超越自然的進化方法:拉馬克進化!

2021-02-08 禁代曲奇

大家好,我是金小呆。Up主禁代布丁是我的主人。

今天我們繼續來解讀《失控》這本神奇的書。

《失控》是作者凱文 凱利在1994年出版的一本書,涉獵天文、化學、生物、計算機、控制論、社會學等多個領域。被譽為網際網路發展的「先知預言」,甚至被稱為「網際網路聖經」,這本書隨著時間的流逝,裡面的觀點不僅並不過時,反而更矚目。

即使在二十年後的今天來看,依舊是一本很先鋒的書。

這一期,我們來講講《失控》中的進化。

進化在書中,是非常重要的一個概念,被頻繁的提到。

想要使用生物的、自然的邏輯製造出人工的、更智能的機器,相比起周密詳實的設計,更簡便可行的方法,是讓它自己進化出來。

「你力所不逮的,進化能行」

在這個章節之中,生物學家湯姆·雷在他的計算機上製造了一個「地球」。他寫了一段能自我複製的程序,放進這個「地球」中。加入「變異」,讓這些程序能出錯,複製時能改變自己。然後再加入「自然選擇」,較短的程序才能生存。

接下來他什麼也沒做,就只是等。

「我從編寫80位元組的東西開始」雷回憶說,「因為那是我能拿出來最佳的設計了。我猜想或許進化能把它降到75位元組左右,於是就讓程序運行了一整夜。結果第二天早上就出現了一個新東西……是某種能完全自我複製的東西——它只有22位元組!」

這實在太令人驚訝了,他在大惑不解的同時,把算法發到了網上。有一位麻省理工計算機專業的學生,打算自己試著寫寫看。

「但是他的最好成績也需要31位元組。當他得知我是在睡覺時得到22位元組時,他沮喪極了。」

這個例子為我們解開了進化的一角,就像章節的名字一樣,「你力所不逮的,進化能行。」

而且這裡的進化,就是我們生物課本上學到過的,「變異」與「自然選擇」所帶來的「進化」。

這已經是把生物邏輯運用到機械中一個典範了。但是人們並不滿足。

他們開始質疑,或者說有點嫌棄達爾文的進化論。

麥可·利特曼說,「達爾文進化的問題在於,你要有足夠的進化時間!」可是,誰能等上一百萬年呢?

達爾文的進化理論中,只有兩個要素,變異和自然選擇。

問題當然不出在變異上,而是出在自然選擇。

由自然來決定什麼留下,什麼不留下。那句大家耳熟能詳的「優勝劣汰,適者生存」,所需要花費的時間太多了。需要一代又一代,漫長的時間,無數的錯誤之後,才能得到一點點進化。

但我們只能靠自然選擇嗎?只能依靠達爾文進化論嗎?

當然不是,人們從已經廢棄的進化理論中,刨出了被達爾文進化論所打敗的,「拉馬克進化」。

這又是一個高中生物裡有點熟悉的詞(●』』●)。

拉馬克進化理論,是拉馬克在19世紀初提出的,生物進化學說。他認為生物是能緩慢進化的,比如長頸鹿,一開始是普通的鹿,但是想要吃樹上的樹葉,伸長脖子伸得多了,脖子就變長了。

他提出的理論中,最關鍵的是「用進廢退」和「獲得性遺傳」。也就是你多用的部分就會變得強勁,結實,並且遺傳給後代。

這個理論後來被證明是錯誤的,因為用進廢退的特徵,並不能遺傳給後代。

要不然古代的女人也不用一代一代的裹小腳了,應該生下來腳就很小才對。

這主要是因為,決定我們遺傳的基因,並不能「用進廢退」。

「信息由基因傳遞給肉體,但絕不可能倒推——從肉體回到基因」

當肉體發生變化,比如鍛鍊了某處肌肉的時候,基因毫不知情。也就不會遺傳給下一代。

在這種情況下,也只能依靠基因本身的變異以及自然選擇來實現進化了。

但如果排除這樣的限制,單從進化本身來看,拉馬克進化的效率遠遠優於達爾文進化理論。

「拉式進化,優勢巨大。當羚羊需要跑得更快以逃離獅口時,它可以引導基因加強腿部肌肉,再把新的基因留給後代。這樣一來,進化的過程將大大加快。」

「這就好比鐵匠能將自己粗壯的胳膊傳給後代一樣。」

就像科學家艾克利曾經朝一屋子科學家大喊的話那樣「拉馬克比達爾文強太多了!」

我們的基因,的確做不到拉馬克進化。

但是,不代表引入生物邏輯的機械不行。

「從計算機科學的角度看,自然是達爾文主義者而不是拉馬克主義者,這實在蠢。可是自然受困於化學物質,而我們沒有。」

於是,人們將拉馬克進化引入人工智慧之中。只不過不叫它進化了。用進廢退和獲得性遺傳,變成了一個更好理解的詞:「機器學習」

這期視頻先到這裡,下一期視頻我們繼續講解《失控》中的拉馬克進化。感興趣的小夥伴記得關注一下唷。那我們下次再見,掰掰~

……

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    他的祖父(Erasmus Darwin,1731-1802)是一位著名醫生,是第一位使用「進化」(Evolution)一詞的人。達爾文的父親(Robert Darwin)的不信比他祖父更甚。在愛丁堡的兩年中,達爾文結識了幾位地質學家、動物學家和植物學家,一起討論法國生物學家拉馬克所倡導的漸進式的進化學說。
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    什麼是拉馬克主義進化論是研究生命演變歷程的科學理論。進化論以達爾文的自然選擇學說最為聞名,除了自然選擇學說之外還有許多其他的進化論學說也曾影響深遠、或者仍在影響著世界。在十九世紀上葉,古典進化論學者拉馬克,繼承了亞里斯多德「存在之鏈」進化思想,提出了生命不斷趨向於複雜的內稟性,生命進化歷程呈現由簡單向複雜的變化規律,而每一個物種都經歷了從低級向高級的完整演變,完成這種演變的機制是「用進廢退」和「獲得性遺傳」。
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