$ $Da}$ în șir:

F(S)=\sum _{i}f(S_{i}),

{\ displaystyle F (S) = \ sum _ {i} f (S_ {i}),}

{\ displaystyle F (S) = \ sum _ {i} f (S_ {i}),}

iar contribuția fiecărui locus în general depinde de valoarea lui $K.$ ${\ displaystyle K}$ $K.$ ( alți loci ):

f(S_{i})=f(S_{i},S_{1}^{i},\dots ,S_{K}^{i}),\,

{\ displaystyle f (S_ {i}) = f (S_ {i}, S_ {1} ^ {i}, \ dots, S_ {K} ^ {i}), \,}

{\ displaystyle f (S_ {i}) = f (S_ {i}, S_ {1} ^ {i}, \ dots, S_ {K} ^ {i}), \,}

unde este $S_{j}^{i}$ ${\ displaystyle S_ {j} ^ {i}}$ ${\ displaystyle S_ {j} ^ {i}}$ sunt celelalte locuri din care fitness $S_{i}$ ${\ displaystyle S_ {i}}$ $Da}$ depinde.

Prin urmare, funcția de fitness

$f(S_{i},S_{1}^{i},\dots ,S_{K}^{i})$ ${\ displaystyle f (S_ {i}, S_ {1} ^ {i}, \ dots, S_ {K} ^ {i})}$ ${\ displaystyle f (S_ {i}, S_ {1} ^ {i}, \ dots, S_ {K} ^ {i})}$

este o mapare între șirurile de lungime K + 1 și scalare, pe care lucrarea ulterioară a lui Weinberger o numește „contribuții la fitness”. Astfel de contribuții de eligibilitate sunt deseori alese la întâmplare dintr-o anumită distribuție de probabilitate.

În 1991, Weinberger a publicat o analiză detaliată ^[10] a cazului în care $1<<k\leq N$ ${\ displaystyle 1 << k \ leq N}$ ${\ displaystyle 1 << k \ leq N}$ iar contribuțiile la fitness sunt alese la întâmplare. Estimarea sa analitică a numărului de optimi locale s-a dovedit ulterior defectuoasă. Cu toate acestea, experimentele numerice incluse în analiza lui Weinberger susțin rezultatul său analitic conform căruia adecvarea așteptată a unui șir este distribuită în mod normal cu o medie de aproximativ $\mu +\sigma {\sqrt {{2\ln(k+1)} \over {k+1}}}$ ${\ displaystyle \ mu + \ sigma {\ sqrt {{2 \ ln (k + 1)} \ over {k + 1}}}}$ ${\ displaystyle \ mu + \ sigma {\ sqrt {{2 \ ln (k + 1)} \ over {k + 1}}}}$ cu o varianță de aproximare de ${{(k+1)\sigma ^{2}} \over {N[k+1+2(k+2)\ln(k+1)]}}$ ${\ displaystyle {{(k + 1) \ sigma ^ {2}} \ over {N [k + 1 + 2 (k + 2) \ ln (k + 1)]}}}$ ${\ displaystyle {{(k + 1) \ sigma ^ {2}} \ over {N [k + 1 + 2 (k + 2) \ ln (k + 1)]}}}$ .

Notă

^ Acasă iCORE
^ Antet ( PDF ), la nutechsolutions.com . Adus la 13 august 2008 (depus de „url original 27 iunie 2008).
^ "Stuart Kauffman, pionier al sistemelor complexe, să se alăture facultății UVM". Vermontbiz.com . Revista de afaceri din Vermont. 30 septembrie 2009. Adus la 28 aprilie 2015.
^ "Stuart Kauffman". NPR.org . Adus la 28 aprilie 2015.
^ "Stuart A. Kauffman". Edge.org . Fundația Edge. Adus la 28 aprilie 2015.
^ http://academicimpact.un.org/content/rethinking-economic-growth/
^ Felin, Teppo; Kauffman, Stuart; Koppl, Roger; Longo, Giuseppe (2014). „Oportunitate economică și evoluție: dincolo de peisaje și raționalitate mărginită”. Jurnalul de antreprenoriat strategic . 8 (4): 269-282. doi: 10.1002 / sej.1184.
^ The Mathematics of Innovation - Wired , in Wired , 17 ianuarie 2017. Adus pe 9 iulie 2017 .
^ Stuart Kauffman, Answering Descartes: Beyond Turing , în MitPress, Mit Edu . accesso necesită url ( ajutor )
^ Weinberger, Edward (15 noiembrie 1991). „Proprietățile locale ale modelului Nk al lui Kauffman: un peisaj energetic robust și durabil”. Revizuirea fizică A. 10. 44 (10): 6399-6413. Cod Bib: 1991PhRvA..44.6399W. doi: 10.1103 / physreva.44.6399.

