Daisyworld, eine Computersimulation, ist eine hypothetische Welt, die einen Stern umkreist, dessen Strahlungsenergie langsam zunimmt. Es wird gemeint, um wichtige Elemente des Erdsonne-Systems nachzuahmen, und wurde von James Lovelock und Andrew Watson in einer 1983 veröffentlichten Zeitung eingeführt, um die Glaubhaftigkeit der Hypothese von Gaia zu illustrieren. In der ursprünglichen 1983-Version wird Daisyworld mit zwei Varianten des Gänseblümchens entsamt, weil sich sein einziges Leben formt: schwarze Gänseblümchen und Margariten. Weiße petaled Gänseblümchen widerspiegeln, dass Licht, während schwarz, petaled Gänseblümchen Licht absorbieren. Die Simulation verfolgt die zwei erstklassigen Bevölkerungen und die Oberflächentemperatur von Daisyworld, weil die Strahlen der Sonne stärker wachsen. Die Oberflächentemperatur von Daisyworld bleibt fast unveränderlich über eine breite Reihe der Sonnenproduktion.

Ein mathematisches Modell, um die Hypothese von Gaia zu stützen

Der Zweck des Modells ist zu demonstrieren, dass sich Feed-Back-Mechanismen von den Handlungen oder Tätigkeiten von selbstsüchtigen Organismen, aber nicht durch klassische Gruppenauswahl-Mechanismen entwickeln können. Daisyworld untersucht das Energiebudget eines Planeten, der durch zwei verschiedene Typen von Werken, schwarzen Gänseblümchen und Margariten bevölkert ist. Die Farbe der Gänseblümchen beeinflusst den Rückstrahlvermögen des solchen Planeten, dass schwarze Gänseblümchen leicht absorbieren und den Planeten wärmen, während Margariten Licht widerspiegeln und den Planeten abkühlen. Die Konkurrenz zwischen den Gänseblümchen (gestützt auf Temperatureffekten auf Wachstumsraten) führt zu einem Gleichgewicht von Bevölkerungen, das dazu neigt, eine planetarische Temperatur in der Nähe vom Optimum für das erstklassige Wachstum zu bevorzugen. Lovelock und Watson haben die Stabilität von Daisyworld demonstriert, indem sie die Sonne gezwungen haben, die es umkreist, um sich entlang der Hauptfolge zu entwickeln, es von niedrig bis hohe Sonnenkonstante nehmend. Diese Unruhe der Einnahme von Daisyworld der Sonnenstrahlung hat das Gleichgewicht von Gänseblümchen veranlasst, sich von schwarz bis weiß allmählich zu bewegen, aber die planetarische Temperatur wurde immer zurück zu diesem Optimum (außer an den äußersten Enden der Sonnenevolution) geregelt. Diese Situation ist von der entsprechenden abiotischen Welt sehr verschieden, wo Temperatur ungeregelt wird und sich geradlinig mit der Sonnenproduktion erhebt. Spätere Versionen von Daisyworld haben eine Reihe von grauen Gänseblümchen und Bevölkerungen von grazers und Raubfischen eingeführt und haben gefunden, dass diese weiter die Stabilität des homeostasis vergrößert haben. Wie man auch gezeigt hat, hat mehr kürzlich andere Forschung, die echten biochemischen Zyklen der Erde, und mit verschiedenen "Gilden" des Lebens (z.B Phototongeneratoren, Zersetzer, Pflanzenfresser und primäre und sekundäre Fleischfresser) modellierend, Daisyworld ähnliche Regulierung und Stabilität erzeugt, die hilft, planetarische biologische Ungleichheit zu erklären.

Das ermöglicht Nährwiederverwertung innerhalb eines Durchführungsfachwerks, das durch die Zuchtwahl unter Arten abgeleitet ist, wo die schädliche Verschwendung eines seienden niedriges Energieessen für Mitglieder einer anderen Gilde wird. Diese Forschung über das Verhältnis von Redfield des Stickstoffs zu Phosphor zeigt, dass lokale Biotic-Prozesse globale Systeme regeln können (See Keith Downing & Peter Zvirinsky, Die Vorgetäuschte Evolution von Biochemischen Gilden: Das Versöhnen Gaia Theorie mit der Zuchtwahl).

