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第54部分

复杂-第54部分

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事,我认识到,我可以做一个让马瑞满意的模型,同时从研究的角度,我也能在其中做
点有趣的事。”
  这个模型其实就是他早在七十年代所做的模型的再现。那时他正努力研究基因算法
和撰写《适应》这本书。那时他应邀去芬兰的一个学术会议上做一个演讲。为了好玩,
他决定找一个全然不同的话题:生命的起源。
  他说,他把这个学术报告称为“自发的涌现”,他的论文也是基于这个观点。现在
回想起来,他当时的研究角度与自动催化模型相当接近。当时,差不多在同一时期,考
夫曼、曼弗莱德和奥托·罗斯特也正在建立自动催化模型,但都是在孤军奋战。“我的
论文不是这样一种计算机模型,而是可以用来做数学运算的正式模型。我力图显示,可
以设计一个自动催化系统,这个系统可以产生简单的能够自我复制的实体,其计算速度
要比通常快得多。”
  创世主义者仍然喜欢引用的那些通常的计算法,是科学家们在五十年代提出来的。
争论的焦点是,自我复制的生命形式不可能起源于初始原汤中的随机性化学反应,因为
这样所要求的时间要远远超过宇宙的年龄。这就好像期待英国博物馆地下室的猴子从乱
敲键盘开始,进化到能够创造出莎士比亚全集:它们会做到这一步的,但这需要非常漫
长的时间。
  但荷兰德并不像考夫曼和其他人那样被这个观点击得溃不成军。他想,随机的化学
反应固然很不错,但化学催化剂又起到什么作用呢?这就一定是非随机的吗?所以荷兰
德在他的数学模式中假设分子的太初原汤,即,由不同长度的弦线连接的任意的符号,
受到自由漂浮的“酶”的作用。“酶”就是对弦线发生作用的运作体。“它们就像拷贝
(copy)这种非常原始的运作者,依附在任意一根弦线上,对其进行拷贝。”荷兰德说。
“其实我能够证明一个定理。如果一个系统中有这些运行体漂浮其中,假如各种长度的
任意弦线,也就是建设砖块,能够相互组合,那么这个系统就会产生自我复制的实体,
其产生的速度会远远快于纯粹的随机行为。”
  荷兰德把那篇关于自发涌现的论文称为“一个单一的观点”,他以前和后来都再也
没有写过这样的论文。但涌现和自组的问题却一直在他的脑海里盘旋不去。事实上,一
年前在罗沙拉莫斯时他还就此和法默、朗顿、考夫曼等人做了长时间的反复讨论。“所
以,马瑞的高压使我想到,也许对此进行深入研究的时机已经成熟了。也许现在我会为
这些想法建立一个真正的计算机模型。”他说。
  在断断续续地对分类者系统做了这些年的研究以后,建立一个计算机模型对他来说
似乎是手到擒来的一件事。既然在最初的论文中,自由漂浮的运行体具有规则的效果—
—“如果你遭遇如此这般的弦线,则对其采取如此这般的行动”——那现在要做的事是,
就这样把它们写入程序,把这个模型弄得越像分类者系统越好。但荷兰德一开始按这个
思路思考就意识到,他的分类者系统有一个严重的哲学上的缺陷。在那篇关于自发涌现
的论文上,自发性是真实的,涌现也完全是来自内部的,但分类者系统尽管具有学习的
功能和发现突发规则群的能力,但却仍然存在在紧要关头突然出现,从而扭转了局面的
外部因素。这个系统仍然依靠程序员的影子操纵。“分类者系统获得奖赏只是因为我决
定了输赢的规则。”荷兰德说。
  这一点一直令他烦恼不已。撇开宗教的问题不说,现实世界运转正常,并不需要宇
宙仲裁人的裁决。生态系统、经济体系和社会等所有这一切都在依循达尔文的相对论原
则运行。每个人经常不断地在与其他人相互适应。正因为如此,我们就不可能掂量着一
个作用者说:“它的强健度为1.375。”生物学家分辨说,无论“强健”意味着什么,
自从达尔文时代以来,强健度已不可能是一个单一而确定的数字。这就好像是拿一个体
操运动员和一个相扑摔跤手做比较,这个问题是毫无意义的,因为这两者之间不存在一
个共同的衡量标准。一个特定的生物体的存活和繁衍的能力有赖于它跻身于怎样的生存
空间。它周围都有什么别的生物体、它能得到什么样的资源,甚至与它以往的历史也有
关。
  荷兰德说:“这一观点的改变极其重要。”确实,进化生物学家用一个名词来表述
其重要性:生态系统的生物体不只是演化,而是共同演化。生物体不是像费什这一代生
物学家所认为的那样,是通过攀登某种抽象的强健制高点来得以变迁的(古典人口基因
学中关于强健最大化生物体的观点,与新古典经济学的关于功能最大化作用者的观点看
上去如出一辙)。而在现实中,生物体在共同演化的无限复杂之舞中,经常在循环往复、
相互追逐。
  荷兰德说,从表面上看,共同演化像是一片混沌。在研究所里,考夫曼喜欢将此比
喻成在一个橡皮场景中攀登强健度的制高点。每攀登一步,整个橡皮的场景就会变一次
形。然而,这样的共同演化之舞所产生的结果却一点儿都不混乱。在自然界中,花朵靠
蜜蜂的帮助来受精繁殖、蜜蜂靠花蜜来维持生命。猎豹追逐吞食瞪羚,瞪羚则能从猎豹
的爪下逃生。共同演化产生了无数能够完美地相互适应,并能适应于其生存环境的生物。
