計算創世紀：生命即代碼，代碼即生命，自然如斯，技術亦然

原標題：計算創世紀：生命即代碼，代碼即生命，自然如斯，技術亦然
文章來源：人工智能學家
內容字數：50576字

科技世代：生命即代碼，代碼即生命

本文探討了生命與計算的深刻聯系，認為生命本質上是計算過程，并通過模擬實驗驗證了這一觀點。文章由Blaise Agüera y Arcas撰寫，發表于2024年8月19日。

1. 生命起源：無生源論與共生

文章首先回顧了生命起源的爭論，介紹了“RNA世界”和“代謝優先”兩種理論。作者強調，生命起源并非單一，而是多個簡單復制實體通過共生，逐步演化成更復雜系統的過程。真核細胞的形成以及多細胞生命的出現都是共生的例證，這與達爾文漸進式進化論有所不同，突顯了重大進化轉變的跳躍性。

2. 計算的本質：圖靈機與馮·諾依曼架構

文章指出，對生命現象的理解受益于計算機科學。圖靈機理論奠定了通用計算的基礎，而馮·諾依曼架構則將理論轉化為現實。作者解釋了通用圖靈機的核心要素：指令改變環境，并具備條件分支能力。這為理解生命與計算的聯系提供了理論框架。

3. 功能主義：功能而非機制

文章強調，大腦和計算機都由其功能而非機制定義。通過神經元替換的思維實驗，作者說明功能的重要性。DNA作為“程序”的觀點并非比喻，而是事實。圖靈測試的意義在于，當程序功能上與人類智能無異時，即可認為其具有智能。

4. 自我復制：馮·諾依曼的預見

馮·諾依曼設想了一種由標準化部件組成的自器，這與生物體繁殖的機制相符。他提出“機器A”（執行指令）和“機器B”（復制指令）的概念，這與DNA、DNA聚合酶和核糖體的功能對應，預見了生命自我復制的機制。

5. 生命與計算的等價性

文章指出，生物計算和數字計算存在差異，但本質上都是計算。生物計算具有隨機性、大規模并行性和微妙的反饋效應，這使得人工推理生物計算非常困難。然而，圖靈的通用計算理論表明，所有計算本質上是等價的，任何生物系統能計算的函數，圖靈機也能計算。

6. 人工生命：模擬實驗

作者及其團隊通過模擬實驗，利用Brain編程語言，在一個包含大量隨機代碼的“湯”中，模擬了生命自發出現的過程。實驗結果表明，在允許計算的環境中，具備噪聲源和足夠時間，生命（即自復制程序）會自發出現。這支持了生命依賴計算的觀點。

7. 熱力學與計算的統一

文章將熱力學與計算理論相結合，解釋了生命看似違反熱力學第二定律的現象。生命系統需要能量輸入，而計算過程本身就消耗能量，產生熱量。生命作為統計過程的可預測結果，而非神秘莫測的現象。

8. 復雜性：共生而非單純的達爾文選擇

模擬實驗現的復雜性并非單純的達爾文選擇結果，而是共生作用的結果。不完美的不斷組合，協同工作，產生比單獨更強大的，從而導致復雜性的指數級增長。

9. 生態系統：生命與技術的統一

文章總結道，生命是代碼，代碼是生命。生命在各個尺度上都是一個生態系統，技術與自然并非截然不同，而是生命演化的最新階段。技術系統也具備目的性，并以某種方式在復制和演化。人與技術的共生關系是人類最新的重大進化轉變。

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作者簡介：致力成為權威的人工智能科技媒體和前沿科技研究機構