落霞小說

第四章 基因機器 · 2

[英]理查德·道金斯2018年11月26日Ctrl+D 收藏本站

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計算機下棋的水平如今還未能達到象棋大師那樣的水平,但它足以與一個優秀的業余棋手相媲美。更準確的說法是,計算機的程序足以與一個優秀的業余棋手相媲美,因為程序本身對使用具體哪一臺計算機來表演其技巧是從不苛求的。那么,程序員的任務是什么呢?第一,他肯定不像一個演木偶戲的牽線人那樣每時每刻操縱計算機。這是作弊行為。他編好程序,把它輸入計算機內,接著計算機便獨立操作:沒有人進行干預。除了讓對手把他的一著按入機內。程序員是否預先估計到一切可能出現的棋步,從而編好一份長長的清單,列出針對每一種情況的妙著?當然不是這樣。因為在棋局中,可能出現的棋步多如恒河沙數,就是到了世界末日也編不出一份完備的清單來。也是出于同樣的理由,我們不可能為計算機編制這樣一份程序,使它能在“電腦”里事先走一次所有可能出現的棋步,以及所有可能的應著,以尋求克敵制勝的戰略。不同的棋局比銀河里的原子還要多。這些僅僅是瑣細的問題,說明為下棋的計算機編制程序時面臨的難題,事實上這是一個極難解決的難題。即使是最周密的程序也不能和象棋大師匹敵,這是不足為奇的。

程序員的作用事實上和一個指點他兒子怎樣下棋的父親差不多。他把主要的走法提綱摯領地告訴計算機,而不是把適用于每一種開局的各種走法都告訴它。他不是用我們日常使用的語言逐字地說,“象走田”,而是用數學的語言這樣說,“象的新坐標來自老坐標,程序是在老坐標X以及老坐標Y上加上同一個常數,但其符號不必相同。”實際上使用的語言當然更簡潔些。接著他可以再把一些“忠告”編入程序內,使用的是同樣的數學或邏輯語言,其大意如果用我們日常的語言來表達,不外乎“不要把你的王暴露在敵前”,或一些實用的訣竅,如一馬“兩用”,同時進攻對方兩子。這些具體的走法是耐人尋味的,但講下去未免離題太遠。重要的是,計算機在走了第一步棋之后,就需要獨立操作,不能指望它的主人再作任何指點。程序員所能做的一切只是在事先竭盡所能把計算機部署好,并在具體知識的提供以及戰略戰術的提示兩者之間取得適當的平衡。

基因也控制它們所屬生存機器的行為,但不是像直接用手指牽動木偶那樣,而是像計算機的程序員一樣通過間接的途徑。基因所能做到的也只限于事先的部署,事后生存機器在獨立操作時它們只能袖手旁觀。為什么基因如此缺乏主動精神呢?為什么它們不把韁繩緊握在手,隨時指揮生存機器的行為呢?這是因為時滯造成的困難。有一本科幻小說,它通過比擬的手法非常巧妙地說明了這個問題。這本扣人心弦的小說是霍伊爾(Fred Hoyle)和埃利奧特(John Elliot)合著的《仙女座的A》(A for Anelro meda)。像一切有價值的科幻小說一樣,它有一些有趣的科學論點作為依據。可是,說也奇怪,這本小說對其中一個最重要的科學論點似乎有意避而不談,而是讓讀者自己去想象。如果我在這里把它和盤托出,我想兩位作者不會見怪吧。

離開我們200光年之遙的仙女座里有一個文明世界[*]。那里的人想把他們的文化傳播到一些遠方的世界去。怎樣做才是最好的辦法呢?直接派人走一次是不可能的。在宇宙中,你從一個地方到另外一個地方的最大速度,理論上不能超過光速這個上限,何況實際上由于機械功率的限制,最高速度要比光速低得多。

[*]《仙女座的A》(A for Andromeda)與它的續集《仙女座大爆發》(Andromeda Breakthrough)在描述那個外星文明的位置時出現了偏差,究竟是在那異常遙遠的仙女座星系呢,還是像我所說的這樣,就是在仙女星座其中一個較近的恒星旁。在第一本小說里,那個行星距我們200光年遠,當然還在我們銀河系內。而在續集中,同樣的那個外星文明卻被放在了仙女座星系,足足有200萬光年遠。讀者們可以根據你們自己的興趣來選擇究竟應該是200或者200萬,這對我將要描述的故事不會有絲毫影響。