在人类社会中,共同演化之舞产生了同样完美的经济与政治的相互依存之网,比如像同
盟与竞争,以及供求关系等。这正是阿瑟的玻璃屋经济的动力之源。在阿瑟的这个概念
中,你能够观察到人工经济作用者在相互适应。这是深埋在阿瑟和考夫曼的自动催化技
术变迁分析中的动力之源,这也是在这个没有中央权威的世界上隐藏于各国关系之中的
动力之源。
  荷兰德说,确实,共同演化是任何复杂的适应性系统突变和自组的强大力量。他由
此而明白,如果他真要想从最深层次来理解这些现象,他就必须从他的系统中排除来自
外部的奖赏机制。但不幸的是,他也知道,对来自外界奖赏的假设是与分类者系统的市
场比喻紧密相关的。在荷兰德建立的分类者系统中,每一条分类者规则都是一个极小、
极简单的作用者,它们一起参与内部经济体系,在这个内部经济体系中,通用的货币就
是每个作用者的“强度”,而唯一的财富之源就是来自最终用户的回报,即来自程序员。
如果不彻底改变分类者系统的构架,就根本无法绕过这个问题。
  所以,荷兰德要做的就是彻底改变分类者系统的构架。他认为,他需要的是一个全
然不同的、更加彻底的对相互作用的比喻:战斗。他设计了一个生态系统,在这个高度
简化的生物社区中,数字化的生物体在数字化的环境中游荡,寻找着赖以维生和繁衍的
资源,这些资源就是数字化的水、草、壳物、草莓等。当这些生物碰到一起时,它们当
然会试图将彼此作为资源。荷兰德说:“我把这与我女儿曼加的‘邮寄怪兽’的游戏做
了比较。在这个游戏中,你有很多攻击和防守的可能步骤,你怎样利用这些可能的步骤,
决定了你在与其它怪兽战斗中的输赢。”
  更具体一些说,生态系统代表的环境是一片广袤的平原,其中遍布着“泉眼”,从
泉眼里喷出以a、b、c、d为象征的各类资源。单独的生物体随意地漫游在这个环境中,
像平静而温和地在四野吃草的羊一样一路吞食资源,并储存到自己的内部资源库中。但
只要当两个生物体相遇,它们马上就会从羊的状态转入狼的状态,相互进攻。
  在接下来的战斗中,战斗的结果取决于每个生物体的那对“染色体”,这染色体只
是一组资源象征符号串成的两个序列,比如aabc和bbcd。“如果你是其中的一个生物体,
那么你就用你的每一序列的‘攻击性’染色体与对方的第二序列‘防御性’染色体相匹
配,如果它们俩能够相互匹配,那你就得到高分。这种情形非常类似于免疫系统:如果
你的攻击能对应对方的防守,那你就打开了缺口。而对方也对你报之以交互的行动,即,
他的攻击与你的防守相匹配。这种相互作用极其简单。主要看你的攻击与防守能力能否
强过对手。”
  他说,如果回答是肯定的,那你就能饱餐一顿:你对手储备库里所有的资料符号和
它的两个染色体序列都归你所有了。而且,如果吃掉你以前的对手意味着,目前你的储
备库里有足够的资料符号来复制你自己的染色体,那么你就能通过创造一个全新的生物
体来自我繁衍,其中也许会有一、两个变种。但如果情况不是这样的话,那你就回去接
着吃草。
  婉转一些说,这个生态系统不完全是盖尔曼想要的那种,使用者会感到没有什么好
玩的,也没有一点儿新奇的图像。但荷兰德才不会去理会这些呢。他会打入一串密码和
符号来启动这个系统,然后看到它产生出更多的密码,看到一行行字母数字乱码像瀑布
一样在屏幕上涌现出来(那时他的计算机已经升级到苹果二型机了)。这个生态系统是
荷兰德式的游戏。在这个游戏中他终于排除了明显的外来回报。他说:“这是一个封闭
的圈子。你真正回到了‘如果我不能寻找到足够的资源来复制我自己,我就无法生存’
这样一个概念。”他抓住了他认为是生物竞争本质的东西。现在他可以把这个系统当作
知识乐园,当作一个探索和了解共同演化的真正作用的地方。“我将生态系统中的很多
现象都列入了研究计划。我想证明,即使用这个极其简单的结构,每种现象也都能够以
这种或那种方式显现出来。”
  荷兰德最有兴趣研究的生态现象是被英国生物学家里查德·达金斯称为进化的军备
竞赛现象。这就是为什么植物的表层演化得越来越坚硬,越来越能产生有毒的化学驱虫
剂来抵抗害虫袭击的原因。而害虫也演化出更坚硬的颚和更复杂的化学抵抗机制来与之
抗争。在这点上,红皇后假设又是著名的一例。这个假设来自于《爱丽丝梦游仙境》一
书。书中的人物红皇后告诉爱丽丝,她必须以最快的速度奔跑才能呆在原来的地方。进
化的军备竞赛似乎是自然界日益复杂化、日益专业化的主要的推动力量,正如冷战中真
正的军备竞赛是日益复杂化、日益专业化武器产生的主要推动力量那样。
  在1988年秋季,荷兰德当然无法就进化的军备竞赛做太多的研究。那时他的生态系
统还只是一个书面设计。但在一年左右时间里,这个系统就运作得非常成功了。“如果
从非常简单的生物体开始,只用一个字母来代表生物体的进攻性染色体,用另一个字母
来代表防御性染色体,那么我就会看到多字母染色体的生物体(这些生物体可以通过变
种来加长它们的染色体)。它们在共同演化。如果一个生物体把攻势增强了一些,另一
个生物体就会增强其防御力量。因此它们越变越复杂。有时它们还会分裂,这就产生了
一个新的物种。”
  荷兰德说:“

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