Bibliografie

Stuart Kauffman, Acasă în univers , Editori Riuniti, Roma, 2001. ISBN 9788835948971
Stuart Kauffman, Explorări evolutive , Biblioteca Einaudi, Torino, 2005. ISBN 9788806163211

Texte despre Kauffman

Di Bernardo, M., Căile evolutive ale complexității biologice în opera SA Kauffman , Mimesis, Milano 2011

Teza despre Kauffman

Rizzo Francesco , cititorul lui Kauffman al Wittgenstein , Unipa, Palermo 2017. [1]

Publicații

Kauffman, SA; McCulloch, WS (1967). "Rețele aleatorii de gene formale. Raport trimestrial de progres 34". Laboratorul de cercetare electronică, Institutul de Tehnologie din Massachusetts.
Kauffman, Stuart (1969). "Stabilitate metabolică și epigeneză în plasele genetice construite aleatoriu". Journal of Theoretical Biology. 22 (3): 437-467. PMID 5803332 . doi: 10.1016 / 0022-5193 (69) 90015-0.
Kauffman, SA (1971a). "Homeostazie celulară, epigeneză și replicare în sisteme macromoleculare agregate aleatoriu". Jurnal de cibernetică. 1: 71–96. doi: 10.1080 / 01969727108545830.
Kauffman, SA (1971b). „Diferențierea celulelor maligne de celulele benigne”. Journal of Theoretical Biology. 31 (3): 429-451. PMID 5556142 . doi: 10.1016 / 0022-5193 (71) 90020-8.
Kauffman, Stuart (august 1991). „Antichaos și adaptare” (PDF). American științific. 265 (2): 78-84. doi: 10.1038 / scientificamerican0891-78. Adus 28-04-2015.
Kauffman, SA; Johnsen, S (1991). „Co-Evoluția până la marginea haosului: peisaje de fitness cuplate, state aflate în pericol și avalanșe co-evolutive”. Journal of Theoretical Biology. 149 (4): 467-505. doi: 10.1016 / s0022-5193 (05) 80094-3.
Kauffman, Stuart (2004). „Agenți autonomi”. În Barrow, John D.; Davies, Paul CW; Harper, Charles L. Jr. Știință și realitate finală: teorie cuantică, cosmologie și complexitate. Cambridge University Press. ISBN 978-0521831130 .
Kauffman, Stuart (2004). „Prolegomenon la o biologie generală”. În Dembski, William A.; Ruse, Michael. Dezbaterea proiectării: de la Darwin la ADN. Cambridge University Press. ISBN 978-1139459617 .
Kauffman, Stuart A. (12 noiembrie 2006). „Dincolo de reducționism: reinventarea sacrului”. Edge.com. Fundația Edge. Adus 28-04-2015.
Hanel, R.; Kauffman, SA; Thurner, S. (2007). „Către o fizică a evoluției: dinamica critică a diversității la marginile colapsului și explozii de diversificare”. Physical Review E. 76 (3): 036110. Bibcode: 2007PhRvE..76c6110H. doi: 10.1103 / physreve.76.036110.
Kauffman, Stuart (7 mai 2008). „De ce umanitatea are nevoie de un Dumnezeu al creativității”. Noul om de știință. 198 (2655): 52-53. doi: 10.1016 / s0262-4079 (08) 61171-9. Adus 28-04-2015.
Nykter, M.; Preț, ND; Aldana, M.; Ramsey, SA; Kauffman ,, SA; Hood, L.; Yli-Harja, O; Shmulevich, I. (2008). „Dinamica expresiei genelor în macrofagele sunt critice”. Proc Natl Acad Sci SUA. 105 (6): 1897–1900. Cod Bib: 2008PNAS..105.1897N. PMC 2538855 Acces gratuit. PMID 18250330 . doi: 10.1073 / pnas.0711525105.
Huang, S.; Hu, L; Kauffman, S.; Zhang, W.; Shmulevich, I. (2009). „Folosirea atrăgătorilor destinului celular pentru a descoperi reglarea transcripțională a diferențierii neutrofilelor HL60”. Biologia sistemelor BMC. 3: 20. doi: 10.1186 / 1752-0509-3-20.
Huang, S.; Kauffman, SA (2009). „Rețele complexe de reglementare a genelor - de la structură la observabile biologice: determinarea destinului celular”. În Meyers, Enciclopedia RA a complexității și a științei sistemelor. Springer. ISBN 978-0-387-75888-6 .
Kauffman, SA (2011). „Abordări la originea vieții pe Pământ”. Viaţă. 1 (1): 34-48. doi: 10.3390 / life1010034.
Longo, G.; Montévil, M.; Kauffman, S. (ianuarie 2012). „Nu există legi care să implice, dar să permită evoluția biosferei”. arXiv: 1201.2069 Acces gratuit [q-bio.OT].
Kauffman, Stuart; Hill, Colin; Hood, Leroy; Huang, Sui (2014b). „Transformarea medicinii: un manifest”. Scientific American Worldview. Adus 28-04-2015.
Kauffman, Stuart (octombrie 2014). „Dincolo de impas: Mintea-Corpul conștient - Mecanica cuantică - Liberul arbitru - Posibila panpsihism - Interpretarea posibilă a enigmei cuantice”. arXiv: 1410.2127 Acces gratuit [physics.hist-ph].
Felin, T.; Kauffman, S.; Koppl, R.; Longo, G. (decembrie 2014). „Oportunitate economică și evoluție: dincolo de peisaje și raționalitate limitată”. Jurnalul de antreprenoriat strategic. 8 (4): 269-282. SSRN 2197512 Acces gratuit. doi: 10.1002 / sej.1184.
Vattay, G.; Salahub, D.; Csaibai, I.; Nassmi, A.; Kauffman, S. (februarie 2015). „Criticitatea cuantică la originea vieții”. arXiv: 1502.06880 Acces gratuit.
Kauffman, S. (2016). „Răspunsul la Descartes: Dincolo de Turing”. În Cooper, S. Barry; Hodges, Andrew. O dată și viitorul Turing. Cambridge University Press.

