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    文摘报 2014年02月08日 星期六

    数字生命:非生物生命进化之谜

    《 文摘报 》( 2014年02月08日   03 版)

        计算机中的“生命气息”

        克吉斯·阿加米是美国加州大学计算机系的教授,十多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。

        开始这些数字傻乎乎的没有任何反应,但它们每复制一次,它的指令链上的某个指令就有一次产生突变的机会。有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。这说明“数字生物”具有智能进化的本领。

        后来阿加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。

        “数字生物”也在“进化”

        在很多时候,自然界中的进化是不以人的意志为转移的,是人类看不见、摸不着的。但谁也挡不住繁衍和生存的力量。

        科学家们发现,这一道理在数字生命的进化中依然适用。比如计算机病毒,一样也是靠进化变异才练就了强悍无比的杀伤力。“数字生物”在其进化变异中表现出的超强智慧,就充分说明了这个道理。

        “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。

        经过十多年的发展,阿威塔“数字生物”差不多已是真正意义上的生物了。科学家们发现,在这一过程中,“数字生物”也在不断进化着。克吉斯·阿加米说:“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。”

        深层次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。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。

        自然界生物的进化如能量过剩可能导致生命凋零。“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,开始它们也很兴奋,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,吃得量也各不相同,它们就像自然界的物种一样,进化出不同的种类。“数字生物”消化数字的速度一旦过快,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。

        (《光明日报》1.23 船舷)

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