人工生命
人工生命（英語：Artificial life），指通過人工模擬生命系統，來研究生命的領域，是由人工智能產生的概念。最先由計算機科學家克里斯托弗·蘭頓於1987年在洛斯阿拉莫斯國家實驗室召開的「生成以及模擬生命系統的國際會議」上提出。
概論
[編輯]該領域的本質
[編輯]雖然人工生命（AL）領域與人工智能（AI）領域的確有明顯的重疊區，但他們有截然不同的初衷和演生史。以研究是否以及如何實現模擬智能的人工智能研究，早在計算機誕生後的初期就已經興起；然而以試圖澄清自然行為的本質的人工生命的研究者們，可以說一直不知其他人在做類似的工作而孤軍作戰。直到80年代末，這個領域才正式的誕生。
兩種主導觀念
[編輯]強人工生命：主張「生命系統的演化過程，是一個可以從任何特殊媒介物中抽象出來的過程」（約翰·馮·諾伊曼）。值得注意的是，Tom Ray在Tierra模擬試驗中第一次展示了：進化過程在有着搶佔計算機存儲空間之爭的電腦程式的某種群體中極易發生。
弱人工生命：認為透過非碳基「生命過程」的生成是不可能的；他們的研究不是去模擬這一過程，而是試圖去理解單個的現象。通常通過基於因子的模型進行研究，它通常可提供最簡的可能結論，就是：我們不知道自然界中的什麼生成了這種現象，但是它的生成可以很簡單。
發展現狀
[編輯]這個領域需要運用很多電腦程式與計算機模擬，包括進化計算、進化算法（EA）」、遺傳算法（GA）」、遺傳編程（GP）」、群體智能（SI）、蟻群優化（ACO）、人工化學（AC）、個體為本模型和細胞自動機（CA）。這些領域通常被視作AL的亞領域，這些領域的論題以及其他一些暫時未歸於其他領域的相關技術問題，在他們獨立門戶之前，也是在人工生命的會議上討論的。
在很多如語言學、物理學、數學、哲學、計算機科學、生物學、人類學，以及社會學等學科中，有爭議的非常規的計算性以及理論性的嘗試也可以在這裏討論。這是一個曾在歷史上有爭議的領域，約翰·梅納德·史密斯（John Maynard Smith）在1995年曾批判部分AL工作為「脫離事實的科學」，此外人工生命也沒有廣泛的得到生物家們的注意。然而，近來相關論文在讀者面廣泛的《科學》和《自然》上的發表，證明這一領域的技術，至少作為研究進化的一個方法，正在被主流接受。
被模擬的生命系統特性和能力
[編輯]人工生命是藉助計算機以及其他非生物媒介，實現一個具有生物系統應有特徵的過程或系統。這些可實現的生物系統具有的特徵包括：
- 繁殖可以通過數據結構在可判定條件下的翻倍實現。同樣，個體的死亡，可以通過數據結構在可判定條件下的刪除實現；有性繁殖，可通過組合兩個個體的數據結構特性的數據結構生成的方式實現。
- 進化可通過模擬突變，以及通過設定對其繁殖能力與存活能力的自然選擇的選擇壓力實現。
- 信息交換與處理能力模擬的個體與模擬的外界環境之間的信息交換，以及模擬的個體之間的信息交換，即模擬社會系統。
- 決策能力通過人工模擬腦實現。可以以人工神經網絡或其他人工智能結構實現。
其他
[編輯]商業上，人工生命還被引入計算機遊戲領域，如電腦遊戲Creatures。在這個遊戲中，可以產生原始的有學習能力的、有遺傳物質和代謝的人工生命。相關遊戲還有Tamagotchi。
著名模型有Tom Ray的Tierra模型和約翰·何頓·康威的生命遊戲。
此外還有蠕蟲病毒和計算機病毒。這些程序同時具有複製和進化特性，而計算機病毒已經發展到了具有原始的信息交換功能。然而，決策能力仍然未在這些自行傳播的代碼中發現。
碼雲有一個"人工生命"項目，它通過電腦模擬，證實了完全隨機分佈的神經元，生物可以進化出眼睛和運動器官，進行「自主」找食行為。這是一個可視化計算機模擬程序：https://gitee.com/drinkjava2/frog （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
參見
[編輯]參考文獻
[編輯]- Gelman, Rony Gallery of Automata. (HTML) URL accessed on 2006-03-03
- Casti, John L. (1997). Would-Be-Worlds. John Wiley & Sons, Inc. New York ISBN 0-471-12308-0
- Casti, John L. & DePauli,W.著; 劉曉力,葉闖譯 (2002). Goedel: A Life of Logic
- Casti, John L.約翰.L.卡斯蒂著; 王千祥等譯(1998) 虛擬世界-計算機仿真如何改變科學的疆域
- Christoph Adami, Introduction to Artificial Life with CD-ROM. TELOS, The Electronic Library of Science. 1998. XVIII, 374 p. Gebunden. 858gr. ISBN 0-387-94646-2, KNO-NR: 07 34 28 52 (Springer, Berlin)
- Levy, Steven (1992). Artificial Life: A Report from the Frontier Where Computers Meet Biology. Vintage Books: Random House, New York. ISBN 0-679-74389-8
- Steven Levy, KL - Künstliches Leben aus dem Computer, 1993, ISBN 3-426-26477-3, Droemer Knaur
- Rudy Rucker (1993). Artificial Life Lab. Waite Group Press. ISBN 1-878739-48-4
- Ward Mark (1999). Virtual Organisms. Macmillan Publishers Ltd. ISBN 0-333-7482-8