Ursprüngliche 1983-Simulierungssynopse

Am Anfang der Simulation sind die Strahlen der Sonne schwach, und Daisyworld ist zu kalt, um jedes Leben zu unterstützen. Seine Oberfläche ist unfruchtbar, und grau. Als die Lichtstärke der Strahl-Zunahmen der Sonne wird die Germination von schwarzen Gänseblümchen möglich. Weil schwarze Gänseblümchen mehr von der Strahlungsenergie der Sonne absorbieren, sind sie im Stande, ihre individuellen Temperaturen zu gesunden Niveaus auf der noch kühlen Oberfläche von Daisyworld zu vergrößern. Infolgedessen gedeihen sie, und die Bevölkerung wächst bald groß genug, um die durchschnittliche Oberflächentemperatur von Daisyworld zu vergrößern.

Da die Oberfläche anheizt, wird es bewohnbarer für Margariten, deren konkurrierende Bevölkerung wächst, um mit der schwarzen erstklassigen Bevölkerung zu konkurrieren. Da die zwei Bevölkerungen Gleichgewicht erreichen, so auch tut die Oberflächentemperatur von Daisyworld, der sich auf einem für beide Bevölkerungen am bequemsten Wert niederlässt.

In dieser ersten Phase der Simulation sehen wir, dass schwarze Gänseblümchen Daisyworld gewärmt haben, so dass es über eine breitere Reihe der Sonnenlichtstärke bewohnbar ist, als auf einem unfruchtbaren, grauen Planeten möglich gewesen wäre. Dieses erlaubte Wachstum der Margarite-Bevölkerung und der zwei Bevölkerungen von Gänseblümchen arbeitet jetzt zusammen, um die Oberflächentemperatur zu regeln.

Die zweite Phase der Simulierungsdokumente, was als die Lichtstärke der Sonne geschieht, setzt fort, zuzunehmen, die Oberfläche von Daisyworld außer einer bequemen Reihe für die Gänseblümchen heizend. Diese Temperaturzunahme verursacht Margariten, die besser im Stande sind, kühl wegen ihres hohen Rückstrahlvermögens oder Fähigkeit zu bleiben, Sonnenlicht zu widerspiegeln, einen auswählenden Vorteil gegenüber den schwarzen Gänseblümchen zu gewinnen. Margariten beginnen, schwarze Gänseblümchen zu ersetzen, der eine kühl werdende Wirkung auf Daisyworld hat. Das Ergebnis besteht darin, dass die Oberflächentemperatur von Daisyworld bewohnbar - tatsächlich fast unveränderlich bleibt - gerade als die Lichtstärke der Sonne fortsetzt zuzunehmen.

In der dritten Phase der Simulation sind die Strahlen der Sonne so stark gewachsen, dass bald sogar die Margariten nicht mehr überleben können. An einer bestimmten Lichtstärke ihre Bevölkerungsunfälle und die unfruchtbare, graue Oberfläche von Daisyworld, nicht mehr fähig, die Strahlen der Sonne zu widerspiegeln, heizt schnell an.

An diesem Punkt in der Simulation wird Sonnenlichtstärke programmiert, um sich zu neigen, seinen ursprünglichen Weg zu seinem Anfangswert zurückgehend. Gerade als es sich zu Niveaus neigt, die vorher riesengroße Bevölkerungen von Gänseblümchen in der dritten Phase unterstützt haben, sind keine Gänseblümchen im Stande zu wachsen, weil die Oberfläche von unfruchtbarem, grauem Daisyworld noch zu heiß ist. Schließlich nehmen die Strahlen der Sonne in der Macht zu einem bequemeren Niveau ab, das Margariten erlaubt zu wachsen, die beginnen, den Planeten abzukühlen.

Relevanz zur Erde

Weil Daisyworld so vereinfacht ist, zum Beispiel, keine Atmosphäre, keine Tiere, nur eine Arten des Pflanzenlebens, und nur das grundlegendste Bevölkerungswachstum und die Todesmodelle habend, sollte es nicht direkt im Vergleich zur Erde sein. Das wurde sehr klar von den ursprünglichen Autoren festgesetzt. Trotzdem hat es mehrere nützliche Vorhersagen dessen zur Verfügung gestellt, wie die Biosphäre der Erde auf, zum Beispiel, menschliche Einmischung antworten kann. Spätere Anpassungen von Daisyworld (besprochen unten), der viele Schichten der Kompliziertheit hinzugefügt hat, haben noch dieselben grundlegenden Tendenzen des ursprünglichen Modells gezeigt.

Eine Vorhersage der Simulation ist, dass die Biosphäre arbeitet, um das Klima zu regeln, sie bewohnbar über eine breite Reihe der Sonnenlichtstärke machend. Viele Beispiele dieser Durchführungssysteme sind auf der Erde gefunden worden.

