數(shù)字進(jìn)化成生物？

它們是數(shù)字也是生物，它們繁殖的速度比細(xì)菌還快。有人說它們是沒有DNA的生命，是動物、植物和微生物之外的第四種生命體。進(jìn)化論有關(guān)生物進(jìn)化過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它們一個也不少。是進(jìn)化遵循一樣的規(guī)則，還是它們先行一步，走在了所有進(jìn)化的前列?

科里斯·阿亞米是美國加州大學(xué)的計算機(jī)系的教授。8年前他想讓計算機(jī)程序在特定的環(huán)境中進(jìn)化出添加的本領(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。開始它們傻乎乎的沒有任何反應(yīng)，但引人注意的是，數(shù)字生物每復(fù)制一次，它的指令鏈上的某個指令就有一次產(chǎn)生突變的機(jī)會。有這些突變會使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。這就是科學(xué)家對數(shù)字生物具有智能進(jìn)化的最早發(fā)現(xiàn)。

后來阿亞米設(shè)計制作了一套名叫“阿威塔”的軟件程序，專門展示數(shù)字生物的演化生命過程。再后來阿亞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)家和哲學(xué)家等不同領(lǐng)域的知名學(xué)者。正如密歇根大學(xué)專門從事細(xì)菌進(jìn)化研究的微生物學(xué)家里查特·倫司奇所說：“這是前所未有的發(fā)現(xiàn)!在這靜謐的世界里，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。”

只是短短的幾天時間，倫司奇就被“阿威塔”中的數(shù)字生物的神奇功夫所吸引，他馬上停止了自己手頭的研究項目，立即加入到阿亞米的研究小組。

人們不禁會問，呆板的數(shù)字怎么成了生物，是誰為它們澆灌了生命的甘泉?它們的繁殖和進(jìn)化到底是怎樣完成的?

何謂進(jìn)化變異

進(jìn)化就是逐漸適應(yīng)與慢慢演變的過程。簡而言之，生物的進(jìn)化遵循的規(guī)律是“用進(jìn)廢退”，力求在有利于自己繁衍與生存的環(huán)境中，不斷地完善完美自己。

早在140多年前，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，與上帝毫無關(guān)系。達(dá)爾文還用在加拉帕戈斯群島收集的鳥類標(biāo)本證明，鳥類因為啄食不同的食物，而進(jìn)化出長短各異的喙。敲開堅果，喙一定得短粗有力；樹洞捉蟲，喙當(dāng)然要尖長靈敏。

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，是人類看不見，摸不著的。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。

假如你是男士，說你的前列腺下垂掛著一個子宮；假如你是位女士，說你的卵巢附近有一條輸精管，你們大可不必驚慌失措，它確實(shí)存在，與變性手術(shù)毫無關(guān)系，而是人類20種退化器官之一。還有智齒、闌尾這一對同步退化的器官。在遠(yuǎn)古人類單以植物為生時，智齒的存在至關(guān)重要。它與另一排臼齒相配合，為人類咀嚼出急需的能量。闌尾是一個狹長、有力的管子，連接到大腸，當(dāng)人類飲食中植物纖維多于動物蛋白質(zhì)時，闌尾可以作為一個特殊的區(qū)域消化醋酸，除此之外，它還可以產(chǎn)生白細(xì)胞。我們的飲食結(jié)構(gòu)逐漸改變后，它們自然也就被慢慢退化了。

微生物的進(jìn)化也很有趣。眾所周知，100年前，青霉素剛剛問世時，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。包括計算機(jī)病毒，也是靠進(jìn)化變異才練就了強(qiáng)悍無比的殺傷力?？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，其中肯定還蘊(yùn)涵著龐大深奧的未知世界。數(shù)字生物在其進(jìn)化變異中表現(xiàn)出超強(qiáng)智慧，就充分說明了這個道理。

數(shù)字生物顯活力

數(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(shí)現(xiàn)的。它們是由二進(jìn)制數(shù)字構(gòu)成的，能和DNA突變相同的方式產(chǎn)生突變。每一個生物都能在幾秒鐘之內(nèi)復(fù)制出好幾萬個。借助“阿威塔”軟件程序，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)過近10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?？评锼埂ぐ喢渍f：“這些小東西進(jìn)化速度驚人，具備的本領(lǐng)越來越大。最讓人興奮不解的是，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，自然選擇的過程一樣也不少?？傊c自然界生物進(jìn)化規(guī)則幾乎毫無二致，只是速度奇快，有時簡直讓人應(yīng)接不暇。”

里查特·倫司奇專門研究細(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，他的發(fā)現(xiàn)為生物的最新進(jìn)化方式提供了動因。但是，他的研究花費(fèi)了17年，使這些菌落經(jīng)歷了3萬多代的進(jìn)化變異。期間既有微小變化也有突發(fā)性進(jìn)化。借助“阿威搭”程序，倫司奇為他的茵落建立了數(shù)字進(jìn)化模式，并由此開始了對數(shù)字菌落的研究?！鞍⑼钡倪m應(yīng)性與進(jìn)化速度始終吸引著他，利用數(shù)字生物的這些特點(diǎn)，極大提高了自己的工作效率。不僅實(shí)驗條件可以隨意改變，還能使每個生物的每次突變都自動記錄下來。他現(xiàn)在1個小時收集到信息比在真細(xì)菌身上1年得到的還要多。

