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生命，在虚拟世界中生长---《数字创世纪——人工生命的新科学》科学出版社

施永仁

2006-04-14 10:35:31 来源：中华读书报2006.4.5

数字植物

一边是思想深刻、见解独到的哲学思考者，一边是言思敏捷、锋芒毕露的科学游戏高手，对人工生命和计算主义的共同理想促使李建会教授和张江博士合作完成了这本书《数字创世纪——人工生命的新科学》（以下简称《数字》）。翻开书，冲荡头脑的是各种新奇的思想和激发想象力的科学游戏：磁芯大战，Autolife世界，e-Floy的飞行、自创生。科学在他们眼里已不再是枯燥的公式和高不可攀的理论，他们用活生生的计算机游戏展示了另一个数字世界，在那里生命以硅的形式存在，在那里有为了食物而相互竞争，有帮助“他人”而共同进化，在那里父母将自己的生命遗传给了自己的子女，在那里适者生存，不适者将被永远的逐出舞台……

这就是一门新兴的科学——人工生命，她发源于上世纪80年末美国新墨西哥州的圣塔菲研究所（Santa Fe Institute），以研究如其所能的生命（Life-as-it-could-be）为己任，突破了传统生物学的研究范围和分析主义为主的研究方法，期待在计算机上用综合集成的方法来研究生命所应具备的特征和存在形式。《数字》一书即对这一交叉科学进行了生动的总结，并在某些问题上进行了广泛而深入的研究，提出了很多自主开发的人工生命游戏，并在书的第五篇将人工生命游戏提升到了计算主义的高度，雄心勃勃地声称：自然界这本大书是用算法语言写的！宇宙是一个巨大的计算系统！

这并不是空洞的口号，这是作者的理想，甚至也是整个人工生命科学的理想。书中用了大量的人工生命游戏来展示这个科学理想。比如书中提到了作者自己开发的Autolife程序。与其他人工生命程序——Tierra、Avida、Ameoba——相比，Autolife模型的特点是概念简单且操作直观。在计算机内存中人们营造了一个虚拟世界，然后让多个运行在内存中的程序作为生命体进行竞争并让竞争获胜的能够自我繁殖。用不了多久，这个小世界中竟然诞生了几百代生命体，它们不断地进化发展并且逐渐出现了寄生、反寄生、组织合作、分裂死亡等等非常复杂的现象。这不就是我们所在世界的翻版？现实世界中的很多情景都一一在虚拟世界中再现了。作者提出计算主义的口号并不是空穴来风，他们在展示了各种令人浮想联翩的科学游戏之后，严肃地指出，如果把构成我们世界的最本质要素看作是信息而不是物质，不同的物理过程是不同的处理信息的算法，那么我们就不难理解“人工生命”也是和我们真实世界中的生命完全等价的形式。

科学经过数千年的发展，一方面向我们展示着征服一切的强大威力，另一方面却又陷入了对细节的无穷追问之中，纵观当代科技发展，无论是物理学、生物学、经济学，都已陷入了一种分析的极致，任何一个系统问题都会被不断分割，生态、生物体、器官、细胞、DNA……一路追问下去，但掌握了DNA的一切行为之后，真的就已经知道生命是什么了吗？这些知识对我们了解生命的本质真的那么关键吗？没有穷尽的分析遮蔽了人的眼睛，使人逐渐失去跳出狭小圈子、放眼全局地审视这个世界的能力。近二十年来兴起的人工生命以及复杂性科学正是一批前沿的思想家们为了使人类跳出这个分析的困境而创立的新的科学，在这里，科学家已不需要背诵大量公式，去搞清楚系统的每个细节，最重要的事情是用综合集成的方法，对一个复杂系统进行自底向上的计算机建模，让系统的层次结构自发涌现出来，然后用各种手段去解释涌现出的现象，与现实世界中的现象进行比较，去揭示纷繁复杂的表象背后隐藏着的规则。

人工生命即是在这一道路上做的艰辛但又极具创意的尝试。而《数字》一书则可以作为这次长途跋涉中非常生动的一站。本书首先对人工生命作了一个历史回顾及方法论上的阐述，使读者对这一领域有一个总体的认识。然后列举了大量的实例，带领读者进入一个充满奇思妙想的数字世界，这里可以分为三部分，第一部分介绍了各种数字生命和数字世界，它着重于个体数字生命的进化研究，有经典的Tierra，Avida，也有作者自己开发的Autolife游戏。第二部分是群集与涌现，它主要研究大量个体的相互作用及其产生的涌现结果，这里有飞翔的鸟群，有交流能力的蚂蚁，嘈杂的股票市场。系统整体上的智能是通过一大群智力简单的个体群集涌现出来的，人们把这一思想称为群集智能（群体智能）。在第三部分中，作者将人工生命与人工智能做了比较，更偏重于人工生命的应用前景。人工智能在几十年的发展之后，目前已日趋僵硬，而人工生命的自下而上的合成方法则很有可能弥补传统方法的不足。在书的最后一部分，作者从大量计算机模型的个例中进行抽象综合，上升到了计算主义的哲学观。

人工生命的出现并不是偶然，它与整个科学与哲学发展过程中所遇到的困境息息相关，一方面它给我们带来了一个崭新的看待世界的角度，教我们如何更加透彻地认识世界运作的本质；另一方面，它又给了我们主动创造未来世界的机会，在有限的时空中，让信息更高效地、灵活地组织起来，再造一个第二自然：一个和谐的可塑的、柔和的数字世界。在这条充满新奇与艰辛的道路上，《数字》正是指引我们前进方向的好书，一定会给读者带来意想不到的思维冲击！

（《数字创世纪——人工生命的新科学》，李建会、张江编著，科学出版社2006年1月第一版，48.00元）

来源：中华读书报2006.4.5

本版责编：姜舒

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