人工生命的发展及看法 .pdfVIP

人工生命 摘要 ： 介绍了人工生命学科的产生、发展以及人工生命的定义、研究内容和研究方 法。系统总结了人工生命研究领域的主要研究成果 关键词 ：人工生命;生命现象;生命行为; 1、 人工生命的产生与发展 生命的本质是什么?什么是人工生命？生命科学、计算机科学、非线性科学、复杂系统 理论、人工智能等不同领域的研究者们从不同的学科视角和不同的学术观点,对上述问题进 行了艰苦的探索,为人工生命学科的产生与发展奠定了坚实的基础。 二十世纪，许多研究人工生命的科学家都在一直想象可以将生命的过程重演，也是在 产生了生命科学的大进步。其中，人工合成的蛋白质在实验室诞生 ,DNA 双螺旋结构的实 验使基因理论达到了分子生物学水平,遗传学和基因工程等为生命科学的研究提供了有力 的工具,克隆技术实现了哺乳动物的无性繁殖。 计算机科学领域的专家们则在计算机上对生命现象和智能行为进行过程仿真,从而再 现生命的某些特征。 仿生学(Bionics) 是 60 年代前后发展起来的以类似于生命系统的方式运行的系统科 学。它曾掀起生命科学领域研究的热潮 ，但是由于遇到生物原型、数学模型的困难,受到当 时电子、计算机、光机电一体化工程技术水平的限制,仿生学的发展逐渐冷落。 但是，计算机与人工生命的结合使人工生命的研究有了更大的发展。专家们利用计算 机模拟了自己对于人工生命的研究结构模型。然后在经过各种推理和事实来证明自己对人 工生命的研究是否正确。 2、人工生命观 C.Langton 是人工生命的创始人，他对人工生命有以下几点定义： 2.1 人工生命学科的定义 C.Langton 提出: “人工生命是研究展示自然生命系统行为特征的人造系统的学科”。 其中，“行为”是人们所能看到的比如说：从小树长到大树的过程，生命的繁殖、代谢、 消亡等等。但是，意识、思维并不是行为。 2.2 人工生命学科的研究范围 C.Langton 提出: “通过将生物学的经验性基础拓展到地球上已进化的碳链生命范围之 外,人工生命把 ‘已知的生命形式’定位于 ‘可能的生命形式’的广阔图象中,从而可对理论 生物学作出贡献”。 “人工生命”是由工程技术制造的非碳链的、基于计算机和其他媒体的可能形式的生 命,。由 “克隆技术”、“基因工程”等生物科学方法和技术制造的“克隆动物”、“转基因动 物”属于碳链生命,显然不在 C. Langton 定义的人工生命的研究范围内。 3、 人工生命的研究成果 “人工生命学科”诞生十几年来,在“细胞级”、“器官级”、“个体级”和“群体级”人 工生命等方面取得了丰硕的研究成果。例如: 3.1 数字社会 数字社会是由各个行为者自组织形成的, 即由各个行为者在简单规则的支配下,与人工 环境交互作用突现形成的。数字社会的行为者是能够随时间发生变化或者具有适应性的数 据结构,具有遗传特性、文化特性及行为规则。。它包含: ①一群具有自主性的行为者; ②一 个独立的生存环境; ③管理者、行为者与环境之间以及环境中各个不同要素之间相互作用 的规则。 3.2 人工脑 人工脑不仅能够自发地形成新的功能,而且能够自主地形成自身的结构。研制者并不想 单纯地再现生物大脑的功能和结构,而是想开发出在某些方面优于 “生物脑”的信息处理系 统。 3.3 虚拟生物 “交互式计算机装置”是他的代表，在实时交互式环境中 ，用户可以自己创造人工生 物,与它们交互作用并观察它们的进化过程。。虚拟的“人工生物”,不仅具有逼真的、生动 的外观形象,而且具有内在的习性和偏好,具有对外界环境的感知能力以及产生意图、作出反 应、控制运动、实现有 目的行为等生命特征。 4、 结论： 人工生命是关于展示自然生命系统行为特征的人造系统，人工生命是用综合法来研究 生命的领域,研究中应特别注意考察生命的“突现”性质。自然生命系统行为是由非线性系 统自发“突现”出来的。。通过群体中个体之间的相互作用,个体在低级组织中的集合常可 产生新特征。该特征不仅仅是个体的叠加,而是总体上自发“突现”的新特征。这样的现象 可见于自然界的所有领域,但在生命系统中更为明显。 5、参考文献: [1]史忠植