“數(shù)字生物”正在進(jìn)化

說到生命和進(jìn)化，我們想到的一定是動物、植物，或細(xì)菌、病毒。但有誰能想到，枯燥的數(shù)字也一樣具有生命，也能復(fù)制、進(jìn)化呢？數(shù)字進(jìn)化的發(fā)現(xiàn)者、美國加州大學(xué)計算機(jī)系教授克吉斯？阿加米說，數(shù)字是沒有DNA的生命，是動物、植物和微生物之外的第四種生命體，別看它們是些無聲又無形的家伙，可在復(fù)制進(jìn)化過程中表現(xiàn)出來的神奇本領(lǐng)，實在令人瞠目結(jié)舌。

》計算機(jī)中的“生命氣息”

進(jìn)化是逐漸適應(yīng)與慢慢演變的過程。生物的進(jìn)化遵循的規(guī)律是用進(jìn)廢退，力求在利于自己繁衍與生存的環(huán)境中不斷地完善自己。

早在140多年前，當(dāng)歐洲的博物學(xué)家贊美上帝為取悅?cè)祟惗鴦?chuàng)造了無數(shù)鮮艷的花卉時，達(dá)爾文便尖銳地指出，花卉是為了吸引傳授花粉的昆蟲才進(jìn)化得五彩繽紛，那完全是它們傳宗接代的本能使然，與取悅?cè)祟惡翢o關(guān)系。 那么在計算機(jī)的世界里，數(shù)字也會有進(jìn)化嗎？

克吉斯·阿加米是美國加州大學(xué)計算機(jī)系的教授，10多年前，他想讓計算機(jī)程序在特定的環(huán)境中進(jìn)化出額外的本領(lǐng)。于是，他制造了一些低級的“數(shù)字生物”，并定期給它們輸入數(shù)字。正是這個不經(jīng)意的做法，使他發(fā)現(xiàn)了神奇的數(shù)字生命。

開始，這些數(shù)字傻乎乎的，沒有任何反應(yīng)，但引人注意的是，它們每復(fù)制一次，指令鏈上的某個指令就有一次產(chǎn)生突變的機(jī)會。這些突變會使“數(shù)字生物體”以同樣簡單的方式加工其中的某個數(shù)字，比如某個“數(shù)字生物體”可能會生成閱讀某個數(shù)字和產(chǎn)生相同數(shù)字的能力。這說明“數(shù)字生物”具有智能進(jìn)化的本領(lǐng)。

后來阿加米設(shè)計制作了一套名叫“阿威塔”的程序，專門展示“數(shù)字生物”的演化過程。再后來，阿加米的研究小組不斷壯大，除了計算機(jī)專業(yè)人士外，還有微生物學(xué)和哲學(xué)等不同領(lǐng)域的知名學(xué)者。密歇根大學(xué)專門從事細(xì)菌進(jìn)化研究的微生物學(xué)家理查德·倫斯奇說：“這是前所未有的發(fā)現(xiàn)！在這個靜謐的世界里，明顯有生命的氣息。它有待揭示的規(guī)律對我們認(rèn)識世界一定具有無法比

擬的重要價值?！?/p>

》“數(shù)字生物”也在“進(jìn)化”

在很多時候，自然界中的進(jìn)化是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的，有的時間漫長，有的時間短促，誰也擋不住繁衍和生存的力量。微生物的進(jìn)化也很有趣，100多年前，青霉素剛剛問世之時，它對病菌引起的炎癥可謂藥到病除?？刹【⑸锿ㄟ^不斷的進(jìn)化變異，逐步具備了抵抗青霉素的功能。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這個規(guī)律在“數(shù)字生物”的進(jìn)化中依然適用，計算機(jī)病毒也是靠進(jìn)化變異不斷增強(qiáng)自己的殺傷力?？梢院敛豢鋸埖卣f，進(jìn)化變異不僅是所有生物的制勝法寶，還蘊(yùn)含著龐大深奧的未知道理。

“數(shù)字生物”在其進(jìn)化變異中表現(xiàn)出的超強(qiáng)智慧充分證明了這

一點?！皵?shù)字生物”的進(jìn)化與計算機(jī)病毒一樣，是靠一系列的命令來實現(xiàn)的。它們由二進(jìn)制數(shù)字構(gòu)成，能以和DNA突變相同的方式產(chǎn)生突變，每一個“生物”都能在幾秒之內(nèi)復(fù)制出好幾萬個。借助“阿威塔”軟件，我們可以在顯示器上看到潮水般涌現(xiàn)的一組組數(shù)字，清楚地觀察它們從生到死的生命過程。

