Kunstig kemi

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 30. juni 2018; checks kræver 2 redigeringer .

Kunstig kemi er en computermodel til simulering af forskellige typer systemer . Kunstig kemi er lidt ligesom en kemisk reaktion, hvilket forklarer dens navn. Kunstig kemi hovedanvendelsesområde er kunstigt liv , men metoden kan ses som universel med anvendelser inden for mange områder såsom kemi , økonomi , sociologi og lingvistik .

Formel definition

Kunstig kemi bestemmes af tripletten (S,R,A). I nogle tilfælde er det tilstrækkeligt at definere det ved parret (S,I).

S er mængden af mulige molekyler S={s 1 …,s n }, hvor n er antallet af grundstoffer i mængden, muligvis uendelig.
R er mængden af n-ære operationer på molekyler i S, dvs. reaktionsreglerne R={r 1 …,r n }. Hver regel r i skrives som en kemisk reaktion a+b+c->a*+b*+c*. Bemærk, at r i er operatorer, i modsætning til +.
A er en algoritme , der beskriver anvendelsen af regler fra R til en delmængde P S. $\undersæt$
I er reglerne for interaktionen mellem molekyler i S.

Typer af kunstig kemi

afhængig af rummet af mulige molekyler
- ultimative
- endeløs
afhængig af typen af reaktioner
- katalytiske systemer
- jetsystemer
afhængig af rummets topologi
- godt omrørt reaktor
- topologisk ordnet (1,2,3-dimensional)

Vigtige begreber

Organisationer: En organisation er en samling af molekyler, lukkede og uafhængige. I sig selv er det et sæt, der ikke skaber noget uden for sig selv, og sådan at ethvert molekyle i sættet kan genereres i sættet.
Lukkede sæt
Selvsæt
Diagram over Hasse Organisationer

Historien om kunstig kemi

Kunstig kemi opstod som et underfelt af kunstigt liv , specifikt fra stærkt kunstigt liv. Ideen med dette felt er, at for at bygge noget levende, har du brug for en kombination af ikke-levende stoffer. For eksempel er selve cellen levende, og alligevel er den en kombination af ikke-levende molekyler. Kunstig kemi er særligt attraktiv for forskere, der tror på en meget bottom-up tilgang til kunstigt liv.

Vigtige forskere

Den første reference til kunstig kemi kom fra en teknisk artikel skrevet af John McCaskill . Walter Fontana , der arbejdede med Leo Buss , fortsatte arbejdet ved at udvikle AlChemy-modellen . Denne model blev præsenteret på den anden internationale konference om kunstigt liv. I sin første artikel præsenterede han begrebet organisation i form af et sæt molekyler, algebraisk relaterede og uafhængige.

To hovedskoler for kunstig kemi findes i Japan og Tyskland. I Japan er de vigtigste opdagelsesrejsende Takashi Ikegami , Hideaki Suzuki og Yasuhiro Suzuki . I Tyskland er det Wolfgang Banzhaf , der sammen med sine elever Peter Dittrich og Jens Ziegler udviklede forskellige modeller for kunstig kemi. Deres artikel fra 2001 'Artificial Chemistries - A Review' er industristandarden. Jens Ziegler , som en del af sin ph.d.-afhandling, beviste, at kunstig kemi kan bruges til at styre den lille Khepera-robot. Peter Dittrich udviklede blandt andre modeller Seceder-modellen , som er i stand til at forklare dannelsen af grupper i samfundet efter nogle simple regler. Derefter blev han professor ved Jena , hvor han fortsatte sin forskning i kunstig kemi som en måde at definere en generel teori om konstruktive dynamiske systemer.

Anvendelser af kunstig kemi

Kunstig kemi bruges ofte i studiet af protobiologi til at skabe forbindelser mellem kemi og biologi . Interessen for kunstig kemi er også forårsaget af teorien om konstruktive dynamiske systemer. Yasuhiro Suzuki har modelleret forskellige systemer såsom membransystemer, signalveje (P53), økosystemer og enzymsystemer ved hjælp af sin egen metode, Abstract Rewriting Systems on Multisets (ARMS).

Se også

Cellulær automat
Computational Chemistry - Brug af forenklede modeller til at simulere kemiske interaktioner