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《失控》笔记 第 17 章 开放的宇宙(AN OPEN UNIVERSE)

2011-08-29 21:26阅读:
17.1 – 拓展生存的空间(To enlarge the space of being
17.2 – 生成图像的基元组(Primitives of visual possibilities
17.3 – 无心插柳柳成荫(How to program happy accidents
17.4 – 打破规则求生存(All survive by hacking the rules
17.5 – 掌握进化工具(The handy-dandy tool of evolution
17.6 – 从滑翔意外到生命游戏(Hang-gliding into the game of life

17.7 – 生命的动词(Life verbs
17.8 – 在超生命的国度中安家落户(Homesteading hyperlife territory

这是十分精彩的一章,因为深入探讨了“生命”的定义,以及人工生命(AL:Artificial life)这一目前我理解最跨学科的领域。这一章里,KK重点描述的两位人物:约翰.霍兰朗顿,也是《复杂》一书里的主角。可见这一章与复杂性科学(Complexity)的深厚关系!
看完第六节,我才知道,KK竟然是1987年,由朗顿召集的第一届国际人工生命会议“活系统合成与模拟跨学科研讨会”(Interdisciplinary Workshop on the Synthesis and Simulation of Living Systems)里,为数不多的记者之一!看看这次会议来了哪些人:化学家、生物学家、计算机科学家、数学家、材料学家、哲学家、机器人专家和电脑动画师!你就能明白它的跨学科性!在《复杂》一书里,还描述了这次会议精彩的论文集!真的想和 KK 握个手,我们都是同道中人。
开篇,KK从蜜蜂的蜂群行为,引入对生命之“开放性”的思考。
“大自然之所以能产生令人震惊的多样性,是因为它在本质上是开放的。”
“生命的特征之一是它会不断拓展自身的生存空间。”
“开放的基因组带来开放的进化。”17.1-P491(The consequence of an open genome is open evolution.)
慢慢开始,科学家们希望通过计算机来模拟生命!第3节开篇,KK介绍了一个重要人物 – 约翰.科扎(John Koza),他是约翰.霍兰德的学生,也是将霍兰德的遗传算法发扬光大的重要人物。1990、1994、1998年,他分别写了重要著作 - 《遗传编程》I,II,III三册Genetic Programming
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科扎在《遗传编程》中写道:“问题的求解过程可以重新表述为在可能存在的计算机程序中搜索最适合的单个计算机程序。”人工生命的研究成果表明,逻辑程序是可以通过渐进式改良进化的。“这就是软件编程的未来!定义一个问题,机器就能在程序员打高尔夫球的时候找到解决方案。”科扎的程序世界通过进化得到的代码,复杂得似乎只有外星人才能看懂,但效率确实高!人类审美里的“简约“去了哪里?科扎认为:“大自然并不会只为了优雅而简化。”17.3-P500(Nature does not simplify simply to be elegant.)
的确,人类追求类似牛顿 F=ma 那样简单的公式,但在一定范畴内,无论是大自然还是并行计算机,都不会为繁复的逻辑发愁。那些我们觉得既难看又让人头晕的的额外步骤,它们能以令人乏味的精确度运行无误。
如何才能让计算机自行完成任务,而不必一步步告诉它该做什么和怎么做?科扎的答案就是:进化。
“进化可不管有没有意义;它只关心管不管用。”(Evolution doesn't care about what makes sense; it cares about what works)
“适应是对自身结构的扭曲,以使之能够钻过一个新漏洞。而进化是更深层次的改变,它改变的是构建结构本身的架构。”17.4-P503(Adaptation is the act of bending a structure to fit a new hole. Evolution, on the other hand, is a deeper change that reshapes the architecture of the structure itself)。
“进化不仅是优化。我们知道进化能超越优化并创造新事物来加以优化。”17.4-P504(Evolution is not just about optimization. We know that evolution can go beyond optimization and create new things to optimize.)
目前我们所知唯一一台可以不断自我更新的机器,就是我们大脑的灰质
第5节,KK讲到,进化作为一种工具,特别适用于以下三件事:
- 如何到达你想去而又找不到路的领域
- 如何到达你无法想象的领域
- 如何开辟全新的领域
而生物的进化,正是一种这样开放的进化!很多生物学家的目标,就是能启动一个进化系统,让分子自己学会如何复制自身。之后,自发进化就将取代定向进化。
第6小节里,终于看到了我久违的偶像:克里斯.朗顿(Chris Langton)
