数字也有性生活
时间：2021-03-27 07:54:55 来源：达达文档网 本文已影响 人 
科里斯·阿亚米是美国加州大学的计算机系的教授。8年前他想让计算机程序在特定的环境中进化出添加的本领。于是,他制造了一些低级的数字生物,并定期给它们输入数字。开始它们傻乎乎的没有任何反应,但引人注意的是,数字生物每复制一次,它的指令链上的某个指令就有一次产生突变的机会。这些突变会使生物体以同样简单的方式加工其中的某个数字,比如某个生物体可能会生成阅读某个数字和产生相同数字的能力。这就是科学家对数字生物具有智能进化的最早发现。
后来阿亚米设计制作了一套名叫“阿威塔”的软件程序,专门展示数字生物的演化生命过程。再后来阿亚米的研究小组不断壮大,除了计算机专业人士外,还有微生物学家和哲学家等不同领域的知名学者。正如密歇根大学专门从事细菌进化研究的微生物学家里查特·伦司奇所说:“这是前所未有的发现!在这静谧的世界里,明显有生命的气息。它有待揭示的规律对我们认识世界一定具有无法比拟的重要价值。”
数字是活的
数字生物的进化与计算机病毒一样,是靠一系列的命令来实现的。它们是由二进制数字构成的,能以和DNA突变相同的方式产生突变。每一个生物都能在几秒钟之内复制出好几万个。借助“阿威塔”软件程序,可以在显示器上看到潮水般涌现的一组组数字,清楚地观察它们从生到死的生命过程。
经过近10年的发展,阿威塔数字生物差不多已是真正意义上的生物了。科里斯·阿亚米说:“这些小东西进化速度惊人,具备的本领越来越多。最让人兴奋和不解的是,它们所走的路线与进化论的路线不谋而合,几乎完全重叠了。它们复制、突变、竞争,自然选择的过程一样也不少。总之,与自然界生物进化规则几乎毫无二致,只是速度奇快,有时简直让人应接不暇。
微生物学家伦司奇专门研究细菌的进化规律,他从大肠杆菌的后代身上发现了12个不同的菌落,他的发现为生物的最新进化方式提供了动因。但是,他的研究花了17年,使这些菌落经历了三万多代的进化变异,期间既有微小变化也有突发性进化。借助“阿威搭”程序,伦司奇为这些菌落建立了数字进化模式,并由此开始了对数字菌落的研究。“阿威塔”的适应性与进化速度始终吸引着他,利用数字生物的这些特点,极大提高了自己的工作效率。不仅实验条件可以随意改变,还能使每个生物的每次突变都自动记录下来。他现在一个小时收集到的信息比在真细菌身上干一年的还要多。
深层次验证进化论
数字生物的存在,第一次使我们脱离考古领域来验证达尔文的进化论。以往进化生物学家只能靠大量的化石进行研究推论,虽然碳14测定法等科学手段使考古学成绩斐然,但科学家怎么也不可能看到每一代以及每一个基因的进化过程,比如现今的海豚究竟是由哪一种陆地生物演变而来的?其间几个重要的进化过程又是怎样的?而“阿威塔”的数字生物却为我们提供了观察几百万代数字生物随机突变和自然选择的可能。它们的进化过程为科学家回答某些重大进化问题提供有价值的参考。
进化论认为,复杂系统来自简单的祖先,不同的进化渠道能产生相同的复杂器官。蜻蜓和海蟹都能通过它们的眼睛形成图像,但它们的眼睛和人类的眼睛有着显著的不同。用数字生物做的实验,充分验证这一理论的正确。
还有两项实验与自然界生物的进化惊人地相似。一是能量过剩可能导致生命凋零。森林中的植物吸收阳光的多寡是有区别的,正因为如此,才有森林植物的丰富多彩。有人做过实验,给林地中不同的植物都赋予一样的光照。开始它们都长势旺盛,但不久便会逐渐凋零,最终只有几种植物能够生存下来。在一定意义上说,获得阳光的差异性,就是自然选择的结果。
数字生物的成长过程,同样受这一规律的制约。研究人员无限制地给它们提供食物——也就是数字,像饥饿的人获得食物一样,它们开始也很兴奋,大“吃”特“吃”,并且生长极快。可不久它们就会慢慢死去,只剩下少得可怜的几个生物在那里苟延残喘。相反,如果让它们有节制地“进食”,“食量”也各不相同,它们就像自然界的物种一样,进化出不同的种类。数字生物消化数字速度一旦过快,它们的正常生长便会受到影响,如果有太多的生物都去争抢某一个数字食物,它们生长的功能就会丧失。
进化论认为,有性繁殖可以使生命得到优化,可以有效克服有害突变带来的影响。所以青蛙有性行为,乌龟有性行为,就连蜜蜂也有性行为。数字生物的有性繁殖又是怎样的呢?
在生物学家的指导参与下,阿亚米把性的概念输入到了“阿威塔”的数字生物中。数字生物的性行为虽然有点呆板,但从进化角度看,它们的确具备了性行为的要素:后代身上结合了来自父母双方的遗传物质。当它们复制自己时,新生物体不能立刻在程序中获得自己的地位并开始繁殖,而是先与另一个新生物体大量交换密码,只有交换完成后,“传宗接代”的工作才能开始。
对于数字生物的观察研究,尚处于起步阶段,个中奥秘,包括研究者也不能给出准确的答案。参与研究的科学家相信,数字生命与地球生命的共有模式等一系列进化巧合绝非偶然,一定是某种规律在起作用,或者说是某种奥秘等待揭示。
它昭示的道理很可怕
地球生命的显著特征是,一旦遭到控制,自然能进化出反控制的本领。比如,几乎销声匿迹的传染病近年来又卷土重来,肺结核、SARS、禽流感等轮番袭击人类,原因是经过几十年的进化,病菌已经找到了对付抗生素的武器。所以,在一定意义上讲,我们对抗病魔的内涵,其实就是与病菌进化速度所进行的竞赛。
这方面,数字生物比地球生物一点也不差,它们在进化中表现出的智能常常令人始料不及。近日,科里斯·阿亚米在他的研究基地惊奇地发现(在那里有数百台计算机,是数字生物进化的天堂),进化中的数字生物竟然具备了欺骗的功能。起因是他记录当它们失去适应性将会发生什么。每当一个数字生物体发生突变时,他就会对其进行一次特别的检验,如果是有益的突变,该生物体便会被消灭。
结果,这样非但没有阻止它们的适应性进化,还激发它们学会了用新的方式处理信息,并且进化的速度比以往更快了。为了逃避被消灭的危险,这些机灵的家伙通过得到“食物”的频率能意识到何时将被检测。为免厄运的降临,临近检测时,它们就停止对数字的处理,以“绝食”的方式蒙混过关。
让科学家感到不安的还不止这些,因为数字生物的智能,终究要听命于程序指令,还不会演变成可怕的怪物逃出计算机。令阿米亚们担忧的是,细菌或计算机病毒一旦学会了数字生物的进化本领,那问题可就大了。所以,阿亚米的研究小组正在考虑修改研究方向,将注意力集中在“谁最可能嫁接数字生物”的进化规律上,力图将可能的危害消灭在萌芽状态。