Modifizierungen zur ursprünglichen Simulation

Spätere Erweiterungen der Simulation von Daisyworld, die Kaninchen, Füchse und andere Arten eingeschlossen hat, haben zu einem Überraschen geführt, das das findet, je größer die Zahl der Arten, desto größer die sich verbessernden Effekten auf den kompletten Planeten (d. h. wurde die Temperaturregulierung verbessert). Es hat auch gezeigt, dass das System robust und selbst wenn gestört stabil war. Simulationen von Daisyworld, wo Umweltänderungen allmählich stabil waren, sind weniger verschieden mit der Zeit geworden; in sanften Kontrastunruhen hat zu Ausbrüchen von Art-Reichtum geführt. Diese Ergebnisse haben Unterstützung zur Idee geliehen, dass Artenvielfalt wertvoll ist.

Daisyworld wurde entworfen, um die Idee zu widerlegen, dass es irgendetwas von Natur aus Mystisches über die Hypothese von Gaia gab, dass die Oberfläche der Erde homeostatic und homeorhetic denjenigen eines lebenden Organismus ähnliche Eigenschaften zeigt. Spezifisch wurde thermoregulation gerichtet. Die Gaia Hypothese hatte einen wesentlichen Betrag der Kritik von Wissenschaftlern wie Richard Dawkins angezogen, der behauptet hat, dass Planet-Niveau thermoregulation ohne planetarische Zuchtwahl unmöglich war, die mit Beweisen von toten Planeten verbunden sein könnte, die nicht thermoregulate getan haben. Dr W. Ford Doolittle hat den Begriff der planetarischen Regulierung zurückgewiesen, weil es geschienen ist, eine "heimliche Einigkeit" unter Organismen, so eine Art unerklärlicher Zweck auf einer planetarischen Skala zu verlangen. Beide neoDarwinians haben den großen Körper von Beweisen für die planetarische auf der Abwesenheit eines Mechanismus gestützte Regulierung verworfen, dafür verantwortlich zu sein. Das Modell von Lovelock hat solche Kritik durch die Vertretung entgegnet, wie Regulierung natürlich aus der Annahme des Wachstums innerhalb einer Temperaturreihe entsteht. Weder bewusster Zweck noch Zuchtwahl sind erforderlich, für den thermoregulation von Daisyworld verantwortlich zu sein.

Die spätere Kritik von Daisyworld selbst steht um die Tatsache im Mittelpunkt, dass, obwohl es häufig als eine Analogie für die Erde verwendet wird, die ursprünglichen Simulationen viele wichtige Details des wahren Erdsystems auslassen. Zum Beispiel verlangt das System ad hoc Mortalität (γ), homeostasis zu stützen, und es zieht den Unterschied zwischen Phänomenen des Art-Niveaus und individuellen Niveau-Phänomenen nicht in Betracht. Kritiker der Simulation haben geglaubt, dass die Einschließung dieser Details sie veranlassen würde, nicht stabil, und deshalb, falsch zu werden. Viele dieser Probleme werden in einem neueren Vortrag von Timothy Lenton und James Lovelock 2001 gerichtet. In dieser Zeitung wird es gezeigt, dass die Einschließung dieser Faktoren wirklich die Fähigkeit von Daisyworld verbessert, sein Klima zu regeln.

Verweisungen und Durchführungen

Eine Version der Simulation von Daisyworld, mit mehreren Graustufe-Gänseblümchen, wurde ins Maximode-Videospiel SimEarth eingeschlossen. Neuartiger Xenocide von Orson Scott Card macht auch mehrere Verweisungen auf Daisyworld.

Daisyworld wird auch in der britischen Fernsehdrama-Reihe, dem Rand der Dunkelheit verwiesen

Siehe auch

• Theorie von Gaia (Wissenschaft)
• Philosophie von Gaia

Weiterführende Literatur

Links

• Online-Simulator von DaisyWorld, mit vielen Optionen (Blitz)
• Java Applet für daisyworld auf einem 2. Raum
• Daisyworld Raummodell Java Applet und Erklärung von Daisyworld mit der Evolution
• Eine Unix/X11 Simulation von Daisyworld.
• Daisyworld Blitz-Zeichentrickfilm-Student freundlicher Blitz-Zeichentrickfilm, der das Daisyworld Computermodell illustriert, das an ThinkQuest.org gefunden ist
• Das Modellieren der Gaia Hypothese: DaisyWorld Ein Test applet eines grundlegenden Modells von Daisyworld das Verwenden 2. Zellautomaten.
• Karte, O.S. Xenocide (Sciencefictionsroman, Fortsetzung zum Spiel von Ender und Sprecher für die Toten, den Felsturm, Aug 1991)