計算創(chuàng)世紀(jì)：生命即代碼，代碼即生命，自然如斯，技術(shù)亦然

原標(biāo)題：計算創(chuàng)世紀(jì)：生命即代碼，代碼即生命，自然如斯，技術(shù)亦然
文章來源：人工智能學(xué)家
內(nèi)容字?jǐn)?shù)：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(lián)系，認(rèn)為生命本質(zhì)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(fā)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(yōu)先”兩種理論。作者強(qiáng)調(diào)，生命起源并非單一，而是多個簡單復(fù)制實體通過共生，逐步演化成更復(fù)雜系統(tǒng)的過程。真核細(xì)胞的形成以及多細(xì)胞生命的出現(xiàn)都是共生的例證，這與達(dá)爾文漸進(jìn)式進(jìn)化論有所不同，突顯了重大進(jìn)化轉(zhuǎn)變的跳躍性。

2. 計算的本質(zhì)：圖靈機(jī)與馮·諾依曼架構(gòu)

文章指出，對生命現(xiàn)象的理解受益于計算機(jī)科學(xué)。圖靈機(jī)理論奠定了通用計算的基礎(chǔ)，而馮·諾依曼架構(gòu)則將理論轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實。作者解釋了通用圖靈機(jī)的核心要素：指令改變環(huán)境，并具備條件分支能力。這為理解生命與計算的聯(lián)系提供了理論框架。

3. 功能主義：功能而非機(jī)制

文章強(qiáng)調(diào)，大腦和計算機(jī)都由其功能而非機(jī)制定義。通過神經(jīng)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(dāng)程序功能上與人類智能無異時，即可認(rèn)為其具有智能。

4. 自我復(fù)制：馮·諾依曼的預(yù)見

馮·諾依曼設(shè)想了一種由標(biāo)準(zhǔn)化部件組成的自器，這與生物體繁殖的機(jī)制相符。他提出“機(jī)器A”（執(zhí)行指令）和“機(jī)器B”（復(fù)制指令）的概念，這與DNA、DNA聚合酶和核糖體的功能對應(yīng)，預(yù)見了生命自我復(fù)制的機(jī)制。

5. 生命與計算的等價性

文章指出，生物計算和數(shù)字計算存在差異，但本質(zhì)上都是計算。生物計算具有隨機(jī)性、大規(guī)模并行性和微妙的反饋效應(yīng)，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(zhì)上是等價的，任何生物系統(tǒng)能計算的函數(shù)，圖靈機(jī)也能計算。

6. 人工生命：模擬實驗

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

7. 熱力學(xué)與計算的統(tǒng)一

文章將熱力學(xué)與計算理論相結(jié)合，解釋了生命看似違反熱力學(xué)第二定律的現(xiàn)象。生命系統(tǒng)需要能量輸入，而計算過程本身就消耗能量，產(chǎn)生熱量。生命作為統(tǒng)計過程的可預(yù)測結(jié)果，而非神秘莫測的現(xiàn)象。

8. 復(fù)雜性：共生而非單純的達(dá)爾文選擇

模擬實驗現(xiàn)的復(fù)雜性并非單純的達(dá)爾文選擇結(jié)果，而是共生作用的結(jié)果。不完美的不斷組合，協(xié)同工作，產(chǎn)生比單獨更強(qiáng)大的，從而導(dǎo)致復(fù)雜性的指數(shù)級增長。

9. 生態(tài)系統(tǒng)：生命與技術(shù)的統(tǒng)一

文章總結(jié)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(tài)系統(tǒng)，技術(shù)與自然并非截然不同，而是生命演化的最新階段。技術(shù)系統(tǒng)也具備目的性，并以某種方式在復(fù)制和演化。人與技術(shù)的共生關(guān)系是人類最新的重大進(jìn)化轉(zhuǎn)變。

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