弗雷德·霍伊爾是這兩本小說的作者,也是一名卓越的宇航員以及我最愛的科幻小說《黑云》的作者。他在小說中顯露的超凡的科學背景與他最近幾本與魏克拉瑪辛訶合著的書中的廢話形成了強烈的對比。他們對達爾文主義的曲解(將其當做一個純概率的理論)以及他們對達爾文本人惡毒的攻擊對證明他們那個吸引人的(盡管不怎么可信)關于星際生命起源的推測毫無幫助。出版商們應該改變這個誤解,即一個學者對某一領域的精通意味著他也是另外一個領域的權威。而在這個誤解還沒有消除之前,知名學者們應該抵御對其濫用的誘惑。

此外,在宇宙中,可能并沒有那么多的世界值得你去走一趟,你知道朝哪一方向進發才會不虛此行呢?無線電波是和宇宙其余部分聯系的較理想的手段,因為,如果你有足夠的能量把你的無線電信號向四面八方播送而不是定向發射的話,能收到你的電波的世界就非常多(其數目與電波傳播的距離的平方成正比)。無線電波以光速傳播,也就是說,從仙女座發出的信號要經過200年才能到達地球。這樣遠的距離使兩地之間無法進行通話。就算從地球上發出的每一個信息都會被12代的人一代一代地傳達下去,試圖和如此遙遠的人進行通話無論如何也是勞民傷財的。

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這是個我們不久就要面臨的實際問題。地球與火星之間,無線電波要走4分鐘左右。毫無疑問,太空人今后必須改變談話的習慣,說起話來不能再是你一句我一句那樣,而必須使用長長的獨白,自言自語。這種通話方式與其說是對話,不如說是通信。作為另外一個例子,佩恩(Roger Payne)指出,海洋的音響效果具有某些奇特的性質,這意味著弓背鯨發出的異常響亮的“歌聲”在理論上可以傳到世界各處,只要它們游在海水的某一特定深度上。弓背鯨是否真的彼此進行遠距離通話,我們不得而知。如果真有其事的話,它們所處的困境就像火星上的宇航員一樣。按照聲音在水中傳播的速度,弓背鯨的歌聲傳到大西洋彼岸然后等對方的歌聲再傳回來,前后需要兩小時左右。在我看來,弓背鯨的獨唱往往持續8分鐘,其間并無重復之處,然后又從頭唱起,這樣周而復始地唱上好多遍,每一循環歷時8分鐘左右,其原因就在于此。

小說中的仙女座人也是這樣做的。他們知道,等候對方的回音是沒有實際意義的,因此他們把要講的話集中在一起,編寫成一份完整的長篇電文,然后向空間播送,每次歷時數月,以后又不斷重復。不過,他們發出的信息和鯨魚的卻大相徑庭。仙女座人的信息是用電碼寫成的,它指導別人如何建造一臺巨型計算機并為它編制程序。這份電文使用的當然不是人類的語言。但對熟練的密碼員來說,幾乎一切密碼都是可以破譯的,尤其是密碼設計者本來的意圖就是讓它便于破譯。這份電文首先被班克(Jodrell Bank)的無線電望遠鏡截獲,電文最后也被譯出。按照指示,計算機終于建成,其程序亦得以付諸實施。結果卻幾乎為人類帶來災難,因為仙女座人并非對一切人都懷有利他主義的意圖。這臺計算機幾乎把整個世界置于它的獨裁統治之下。最后,主人公在千鈞一發之際用利斧砸碎了這臺計算機。

在我們看來,有趣的問題是,在哪一個意義上我們可以說仙女座人在操縱地球上的事務。他們對計算機的所作所為無法隨時直接控制。事實上,他們甚至連計算機已經建成這個事實也無從知道,因為這些情況要經過200年才能傳到他們耳中。計算機完全獨立地作出決定和采取行動。它甚至不能再向它的主人請教一般的策略性問題。由于200年的障礙難以逾越,一切指示都必須事先納入程序。原則上,這和計算機下棋所要求的程序大致相同,但對當地情況具有更大的靈活性和適應能力。這是因為這樣的程序不僅要針對地球上的情況,還要針對具有先進技術的形形色色的世界,這些世界的具體情況仙女座人是心中無數的。

