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1704532688 复杂经济学:经济思想的新框架 [:1704531144]
1704532689 新技术的涌现
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1704532691 在我们的基本实验设计中,当经过了25万个进化步骤之后,被发明出来的最复杂的电路如下:
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1704532693 8路异或、8路与、8路或、3路按位异或、4位等于、3位小于以及4位加法器。
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1704532695 而在一个更加精简的实验设计中,当经过了25万个进化步骤之后,这个人工系统创造了一个8位加法器。它能够正确地进行8位加法,这并不是一个轻而易举的事情。在基本实验设计中,上述电路被发明出来的顺序在不同的实验中是不同的,而且也不是所有这些电路都一定会在一个实验中进化出来。
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1704532697 在实验的初期,一些简单的目标得到了实现。从图7-1中,我们可以看出,即便是对于简单的电路,也出现了一些并非显而易见的实现方法。这些电路随后被封装起来以备进一步地使用。
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1704532702 图7-1 为了实现简单目标而“发明”的两种电路
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1704532704 随着进化过程的进一步展开,更复杂的电路开始由更简单的电路中被构建出来。如图7-2所示,二位加法器电路的出现,需要利用支持技术TECH-712。而后一种电路正是“中间技术”的一个很好的例子:它对满足二位加法器这个特定目标有用,但是仅凭自身是不能满足这个目标的,因为低阶位输出,即左侧位输出的计算是不正确的。二位加法器的正确电路由TECH-712电路,再加上一个能够修正该误差的电路构成。
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1704532709 图7-2 利用TECH-712实现“2位加法器”的目标
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1704532711 因为低阶位在左侧,对于多位加法器,各输入位是交叉的。
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1704532713 在我们这些进化出来的电路中,还包括了部分未被使用的电路。图7-3右侧所示的三位加法器就是一个例子。在实验过程中,这种“冗余”通常很快会消失,因为成本“不那么昂贵”的电路,很快就会替换掉“不必要地复杂”的电路。
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1704532718 图7-3 带有一个未连接模块的“4位加法器”电路
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1704532720 我们这些实验都是从“与非”这种原始电路开始的。而在另外一些实验中,我们则以“蕴含”电路为原始电路。同样地,在那些实验中,复杂的电路也进化出来了。该过程从“蕴涵”这种原始电路构建出了“非”“与”“异或”,然后进一步构建出了更加复杂的电路。
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1704532722 乍一看来,像8位加法器这样的电路自动涌现出来,似乎也不是什么特别了不起的事情。但是我们一定要考虑到组合的巨大可能性。如果一个组件有n个输入和m个输出,那么就会有(2m)(2n)个可能的表型,而且每一个表型都可以通过大量不同的电路得以实现。例如,8位加法器具有16个输入和9个输出,它只是有16个输入和9个输出的这类电路超过10177 554个表型之一。由此可见,通过25万个步骤的随机组合发现8位加法器这种电路的可能性,是完全可以忽略不计的。因此,我们的实验或者说算法发明复杂电路的途径只能是:首先满足更简单的需求,并将其结果作为构件以自展方式去满足更复杂的需求。
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1704532724 复杂经济学:经济思想的新框架 [:1704531145]
1704532725 技术的扩展
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1704532727 要讨论技术的扩展(build-out),我们需要先给出两个定义。首先,我们把所有用到过的手段和设备,即我们这个实验中的所有电路的集合称为“常设技术储备”(standing reserve)。其次,我们把当前可用的,以及现在正被使用的,且没有被替换掉的技术的集合称为“活跃技术储备”(active repertoire)。
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1704532729 在图7-4给出的三条曲线中,有一条显示的是随着时间的推移,“常设技术储备”,即所有被发明出来的技术的集合的扩增曲线,那是一条单调上升的曲线。相比之下,表示“活跃技术储备”,即当前实际使用的技术的数量的曲线,则不是单调的。这表明重要的发明使得旧的技术过时了。图7-4还表明,系统满足真实功能“需求”的能力得到了持续的改进,这一点从不断增加的替换数可以看得很清楚。
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1704532731 图7-4的时间轴,即横轴上有一些标记,它们标明了一种需求得到了满足的时间。一开始,进展相当缓慢,在实验运行的早期,也完全没有达成任何目标。在一段时间之后,一些功能性“物种”开始出现,并导致更多“物种”的出现。然而,进化过程并不平滑。从图形直观上看,整个过程被不时出现的若干个组分隔开来了。这是因为,每当一项关键技术,即关键的构件或组件被“发现”后,就会快速地“启动”其他技术。例如,在发明了一个“或”电路之后,可以用于3位“或”、4位“或”、5位“或”,以及按位“或”运算的电路就紧随而至了。这些关键构件一旦出现,就能够迅速地激发大量进一步的技术出现。它们在现实世界也有与之相对应的例子,如读者可以想一想蒸汽机、晶体管或者激光,生物进化中物种的扩增也有类似之处。
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1704532733 发明的顺序也很重要。虽然“非”是比“蕴涵”更简单的逻辑函数,但是在某些实验中,“蕴涵”电路可能先被发现,并被作为关键构件使用。
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