第十五章 人工进化 15.7 死亡是最好的老师

戴维·艾克利 是贝尔通信研究所 神经网络遗传算法领域的研究员。我偶间了解了艾克利进化系统一些最独的法。

艾克利是壮像头熊、满嘴俏皮话的伙。他他的同迈克尔·利特曼 制了一段关人工生命世界的搞笑视频,并在1990年二届人工生命播放,惹在场的250位严肃的科哄堂笑。他的“造物”实际就是些代码片断,经典的遗传算法有区别,但是,他滑稽的笑脸表示些代码片段,让它四处游动相互啃咬,或者撞代表边界的墙壁。聪明的活,愚蠢的则死掉。其他人一,艾克利现,他的世界够进化环境异常适应的有机体。功的体非常长寿——按其所在世界的间尺度衡量的话,活25000“”。些伙系统给琢磨透了。它知何最的努力获取己所需的东西,知何远离麻烦。具有基因的“生物”,不仅体很长寿,且由其组的群世代兴旺。

在些“街霸”的基因进行了一番研究,艾克利现它有些资源尚未充分利,使他觉己像神一有番:通改进它的染色体,利些资源,使它更加适应他它搭建的环境。是,他修改了它进化的代码(举动实际相早期的虚拟基因工程),再它放回他的世界。体,它力超强,颖,适应力超了往的任何前辈。

,艾克利注意,它的群数目总是低进化的那些伙。一群体说,它活力不足。尽管从未绝迹,但它总是濒临灭绝。艾克利认,由数目太少,物的繁衍不超300代。就是说,尽管手工改进的基因够最限度适合体,但从整族群有利的角度,却不那些长的基因。此此刻,在午夜黑客的酿世界中,一句古老的生态格言一次了明证:体言最的,物言却不一定。

“我弄不明白从长远底什才是最的,点让人很难接受。”艾克利在人工生命议的一席话赢了一片掌声。“但是我,嘿,就是生命!”

贝尔通信研究所所允许艾克利从他的芥子世界的研究,是因他认识进化是一计算。贝尔通信研究所曾经且现在一直更的计算方法很感兴趣,尤其是那些基分布式模型的方法,因电话网就是一分布式计算机。果进化是一有效的分布式计算,那是否有其它的方法?果的话,我又进化技术做怎的改进或变化呢?借我常的那图书馆/空间的比喻,艾克利滔滔不绝说,“计算的空间庞令人难置信,我不探索了其中非常微的一些角落。我现在做的,及我进一步做的,是扩展人类认识的计算的空间。”

在所有的计算类型中,艾克利最感兴趣的是那些与习有关的程。“强习”是一习方式,它需聪明的老师。老师告诉生应该知些什,生则分析信息并将其储存在记忆中。不太聪明的老师则通不同的方法教。所教的东西本身许并不了解,但是,告诉生什候猜了正确答案——就像代课教师给生测验打分一。果生猜了部分答案,老师给“接近”或“偏离”的暗示,帮助生继续探索。一,位不太聪明的老师就生其本身所不具备的知识。艾克利一直在推动“弱习”的研究,他认是一让计算空间最化的方式:利最少的输入信息,获取最的输信息。“我一直在试图找最愚笨、最孤陋寡闻的老师,”艾克利告诉我,“我我找了。答案是:死亡。”

死亡是进化中唯一的老师。艾克利的使命就是查明:死亡老师,什?我不是很清楚答案,但却有些现的例证:翱翔的雄鹰,鸽子的导航系统,或白蚁的摩楼。找答案需些间。进化是聪明的,但同又是盲目愚笨的。“我像不比选择更笨的习方法了。”艾克利说。

在所有的计算习的空间中,选择占据了一特殊的位置,它是一极点,在点,信息传递被最化。它构了习智的最低基线:基线不有习产生,基线则产生更加智、更加复杂的习。尽管我仍不完全理解选择在共同进化世界中的本质,但它依是习的基础熔点。果我够给进化一度量值的话(我不),就此基准评判其他形式的习。

选择躲藏在许表象。艾克利是的;今计算机科意识,计算方式有许——其中许是进化的方式。任何人知,进化习的方式有数百;不论哪策略,实际是在图书馆或空间进行搜索。“传统人工智研究的闪光思——是唯一思——就是‘搜索’,”艾克利断言。实现搜索的方法有很,生命中的选择是其中的一。

生物意义的生命是与特殊的硬件绑定在一的,就是碳基础的DNA分子。特殊的硬件限制了选择所使的搜索方法。有了计算机新硬件,特别是并行计算机,许新的适应系统问世,全新的搜索策略应。例,生物DNA的染色体无法将己的代码向其它生物体的DNA分子“广告”,便它获信息并改变其代码,在计算机环境中,你就做一点。

戴维·艾克利迈克尔·利特曼是贝尔通信研究所认知科研究组的员。他着手在计算机构建一非达尔文的进化系统。他选择了一最合逻辑的方案:拉马克 进化——即获遗传 。拉马克说很有吸引力。直觉,它远比达尔文进化更有优势,因按理有的变异更快进入基因序列。,它的计算量很快就让满怀憧憬的工程师明白,构造一系统是不现实。

果一名铁匠需凸的肱二头肌,他的身体该怎倒推基因所需的变化呢?拉马克系统的缺陷在,任何一有利的变化,需回溯胚胎育期的基因构。由生物体的任何变化由基因引,或者是在身体的展程中由相互的指令引。任何外在形式的内在因果是一张错综复杂的网络,理清网络所需的追踪系统其复杂与生物体本身相比不惶让。生物的拉马克进化受困一条严格的数定律:求质数的乘积极其容易,但分解质因素则异常困难。最的加密算法正是利了不称的难度。拉马克说所有在生物界中真正存在,就在它需一不存在的生物解密方案。

不,计算中并不需躯体。在计算机进化(汤姆·雷的电进化机)中,计算机代码兼任基因躯体两角色。此一,从表象中推导基因的难题就迎刃解了。(实,“表一”的约束并非限人工领域,球的生命必已通了阶段。许任何组织的活系统必须从一“表一”的形式始,就像复制的分子那简单。)

在计算机的人工世界,拉马克进化是有效的。艾克利利特曼在一台拥有16000处理器的并行计算机实现了拉马克系统。每处理器管理一由64体组的亚群,总计约有100万体。了模拟躯体基因的双重信息效果,系统每体制了基因副本,并称其“躯体”。每躯体的代码略微有些差别,它尝试解决同一问题。

贝尔通信研究所的科设置了两运行模式。在达尔文模式中,躯体代码生变异。某幸运的伙意外较的结果,是系统就选择它进行配复制。在达尔文进化中,生物配必须使其代码的原始“基因”副本——即它所继承的代码,非获的经改良的躯体代码。正是生物的方式。所,铁匠进行配,他使的是他的“先”代码,非“”代码。

相比,在拉马克模式中,那改良了躯体代码的幸运儿被选中进行配,它使获的改良代码,其配的基础。就比铁匠将己粗壮的胳膊传给代一。

经两系统的比较,艾克利利特曼现,就他所考量的复杂问题言,拉马克系统的解决方案比达尔文系统强两倍。最聪明的拉马克体比最聪明的达尔文体聪明。艾克利说,拉马克进化的特点在它群中的“白痴非常迅速排挤。”艾克利曾经朝一屋子的科喊:“拉马克比达尔文强太了!”

从数意义说,拉马克进化注入了一点习的素。习被定义体在活着的适应。在经典的达尔文进化中,体的

(本章未完)

15.6 进化聪明分子的愚钝科学家目录+书签-->