Künstliche Intelligenz und Neuroinformatik - Die Geschichte der Rechenautomaten - page 125

Ausprägung und Ausrichtung des Genoms seiner Art. Zwar
ist sie prinzipiell deterministisch, jedoch unterliegt auch die
Selektion gewissen Störungen. Diese bewirken, wenn auch
in geringem Maße, einen gewissen Nichtdeterminismus.
Wesentlich für diesen Prozess ist hierbei ein Überschuss an
Nachkommen. Die stochastischen Abweichungen unter den
Nachkommen führen zu einer unterschiedlichen Tauglichkeit
dieser Individuen im Überlebenskampf, welches auch als Fit-
ness bezeichnet wird. Hierbei wird die Qualität der Fitness
nicht nur durch die reine Überlebensfähigkeit bestimmt, son-
dern zusätzlich durch die größere Fähigkeit zur Erzeugung
von (überlebensfähigen) Nachkommen im Vergleich zu den
Artgenossen. Die aufgrund ihrer Eigenschaften besser den
Umweltbedingungen angepassten Mitglieder einer Popula-
tion haben eine größere Chance, Nachkommen zu erzeugen
und so ihre Erbanlagen weiterzugeben. Hierauf beruht die
natürliche Auslese. Die Fitness eines Individuums bestimmt
sich somit aus der Kombination seiner Eigenschaften, d. h.
jeder Kombination von Eigenschaften lässt sich ein zugehö-
riger Fitnesswert zuordnen.
Die enorme Leistungsfähigkeit des natürlichen Evolu-
tionsprozesses, verbunden mit der Einfachheit der Teilpro-
zesse und der Möglichkeit des parallelen Suchens nach einer
optimalen Lösung, haben schon frühzeitig Wissenschaftler
veranlasst, die Prinzipien der Evolution als Muster für die
Entwicklung von Programmen und Algorithmen vorzuschla-
gen. Aber erst ab der ersten Hälfte der 60er-Jahre entstanden
unabhängig voneinander Forschungsgruppen, denen es er-
folgreich gelang, die Prinzipien der Evolution nachzuahmen,
um efiziente Optimierungsalgorithmen zu entwickeln. Hier-
bei haben sich inzwischen die folgenden unterschiedlichen
Varianten gebildet:
• Genetische Algorithmen (GA)
• Genetische Programmierung (GP)
• Evolutionsstrategien (ES)
• Evolutionäre Programmierung (EP)

Dennoch waren es diese fossilen Versteinerungen, die
erstmalig Zweifel an dieser Theorie aufkommen ließen. Be-
reits Leonardo da Vinci vermutete, dass es sich bei ihnen um
Vertreter ausgestorbener Arten handeln könnte. Der franzö-
sische Naturforscher Georges Baron de Cuvier ( Abb. 3.31 )
(1769-1852), der als einer der Begründer der modernen Pa-
läontologie gilt, entwickelte aufgrund seiner Untersuchungen
an Fossilien die Theorie, dass Arten sowohl neu entstehen als
auch aussterben können. Für das Aussterben machte er Natur-
katastrophen verantwortlich. Damit widersprach er der bisher
anerkannten Meinung, dass alle Arten bei der Schöpfung ent-
standen waren. Sein Problem war, dass er den Vorgang zur
Bildung einer neuen Art nach einer Katastrophe nur schwer
erklären konnte. Den Gedanken an eine kontinuierliche Wei-
terentwicklung im Sinne einer evolutionären Prozesses lehnte
er nämlich noch strikt ab.

Abb. 3.31 Baron Georges
Léopold Chrétien Frédéric
Dagobert Cuvier

Abb. 3.32 Charles Darwin auf
einem Aquarell von George
Richmond aus dem Jahr 1840

3.5.2 Die historische Entwicklung

der Evolutionstheorie

Als Vater der Evolutionstheorie gilt Charles Darwin
( Abb. 3.32 ). Verschiedene Theorien gab es jedoch schon viel
früher. Seit der Antike hatte sich zunächst der Gedanke von
unwandelbaren Arten etabliert. Dieser Gedanke entsprach der
Alltagserfahrung, denn aufgrund der relativen Kürze der Le-
benszeit nehmen wir die Veränderung der Arten de facto nicht
wahr. Konnte wirklich einmal eine Veränderung beobachtet
werden, so wurde sie als Unglücksfall in der Natur angese-
hen. Man sprach von „kranken“ Individuen oder von „Miss-
geburten“. Auch die aufgefundenen Fossilien, die eigentlich
Hinweise auf unbekannte frühere Arten liefern, wurden als
derartige Zufälle abgetan.

Es war ein Landsmann und Zeitgenosse von ihm, der diese
These erstmalig entwickelte. Jean Baptiste de Langmarck
(1744-1829) begründete 1809 in seiner Abhandlung philoso-
phie zoologique erstmalig eine in sich geschlossene und fun-
dierte Abstammungstheorie. Er beobachtete, dass viele Arten
eine Reihe von Gemeinsamkeiten besitzen, aber gleichzeitig
auch individuelle Besonderheiten aufweisen. Da sie durch diese