正像仙女座人必須在地球上有一臺計算機來為他們逐日作出決定一樣,我們的基因必須建立一個大腦。但是基因不僅是發出電碼指示的仙女座人,它們也是指示本身,它們不能直接指揮我們這些木偶的理由也是一樣的——時滯。基因是通過控制蛋白質的合成來發揮作用的。這本來是操縱世界的一種強有力的手段,但必須假以時日才能見到成效。培養一個胚胎需要花上幾個月的時間去耐心地操縱蛋白質。另一方面,關于行為的最重要的一點是行為的快速性。用以測定行為的時間單位不是幾個月而是幾秒或幾分之一秒。在外部世界中某種情況發生了:一只貓頭鷹掠過頭頂,沙沙作響的草叢暴露了獵物,接著在頃刻之間神經系統猛然行動,肌肉躍起;接著獵物得以死里逃生,或成為犧牲品。基因并沒有這樣快的反應時間。和仙女座人一樣,基因只能竭盡所能在事先部署一切,為它們自己建造一臺快速執行的計算機。使之掌握基因能夠“預料”到的盡可能多的各種情況的規律,并為此提出“忠告”。但生命和棋局一樣是變幻莫測的,事先預見到一切是不現實的。像棋局的程序編制員一樣,基因對生存機器的“指令”不可能是具體而細微的,它只能是一般的戰略以及適用于生計的各種訣竅。[*]

[*]對于現在的生物學家來說,用這種戰略性的說法來描述一個動物、植物或者一個基因已經很普遍了。試想“把雄性的動物視為下大賭注、冒大風險的賭徒,而把雌性動物視為穩扎穩打的投資者”,它們都有意識地提高它們勝出的幾率。這類為了方便而選用的語言通常是無害的,除非落入了那些沒有能力理解其中含義的人的手上。或是某些人能力過高而只能曲解其含義?例如,我就找不到任何方法去理解一篇發表在《哲學》雜志上對《自私的基因》的批評文章。這篇文章由瑪麗·米奇利所寫,第一句話就基本代表了全文主旨:“基因不可能是自私或不自私,就像原子不可能嫉妒,大象不可能抽象或餅干不可能有著什么目的。”我在該雜志下一期發表的《捍衛自私的基因》一文是對這篇高度過激的、有惡意的文章的全面回應。看上去一些人似乎多學了一些哲學工具,克制不住想要來展示他們在學術上的存在,盡管這毫無意義。梅達沃對“哲學小說”的評論提醒了我,“哲學小說”能夠吸引到“一大群人,常常這些人都是受過良好教育的并且有著學術品位。但這些人卻也受到了超出他們能作出辯證分析能力的教育”。

正如揚格(Young)所指出的,基因必須完成類似對未來作出預測那樣的任務。當胚胎生存機器處于建造階段時,它此后一生中可能遇到的種種危險和問題都是未知數。有誰能預言有什么肉食動物會蹲伏在哪一個樹叢里伺機襲擊它,或者有什么腿快的活點心會在它面前突然出現,蜿蜒而過?對于這些問題人類不能預言,基因也無能為力。但某些帶有普遍性的情況是可以預見的。北極熊基因可以有把握地預先知道,它們尚未出生的生存機器將會有一個寒冷的環境。這種預測并不是基因進行思維的結果。它們從不思維:它們只不過是預先準備好一身厚厚的皮毛,因為在以前的一些軀體內,它們一直是這樣做的。這也是為什么它們仍然能存在于基因庫的原因。它們也預見到大地將為積雪所覆蓋,而這種預見性體現在皮毛的色澤上。基因使皮毛呈白色,從而取得偽裝。如果北極的氣候急劇變化以致小北極熊發現它們出生在熱帶的沙漠里,基因的預測就錯了。它們將要為此付出代價。小熊會夭折,它們體內的基因也隨之死亡。