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Stuart Kauffman

linkuri externe

Site-ul oficial , la stuartkauffman.com .

Controlul autorității	VIAF (EN) 76.405.368 · ISNI (EN) 0000 0001 1675 2336 · LCCN (EN) n90673388 · GND (DE) 172 598 966 · BNF (FR) cb12416881t (dată) · BNE (ES) XX1625770 (dată) · NDL (EN) , JA ) 00757772 · WorldCat Identities (EN) lccn-n90673388

Portal Biografii

Portalul de biologie

[1] Acasă iCORE

[2] Antet ( PDF ), la nutechsolutions.com . Adus la 13 august 2008 (depus de „url original 27 iunie 2008).

[3] "Stuart Kauffman, pionier al sistemelor complexe, să se alăture facultății UVM". Vermontbiz.com . Revista de afaceri din Vermont. 30 septembrie 2009. Adus la 28 aprilie 2015.

[4] "Stuart Kauffman". NPR.org . Adus la 28 aprilie 2015.

[5] "Stuart A. Kauffman". Edge.org . Fundația Edge. Adus la 28 aprilie 2015.

[6] ttp://academicimpact.un.org/content/rethinking-economic-growth/

[7] Felin, Teppo; Kauffman, Stuart; Koppl, Roger; Longo, Giuseppe (2014). „Oportunitate economică și evoluție: dincolo de peisaje și raționalitate mărginită”. Jurnalul de antreprenoriat strategic . 8 (4): 269-282. doi: 10.1002 / sej.1184.

[8] The Mathematics of Innovation - Wired , in Wired , 17 ianuarie 2017. Adus pe 9 iulie 2017 .

[9] Stuart Kauffman, Answering Descartes: Beyond Turing , în MitPress, Mit Edu . accesso necesită url ( ajutor )

[10] Weinberger, Edward (15 noiembrie 1991). „Proprietățile locale ale modelului Nk al lui Kauffman: un peisaj energetic robust și durabil”. Revizuirea fizică A. 10. 44 (10): 6399-6413. Cod Bib: 1991PhRvA..44.6399W. doi: 10.1103 / physreva.44.6399.

(

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]