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“单步骤”选择与“累积”选择的根本差异是这样的。任何实体的秩序,例如卵石或其他东西,若由“单步骤”选择造成,就是一蹴而就的。在“累积”选择中,选择结果会“繁衍”;或以其他的方式,一次筛选的结果成为下一次筛选的原料,下一次筛选的结果,又是下下一次筛选的原料,如此反复地筛选下去。实体必须经过许多连续“世代”的筛选。一个世代经过筛选后,就是下一个世代的起点,如此这般每个世代都经过筛选。“繁衍”、“世代”两个词通常用在生物身上,我们借用它们是很自然的,因为生物是“累积选择”主要的例子。也许实际上生物是唯一的例子。但是目前我会暂时搁置这个议题。
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天上的云经过风的随机捏揉、切割,有时看来会像我们熟悉的事物。有一张流传很广的照片,显示耶稣的面庞在云中凝视世人,那是一位小飞机驾驶员拍的。我们都看过让我们想起什么的云,像是海马,或一张微笑的面孔。这种相似是“单步骤选择”造成的,换言之,“如有雷同,纯属巧合”,因此并不令人惊艳。夜空中的星座,要是你拿它们的名字对号入座的话,也不会感到惊艳,就像星象家的预言一样,不信的话,告诉我天蝎、狮子、白羊什么的在哪里。生物适应就不同了,总令人觉得不可思议。而生物适应是“累积选择”的产物。一只虫与一片叶子的相似程度,或一只螳螂与一丛粉红花的相似程度,我们会以不可思议、诡异、壮观等词来描述。一朵像黄鼠狼的云,并不能让我们目不转睛,连提醒身边的友人都不值得。此外,那朵云究竟像什么,我们也很容易改变心意。《哈姆雷特》第三幕第二景就有一段对话:
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哈姆雷特(王子):你看见天边那朵云吗?像头骆驼的?
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波罗纽斯(首席国政顾问):很大的那一朵?真像骆驼,没错。
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哈姆雷特:我觉得像一只黄鼠狼。(Methinks it is like a weasel.)
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波罗纽斯:它确实像只拱起背的黄鼠狼。
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哈姆雷特:或像一头鲸鱼?
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波罗纽斯:很像一头鲸鱼。
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有人说过—我忘了谁是第一个—给猴子一台打字机,让它在上面随意乱敲,只要时间足够,整套莎士比亚作品都能打出来。当然,关键在“只要时间足够”。让我们对这只猴子面临的任务做些限制。假定我们只期望它打出一个短句子,而不是整套莎翁作品,就说是“我觉得像一只黄鼠狼”好了,我们给它的打字机也是简化的,只有26个大写字母键,外加一个空位键。这只猴子需要多少时间才打得出这一个短句子?
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莎士比亚写这个句子,使用了23个字母,其中穿插了5个空位。我们假定猴子不断地尝试,每次都敲28次键。一旦敲出了正确的句子,实验就结束。要是不正确,它就得继续尝试。我不认得任何猴子,好在我有个女儿,才11个月大,对随意乱搞很有经验,我告诉她我想找猴子做的实验后,她就迫不及待地想扮演那只猴子。她在电脑上打出的实例我放在这页上,读者也许能够欣赏。
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由于她另有要务,我只好写一个计算机程序,仿真一个随意敲键的孩子,或猴子,这里也有一些例子可以参考。
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这个程序就这样不断制造产品—将随机敲到的28个键在银幕上显示出来(或打印)。要花多少时间才能敲出“我觉得像一只黄鼠狼”呢?想想所有可能敲出来的字母串共有多少—每串是任意按28个键的结果。我们必须做的计算与前面做过的血红蛋白分子一样,结果也是同样大的数字。敲第一个键时,有27种选择(不区分空位键与字母键,26个字母键加1个空位键),敲到正确字母的概率是1/27。头两个键都碰巧正确的机会是1/27乘以1/27,等于1/729,因为第二个键敲对的概率,与第一个键相同,可是头两个键都要正确的话,得在第一个键敲对了之后才算第二个键。这个句子全部28个字母都正确的概率,因此是1/27的28次方,就是1/27自乘28次。结果是一个非常小的数字,难以想象的小,以分数表现的话,分子是1,分母是1后面跟着40个0。说得委婉些,这个句子要花很久才敲得出来,什么《莎士比亚全集》就算了吧。
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随机变异中的“单步骤选择”已经谈得够多了,让我们回头谈谈“累积选择”。“累积选择”会更有效率吗?效率能提升多少?答案是:有效率多了,即使我们开始觉得这是一个很有效率的过程,也可能低估它的效能。但是只要你仔细再想想,就会发现惊人的效率几乎是必然的结果。我们要再度使用电脑替代猴子,但是我们会对程序做一个关键的修改。一开始这个程序会随机按28次键,例如:
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