在一個復雜的世界中,對未來作出預測是有一定風險的。生存機器的每一決定都是賭博行為,基因有責任事先為大腦編好程序,以便大腦作出的決定多半能取得積極成果。在進化的賭場中,使用的籌碼是生存,嚴格說來,是基因的生存。但一般地說,作為合乎情理的近似說法,也可以說是個體的生存。如果你向下走到水坑邊去喝水,守候在水坑邊的食肉獸把你吃掉的風險就會增加。如果你不去的話,最后就免不了要渴死。去也好,不去也好,風險都是存在的。你必須作出決定,以便讓基因獲得最大的生存下去的機會。也許最好的辦法是忍著不喝,直到你非喝不可的時候才走下去喝個痛快,以便可以長時間不需要再喝水。這樣,你減少了到水坑邊去的次數,但是到了最后不得不喝的時候,你得低下頭去長時間地喝水。另外一個冒險的辦法是少喝多跑,即奔過去喝上一兩口,馬上就奔回來,這樣多跑幾次也能解決問題。到底哪一種冒險的策略最好,要取決于各種復雜的情況,其中食肉獸的獵食習慣也是一個重要的因素。食肉獸為了取得最大的效果,它們也在不斷改進其獵食習慣。因此,有必要對各種可能性的得失進行某種形式的權衡。但我們當然不一定認為這些動物在有意識地權衡得失。我們只要相信,如果那些動物的基因建造了靈敏的大腦,使它們在賭注中往往成為贏家,那么,作為直接的后果,這些動物生存下去的可能性就更大,這些基因從而得到繁殖。

我們可以把打賭這個隱喻稍加引申。一個賭徒必須考慮3個主要的數量:賭注、機會、贏款。如果贏款額巨大的話,賭徒是愿意下大賭注的。一個孤注一擲的賭徒準是有機會博取大量贏款的。他當然也有輸掉一切的可能,但平均說來,下大賭注的人和其他下小賭注以博取小額贏款的人比起來占不到什么便宜,也不見得會吃虧。交易所里買空賣空的投機商和穩扎穩打的投資者之間也有類似之處。在某些方面,交易所這個比喻比賭場更貼切,因為賭場里的輸贏是受到操縱的,莊家到頭來總歸是贏家(嚴格說來,這意味著下大賭注的人比下小賭注的人輸得多些,而下小賭注的人要比不打賭的人來得窮些。但在某種意義上對目前的論題來說,不打賭的例子是不怎么合適的)。撇開這個不談,下大賭注和下小賭注似乎都各有理由。動物界里有沒有下大賭注的,或者有比較保守的動物呢?我們將在第九章中看到,人們通常可以把雄性的動物視為下大賭注、冒大風險的賭徒,而把雌性動物視為穩扎穩打的投資者,尤其是在雄性動物為配偶而相互爭奪的一雄多雌的物種中。閱讀本書的博物學家可以想到一些能稱為下大賭注、冒大風險的物種,以及其他一些比較保守的物種。這里我要言歸正傳,談談基因如何對未來作預測這個帶有更大普遍意義的主題。

在一些難以預見的環境中,基因如何預測未來是個難題,解決這個難題的一個辦法是預先賦予生存機器以一種學習能力。為此,基因可以通過對其生存機器發出如下指示的形式來編制程序:“下面這些會帶來好處:口中的甜味、情欲亢進、適中的溫度、微笑的小孩等。而下面這些會帶來不快:各種痛苦、惡心、空空的肚皮、哭叫的小孩等。如果你碰巧做了某件事情之后便出現了不愉快的情況,切勿再做這種事情;在另一方面,重復做為你帶來好處的任何事情。”這樣編制的程序有一個好處,就是可以大大削減必須納入原來程序的那些詳盡的規則,同時可以應付事先未能預見到其細節的環境變化。在另一方面,仍然有必要作出某些預測。在我們列舉的例子中,基因估計吃糖和交配可能對基因的生存有利,在這一意義上,口中的甜味以及情欲亢進是“有益的”。但根據這個例子,它們不能預見到糖精和自慰也可能為它們帶來滿足。它們也不能預見到,在我們這個糖多得有點反常的環境里,糖吃得過多的危險性。

 

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