《复杂》如何赋予你计算机生命（系列第三期）
大家觉得,生命的要素是什么,换句话说就是,需要具备什么条件才能算是生命.复杂系统到是对此有一些研究,
如果你问生物学家生命的要素是什么,得到的答案都不太一样,但可能大部分都包括,自主,新陈代谢,自我复制,生存本能,进化和适应.那我们能不能用计算机来实现这些过程呢, 目前许多人都认为这是绝对不可能的,理由诸如, 计算机只能执行程序指令,计算机本身什么都做不了,也就没办法自主. 计算机无法像生物一样从环境中获取能量进行新陈代谢. 计算机不能复制自身,就像DNA复制那样,DNA中包含有描述自身的信息用于复制,而计算机不行 计算机不关心自己能不能生存是不是成功, 计算机本身无法进化或适应,它只能严格依照程序员预先设定的方式变化,
虽然很多人相信这些观点,但是它们都在人工生命领域被各种方式否定了,这里我们先来看计算机中的自我复制, 有管观点认为计算机中的自我复制会导致无穷反复
举个例子 一个程序的第一句是
hello world
我们要复制出这个程序的第一句就要再加一句
print("hello,world")
意思就是把hello,world打印出来,这样的话我们这一个程序中就有了两行程序,可我嘛呢要将这个程序完整复制出来,第一句已经复制,那我们就还要打印出第二句
print("print("hello,world")")
现在的确第一和第二句都打印复制了出来,可又出现了第三行,恐怕这么下去,我们就要一直套娃下去了.
而冯·诺伊曼,最早设计电子计算机的人之一,他在生命的最后岁月致力于解决机器如何才能复制自身的问题,并给出了一个自我复制的机器的完整设计,本书的作者受"自复制自动机"启发展示了一段自复制计算机程序阐述其基本原则.我在此也写了一段程序供大家理解,下面来看代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
freopen("cc1.cpp","r",stdin); //表示从cc1.cpp文件中读取信息,也就是本文件
freopen("out.cpp","w",stdout); //表示将复制的结果输出到out.cpp文件中
string a; //定义一个变量用作零时储存
//以下的循环结构开始读取本文件信息并输出,直到将程序完整复制输出
do{
getline(cin,a);
cout<<a;
if(a!="}"){cout<<endl;}
}
while(a!="}");
return 0;
}
而此程序自我复制的本质,就在于,刚刚程序的代码,既作为程序的指令,又作为这些指令使用的数据,从而规避了之前程序无限套娃的情形. 也成为"自指",字面意思理解就好.
而对用这种信息的双重使用,就顺带一提 哥德尔悖论, 他的自指句"这个命题是不可证的"体现的就是这一点.
即 我说 "这个命题是不可证的". 那么这句话本身就需要是可证明的. 可如果证明了"这个命题是不可证的". 根据这句话便可得知 这个命题是不可证的. 如此套娃,就是 哥德尔悖论的核心.
我们切回正题,对于刚刚的自复制程序,学过计算机的朋友可能知道,执行这个程序的时候,并不是这个程序自己便能自动执行,执行的过程是在编译好程序后由要操作系统来完成的,也就是说执行器完全外在于程序本身. 然而对于DNA来说,DNA不仅包含了自复制的"程序",同时也编码了它自己的解释器,从而能够执行自己的自复制"程序"
冯·诺伊曼的自复制自动机(当然他给出了数学描述,没有真正建造).也是与DNA一样,既包含自我复制的程序,也包含解释自身程序的机制,是完整的自我复制机器.比我所演示的自复制程序要复杂的多. 冯·诺伊曼设计的自复制自动机是人工生命科学真正的先驱之一,从原则上证明了自我复制机器的确是可能的,而后来也证明了其于生物的自我复制机制惊人的相似.
而目前也有许多文章描述了自复制纳米机器人的可能性.当然,也还都没有应验. 不过<复杂>此书写于多年以前,我在写文稿的时候查询的一些资料,好像已经有一些能够进行自复制的人造生命体了,感兴趣的话大家可以自行查询.
