关于进化模拟机器以及我研究它的部分经历
背景:这个设想是不经意间得到的。在高中我偶然听了一个讲座,其中提到了博弈论,我对其兴趣浓厚,就专门去从网上买来一本社会博弈论,其中讲到的一个演化博弈促使我更多的去了解生物进化的本质,并按照我的思维习惯,将其外推到万事万物上,以及再结合之前学习到的有关混沌学,分形图像的简单知识,出现了这样一个想法:进化是受环境压力选择的,而环境则是由大自然成千上万的事物综合作用形成的。如果在计算机上模拟,把我,即操作者的意志,映射为模拟出来的综合环境,那么对应的,我是不是可以引导,迫使环境中的某一种群体发生符合我意志的变化呢?
应该是可以的:我每在环境中塑造一种引导力,对应地就在一个方向上,使这个群体对外界的反应方式或说交互方式发生改变,接着我将这个程序与DNA的组织运算建立一种转换关系,把结果映射回DNA的序列上。
比如,我想让人长出一双翅膀,我得塑造出一种环境来,我可以从生物进化史上参考,是什么样的环境因素驱使动物长出翅膀,尽管动物长出翅膀的因素可能极其复杂:主要的可能包括已有的身体结构的影响,飞行的生活方式是否有利可图?,等等的,但我可以借助足够的模拟方案,得出哪一些环境条件下可以得出怎样的生物结构与生物状态, 再不断地重复这个过程,得到一个或多个最好的方案,再把它转换到实际DNA序列中,发挥作用。实际上,对生物体的这种进化模拟已可以归结为一套不难理解的运算系统(这种DNA编辑方式如果可行的话)。
如果我要做的东西没有,比如说让现在的高等哺乳动物的身体实现不衰老无限寿命,对于现在比如人类的诸多老死的原因,作为理论创建者的我是相信《自私的基因》所陈述的“生物体是基因的延伸表现型,生物体的存在为基因的传承而服务”,看来个人的最终结果基本是死。然而,也正因为如此,基因,以及其诞生的附属物:病毒, 也决定了所有生物体的主要行为:生老病死,修改基因,也就可以修改这些事物,生老病死,都不是必要的,我可以在设置好的环境中模拟出来一种没有这些状态的生物,其可能到时候会发展出一些新结构,这里值得一提的也是最重要的思想就是:我不需要懂得各种或物理或化学的各种层面的机制与作用,我只知道,在我挑选的环境中,发展出了数个结构,其不断地演化,最终我得到了我想要的结果,其通过可以进入到生物体内再发挥实际作用的DNA序列构成。对比现在流行的基因编辑,这个东西首先是不会过分排斥的,只要演化的初始样本是个体,环境变化幅度控制好,生物体就会渐变到最终状态, 而且就好像它本来就是那样一样;基因编辑基于单个视角强制改变某一段序列,可能引发许多未知问题,而进化模拟则基于整个环境的演化使一段序列演变,最终形成的生物体状态就是正常状态,问题应极少。且基因编辑寻找基因复杂度大,操作繁杂,只能在极小范围内改造生物体等等,与进化模拟比弊端显而易见。
不过我也发现这个模型其实问题不少,首先就是缺乏具体的实践,再加上个人首先只是高中生其次还读文科,缺乏可能需要的理化生知识(这个其实也不好说,原因复杂,不多讲),然而,在那个阶段,又怎么可能有具体实操的机会呢?毕竟只是一点在考试工作大背景下的小探索而已。其次,进化模拟这个过程描述起来简单,但在每一次过程中会出现不少的筛选操作,具体实现可能会出现NP问题,可能不一定比编辑几段基因简单。更多地,环境怎么映射到具体的数字处理呢?如何用有限的符号表达无穷层次,无穷无尽的环境的对生物体的筛选作用呢?(这个思想类似于环境选择,只不过是要求充分地反映现实多元的情况,而不是按人的意志综合为所谓的遗传算法和其中的参数),我又要怎么把产生的程序结果编码到DNA序列上呢?问题满满,考虑愈多,可能的问题就愈多。
(这些都是我高二时想的了,记不大清,所以行文逻辑上可能问题不少) ,, 那时这也仅仅是个设想,在学业繁忙之余,我专门广泛涉猎了一通,围绕一些新词:仿生,涌现,自动机, 自组织,自相似,初始扰动,非线性动力学,复杂性科学,等等的(这是一个较长的过程,虽然也有不少想法涌现,但个人仍然没有主动去有较多的新举动或更深的探索)。直到高三这年,我推翻了自己之前设想的模型,设想了一个全新的模型。
(其实整个高中,直到高三下期5月前,我的探索都是混作一团的,有一定方向,但目标是比较模糊的,这并没有什么问题,因为目标本就是在边缘科学的混交处,自然如此,这是我热衷于不断读到新的知识和推出新的结论,有很多探索,跟我的其他的一些创新发明有关系,也与这个有一定联系,为了简便,我就跳过许多部分, 简单地描述一下我对我的设想的大改造)
1.首先为其建立一个可行的数学模型(或说世界模型更合适),我采用了细胞自动机理论的一些观点,并对其进行了拓展,使环境压力变成多层次(转化为并行DNA运算)的对生物体所形成的秩序的冲击体。并根据可能的实际应用的需要,计划对一些主要的演化情况和干预方法及其结果进行分类,以保证工业化推广顺利。
2.根据DNA分子自身存在的自组织的系统特征,确定两种方法进行生物改造:A.对已有生物的DNA进行干预(病毒手段可能是其具体形式),将电脑成果转换到DNA序列上;B.直接在DNA上建立分子计算机,基于DNA建立“源代码”(其实完全不一样,只是形容一下),在DNA上运行自动机,不受已有的DNA(即历史)干预,生成全新生物形态。
3.以上,DNA强大的计算能力可以保证进行上面提到的可能的巨大计算量问题的解决(有限计算能力面对巨大的环境变量空间),但即使是在电脑上运行的,也可以用一种动态生成新空间和确定一条模糊边界的方法(没具体想过,只是一种思路,但总有办法解决)简化较多的运算量。不过个人更倾向于DNA分子计算机,这是未来。
个人还有一些附加的描述与改动,不多说,只这3条,原有模型已经大变。
最后谈谈我的一些感想,这对我而言不只是一个理论或设想,在对它的思考中,我广泛涉猎,最终形成了全新的世界观,以及对很多事物全新的看法和理解,和可能的对这些事物的改造。上面提到的这种机器,大概细思极恐吧,能方便地按自己意志改造生物,不过这毕竟是个设想,而且就算出现,世界到底会成为什么具体的一个样子,也不是一些恐惧心理下的简单推理就可以预知的。
老师可能心里还是有很多疑问的,如果要懂我这个东西,我可能要介绍更多东西,来用我的世界观看世界上的一些事情,很多的问题,老师才能清楚我这个发明到底如何想出来的。当然,我希望老师能有时间和心情来听一听,面对面听我的在构建进化模拟机器过程中的产生的对人对自然的新观点,大概是老师您了解我的创业创新的最好方式了。