經(jīng)過10多年的發(fā)展，“阿威塔數(shù)字生物”差不多已是真正意義上的生物了?？思埂ぐ⒓用渍f：“這些小東西的進(jìn)化速度驚人，具備的本領(lǐng)越來越多。最讓人興奮不已的是，它們所走的路線與進(jìn)化論的路線不謀而合，幾乎完全重疊了。它們復(fù)制、突變、競爭，自然選擇的環(huán)節(jié)一個都不少?？傊?，幾乎與自然界的生物進(jìn)化規(guī)則毫無二致，只是速度奇快，有時簡直讓人應(yīng)接不暇。”

理查德·倫斯奇是遺傳進(jìn)化學(xué)家，專門研究細(xì)菌的進(jìn)化規(guī)律，他從大腸桿菌的后代身上發(fā)現(xiàn)了12個不同的菌落。這一發(fā)現(xiàn)為生物的最新進(jìn)化方式提供了理論支持。但是，他的研究花費了17年——因為這些菌落在不同的實驗條件下經(jīng)歷了30000多代的進(jìn)化變異。只有這樣，倫斯奇才能有充足的證據(jù)證明遺傳變異究竟是如何發(fā)生的。

如今，借助“阿威塔”程序，這一實驗的進(jìn)程大大縮短了。倫斯奇為菌落建立了數(shù)字進(jìn)化模式，不僅實驗條件可以隨意改變，還能自動記錄下每個生物的每次突變?，F(xiàn)在，他在1小時收集到的信息比在真的細(xì)菌身上收集1年得到的還要多。

》深層次驗證達(dá)爾文的進(jìn)化論

“數(shù)字生物”的存在第一次使我們脫離考古領(lǐng)域來驗證達(dá)爾文的進(jìn)化論。以往，進(jìn)化生物學(xué)家只能靠大量的化石進(jìn)行研究推論，雖然碳14測年法等科學(xué)手段使考古學(xué)成績斐然，但科學(xué)家怎么也不可能看到每一代以及每一個基因的進(jìn)化過程，比如現(xiàn)今的海豚究竟是由哪一種陸地生物演變而來的，其間的幾個重要的進(jìn)化過程又是怎樣的。

“阿威塔”的“數(shù)字生物”卻為我們提供了觀察幾百萬代“數(shù)字生物”隨機(jī)突變和自然選擇的可能。它們的進(jìn)化過程為科學(xué)家回答某些重大進(jìn)化問題提供了有價值的參考。

“數(shù)字生物”的進(jìn)化實驗不僅生動證明了“復(fù)雜系統(tǒng)來自簡單的祖先，不同的進(jìn)化渠道能產(chǎn)生相同的復(fù)雜器官”的進(jìn)化論觀點，還有兩項實驗與自然界生物的進(jìn)化驚人的相似，比如能量過?？赡軐?dǎo)致生命凋零。森林中的植物吸收陽光的多寡是有區(qū)別的，正因為如此，才有森林植物的豐富多彩。有人做過實驗，給林地中不同的植物賦予一樣的光照。開始時它們都長勢旺盛，但不久便會逐漸凋零，最終只有幾種植物能夠生存下來。在一定意義上，獲得陽光的差異性就是自然選擇的結(jié)果。

“數(shù)字生物”的成長過程同樣受這一規(guī)律的制約。研究人員無限制地給它們提供食物——也就是數(shù)字。開始時，它們也像饑餓的人獲得食物一樣很興奮，大吃特吃，并且生長極快?？墒遣痪盟鼈兙蜁廊ィ皇Ｏ律俚每蓱z的幾個“生物”在那里茍延殘喘。相反，如果讓它們有節(jié)制地進(jìn)食，吃的量也各不相同，它們就像自然界的物種一樣，進(jìn)化出不同的種類?！皵?shù)字生物”“消化”數(shù)字的速度一旦過快，它們的正常生長便會受到影響，如果有太多“生物”去爭搶某一個數(shù)字食物，它們的生長功能就會喪失。

對“數(shù)字生物”的觀察研究尚處于起步階段，個中奧秘，就連研究者也不能給出準(zhǔn)確的答案。參與研究的科學(xué)家相信，數(shù)字生命與地球生命的共有模式等一系列進(jìn)化巧合絕非偶然，一定是某種規(guī)律在起作用，或者說是有某種奧秘等待我們?nèi)ソ沂尽?