論文の概要: The Origin and Evolution of Information Handling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.04374v5
• Date: Fri, 07 Feb 2025 16:54:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-10 18:29:32.666995
• Title: The Origin and Evolution of Information Handling
• Title（参考訳）: 情報処理の起源と進化
• Authors: Amahury Jafet López-Díaz, Hiroki Sayama, Carlos Gershenson,
• Abstract要約: 情報ファーストアプローチは、ホフメイユの(F, A)-システムと時間的パラメトリゼーションとマルチスケール因果関係を統合する。 我々のモデルは、正規言語を認識する単純な反応ネットワークから、記憶と予測能力を備えた自己複製化学システムまで、情報処理の進化を辿る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6963971634605796
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Understanding the emergence and evolution of information handling is essential for unraveling the origins of life. Traditional genetic-first and metabolism-first models fall short in explaining how instructional information control systems naturally arise from molecular dynamics. To address this gap, we adopt an information-first approach, integrating Hofmeyr's (F, A)-systems -- an extension of Rosen's (M, R)-systems -- with temporal parametrization and multiscale causality. These models, which embody closure to efficient causation while remaining open to formal causation, provide a robust framework for primitive autopoiesis, anticipation, and adaptation. We establish a formal equivalence between extended (F, A)-systems and communicating X-machines, resolving self-referential challenges and demonstrating the hypercomputational nature of life processes. Our stepwise model traces the evolution of information handling from simple reaction networks that recognize regular languages to self-replicating chemical systems with memory and anticipatory capabilities. This transition from analog to digital architectures enhances evolutionary robustness and aligns with experimental evidence suggesting that chemical computation does not require life-specific chemistry. Furthermore, we incorporate open-ended evolutionary dynamics driven by computational undecidability and irreducibility, reinforcing the necessity of unconventional computing frameworks. This computational enactivist perspective provides a cohesive theoretical basis for a recently proposed trialectic between autopoiesis, anticipation and adaptation in order to solve the problem of relevance. By highlighting the critical role of hypercomputational processes in life's emergence and evolution, our framework offers new insights into the fundamental principles underlying biological information processing.
• Abstract（参考訳）: 生命の起源を明らかにするためには、情報処理の出現と進化を理解することが不可欠である。 従来の遺伝第一モデルと代謝第一モデルでは、インストラクショナル情報制御システムが分子動力学から自然に生じる方法を説明できない。 このギャップに対処するため、Hofmeyrの(F, A)-systems -- Rosenの(M, R)-systemsの拡張 -- を時間的パラメトリゼーションとマルチスケール因果関係に組み込む、情報優先のアプローチを採用する。 これらのモデルは、正式な因果関係を保ちながら効率的な因果関係への閉包を具現化したものであり、原始的自己ポエシス、予測、適応のための堅牢な枠組みを提供する。 我々は、拡張(F, A)-システムとX-マシン間の形式的等価性を確立し、自己参照的課題を解決し、生命プロセスの超計算的性質を実証する。 我々のステップワイドモデルは、通常の言語を認識する単純な反応ネットワークから、記憶と予測能力を備えた自己複製化学システムまで、情報処理の進化を辿る。 このアナログからデジタルアーキテクチャへの遷移は、進化的堅牢性を高め、化学計算が生命固有の化学を必要としないことを示す実験的証拠と一致している。 さらに、計算的不決定性と既約性によって駆動されるオープンな進化力学を取り入れ、非伝統的な計算フレームワークの必要性を補強する。 この計算実践主義的観点は、関連性の問題を解決するために、最近提案されたオートポエシス、予測、適応の間の試行錯誤の結束的な理論的基礎を提供する。 生命の出現と進化における超コンピュータプロセスの重要な役割を強調することで、我々のフレームワークは生物学的情報処理の基礎となる基本原理に関する新たな洞察を提供する。

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