深層次驗證進(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測定法等科學(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，其間幾個重要的進(jìn)化過程又是怎樣的?而“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)化問題提供有價值的參考。

進(jìn)化論認(rèn)為，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。蜻蜓和海蟹都能通過它們的眼睛形成圖像，但它們的眼睛和我們的眼睛有著顯著的不同。用數(shù)字生物做的實(shí)驗，充分驗證這一理論的正確。開始阿亞米研究組為簡單的運(yùn)行設(shè)立了獎勵，并為復(fù)雜一些的運(yùn)行設(shè)立了大獎。在他們的一個實(shí)驗中，數(shù)字生物復(fù)制了1.6萬代。他們將此實(shí)驗重復(fù)了50遍。

實(shí)驗結(jié)果令人興奮不已。在50個實(shí)驗中，有23個進(jìn)化出了能執(zhí)行相等運(yùn)行的生物。而當(dāng)取消運(yùn)行的獎勵時，數(shù)字生物便再沒有進(jìn)化出任何一個相等程序。觀察發(fā)現(xiàn)，每一個進(jìn)化過程都是以完全不同的方式進(jìn)行的，證明了達(dá)爾文的觀點(diǎn)基本正確。

還有兩項實(shí)驗與自然界生物的進(jìn)化驚人地相似。一是能量過?？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(shí)驗，給林地中不同的植物都賦予一樣的光照。開始它們都長勢旺盛，但不久便會逐漸凋零，最終只有幾種植物能夠生存下來。這在一定意義上說，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。像饑餓的人獲得食物一樣，開始它們也很興奮，大吃特吃，并且生長極快?？刹痪盟鼈兙蜁廊?，只剩下少得可憐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，吃得量也各不相同，它們就像自然界的物種一樣，進(jìn)化出不同的種類。數(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。如果有太多的生物都去爭搶某一個數(shù)字食物，它們生長的功能就會喪失。

進(jìn)化論認(rèn)為，有性繁殖可以使生命得到優(yōu)化，可以有效克服有害突變帶來的影響。所以青蛙有性行為，烏龜有性行為，就連蜜蜂也有性行為。數(shù)字生物的有性繁殖又是怎樣的呢?

在生物學(xué)家的指導(dǎo)參與下，阿亞米把性的概念輸入到了“阿威塔”的數(shù)字生物中。數(shù)字生物的性行為雖然有點(diǎn)呆板，但從進(jìn)化角度看，它們的確具備了性行為的要素：后代身上結(jié)合了來自父母雙方的遺傳物質(zhì)。當(dāng)它們復(fù)制自己時，新生物體不能立刻在程序中獲得自己的地位并開始繁殖，而是先與另一個新生物體大量交換密碼，只有交換完成后傳宗接代的工作才能開始。

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，或者說有某種奧秘等待揭示。

它昭示的道理很可怕

地球生命的顯著特征是，一旦遭到控制，自然能進(jìn)化出反控制的本領(lǐng)。比如，幾乎銷聲匿跡的傳染病近年來又卷土重來，肺結(jié)核、SARS、禽流感等輪番襲擊人類。原因是經(jīng)過幾十年的進(jìn)化，病菌已經(jīng)找到了對付抗生素的武器。所以，在一定意義上講，我們對抗病魔的內(nèi)涵，其實(shí)就是與病菌進(jìn)化速度所進(jìn)行的競賽。

這方面，數(shù)字生物比地球生物一點(diǎn)也不差。它們在進(jìn)化中表現(xiàn)出智能常常令人始料不及。近日，阿亞米在他的研究基地驚奇地發(fā)現(xiàn)(在那里有數(shù)百臺計算機(jī)，是數(shù)字生物進(jìn)化的天堂)，進(jìn)化中的數(shù)字生物竟然具備了欺騙的功能。起因是他記錄當(dāng)它們失去適應(yīng)性將會發(fā)生什么。每當(dāng)一個數(shù)字生物體發(fā)生突變時，他就會對其進(jìn)行一次特別的檢驗，如果是有益的突變，該生物體便會被消滅。

結(jié)果，這樣非但沒有阻止它們的適應(yīng)性進(jìn)化，還激發(fā)它們學(xué)會了用新的方式處理信息，并且進(jìn)化的速度比以往更快了。為了逃避被消滅的危險，這些機(jī)靈的家伙通過得到食物的頻率能意識到何時將被檢測。為免遭厄運(yùn)的降臨，臨近檢測，它們就停止對數(shù)字的處理，以絕食的方式蒙混過關(guān)。

讓科學(xué)家感到不安的還不止這些，因為數(shù)字生物的智能，終究要聽命于程序指令，還不會演變成可怕的怪物逃出計算機(jī)。令阿米亞擔(dān)憂的是，細(xì)菌或計算機(jī)病毒一旦學(xué)會了數(shù)字生物的進(jìn)化本領(lǐng)，那問題可就大了。