理论教育 探讨人工生命的可能性与前景

探讨人工生命的可能性与前景

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:很自然,生物学研究的下一个重要目标就是用人工的方法合成生命。然而,以现有生命物质为基础合成生命似乎前景并不乐观。这就是80年代末90年代初在国际上兴起的一个新的研究领域——人工生命。人工生命概念一提出,吸引了众多学者参与到这一新兴的研究领域中。该项学科的建立一般被认为始于1987年在美国召开的第一次人工生命研讨会。冯·诺伊曼的这项工作表明:一旦我们把自我繁衍看做是生命独特的特征,机器也能做到这一点。

探讨人工生命的可能性与前景

20世纪60年代,人们破译了遗传密码,70年代遗传工程有了重大突破。很自然,生物学研究的下一个重要目标就是用人工的方法合成生命。然而,以现有生命物质为基础合成生命似乎前景并不乐观。那么,我们有没有其他办法创造生命呢?计算机科学的发展为我们提供了一条新的研究思路,即我们可以尝试在计算机或其他媒质中创造出新形式的生命。这就是80年代末90年代初在国际上兴起的一个新的研究领域——人工生命。人工生命概念一提出,吸引了众多学者参与到这一新兴的研究领域中。

人工生命是一项抽象地提取出控制生物现象的基本动态原理,并且通过物理媒介(如计算机)来模拟生命系统动态发展过程的研究工作。它涉及众多的学科领域,如生物科学、计算机科学、控制科学、系统科学机器人科学、人工智能等。该项学科的建立一般被认为始于1987年在美国召开的第一次人工生命研讨会。(www.daowen.com)

冯·诺伊曼也是人工科学的先驱。20世纪40年代和50年代,他在数字计算机设计和人工智能领域做了很多开创性的工作。与图灵一样,他也试图用计算的方法揭示出生命最本质的方面。但与图灵关注生物的形态发生不同,他则试图描述生物自我繁殖的逻辑形式。在发现DNA和遗传密码好几年之前,他已认识到,任何自我繁殖系统的遗传物质,无论是自然的还是人工的,都必须具有两个不同的基本功能:一方面,它必须起到计算机程序的作用,是一种在繁衍下一代过程中能够运行的算法;另一方面,它必须起到被动数据的作用,是一个能够复制和传到下一代的描述。为了避免当时电子管计算机技术的限制,他提出了细胞自动机的设想:把一个长方形平面分成很多个网格,每一个格点表示一个细胞或系统的基元,每一个细胞都是一个很简单、很抽象的自动机,每个自动机每次处于一种状态,下一次的状态是由它周围细胞的状态和它自身的状态以及事先定义好的一组简单规则决定的。冯·诺伊曼证明,确实有一种能够自我繁殖的细胞自动机存在,虽然它复杂到了当时的计算机都不能模拟的程度。冯·诺伊曼的这项工作表明:一旦我们把自我繁衍看做是生命独特的特征,机器也能做到这一点。

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