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他是人工生命之父,是一个充满神奇经历的人。年轻时的他,酷爱滑翔机,有一次受到狂风袭击,从空中坠落,折断了三十五根骨头。后来半年里,他都处于半昏迷状态。在严重脑震荡恢复过程中,朗顿感觉到他正看着自己的大脑在“重启”!记得他大脑深层的功能一个接一个的重现。他为一种“强烈的发自内心深处的直觉”所震撼。他会告诉你,关于心智形成是什么感觉。
朗顿大四的毕业论文写的是《文化的进化》(The Evolution of Culture)。对他触动非常大地是冯.诺依曼的元胞自动机(cellular automata),这也正是集智俱乐部前阵子读书会的重要内容!朗顿组织的1987年第一届世界人工生命大会是有里程碑式意义的!在这次专题讨论会上,朗顿开始探求生命的定义!其中,有位物理学家,多恩.法默(Doyne Farmer)提了一个界定生命的特征列表,很有意思:
- 时间和空间上的能力 Patterns in space and time
- 自我复制的能力 Self-reproduction
- 自我表征(基因)的信息库 Information storage of its self-representation (genes)
- 使特征持久的新陈代谢功能 Metabolism, to keep the pattern persisting
- 功能交互—它并非无所事事 Functional interactions -- it does stuff
- 彼此互相依赖,或能够死亡 Interdependence of parts, or the ability to die
- 在扰动中保持稳定的能力 Stability under perturbations
- 进化的能力 Ability to evolve.
某种程度上,计算机病毒是首例涌现出来的人工生命。
而朗顿对人工生命的定义是:
“从不同的材料形式中提取生命逻辑的尝试。”('the attempt to abstract the logic of life in different material forms.')
生命是一个过程 – 是不受特殊材料表现形式限制的行为。”(life is a process -- a behavior that is not bound to a specific material manifestation.)
生命是一个动词,不是名词。”(Life is a verb not a noun)
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大会期间时的朗顿
朗顿给自己的使命,就是制造出另一种甚至是几种不同形式的生命,以此作为真正的生物学的依据,推导出生命本原的可靠逻辑。
“人工生命相当于是合成生物学的实践。”(Artificial life amounts to the practice of synthetic biology.)
激励朗顿进行探索的,是描绘出所有可能存在的生命空间的渴望,是把我们带入非常非常广阔的“如其可能存在的生命”领域的使命,发现所有抵制热力学第二定律的东西、过去和未来中能够无限进化的种种物质组合!
此次人工生命大会上,奇人无数,那天午夜演讲后,其中的一些人来到沙漠,眺望夜空,其中的一位数学家鲁迪.鲁克(Rudy Rucker)讲了他的研究人工生命的动机,被KK认为是他听到过的最高远的动机:
目前,普通的计算机程序可能有一千行长,能运行几分钟。而制造人工生命的目的是要找到一种计算机代码,它只有几行长,却能运行一千年。”(Right now an ordinary computer program may be a thousand lines and take a few minutes to run. Artificial life is about finding a computer code that is only a few lines long and that takes a thousand years to run.)如此星空下,如此远大的梦想,着实令人钦佩!我不由想起了穿越戈壁时,仰望星空的神秘!
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朗顿在著名的《人工生命:即将到来的进化》(Artificial Life: The Coming Evolution)中写道:“其他形式的生命—人造生命—正试图来到这个世界。它们在利用我来繁衍和实现它们。”
本世纪中期,人类已经获得了毁灭生命的力量,而到本世纪末期,人类将能够拥有创造生命的力量。压在我们肩头的这两副重担中,很难说哪一副更沉重。”(By the middle of this century, mankind had acquired the power to extinguish life, by the end of the century, he will be able to create it. Of the two, it is hard to say which places the larger burden of responsibilities on our shoulders.')
KK写《失控》的时间是在上世纪90年代初,现在已经过21世纪的头十年,也许人工生命领域的进展并未像朗顿预期的那样,但发展趋势我是认同的。就像今年世界上的一个重大事件,就是首个人工生命结构的诞生!美国基因组研究先锋克莱格·文特和他的研究团队今年制造出了一个细菌的基因组,并将其植入一个细胞内,他们创造了世界上首个人工合成的生命结构。
这个世界,当一个智慧能清醒的了解自己,并超越自己的时候,那就是真正从无中生有,进入了生生不息的阶段了!

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