1 进制的多样性
抽象数学记号经理了一个演变过程,最初出现多种进制方式,古巴比伦文明中采用60进制;古中国以二进制方式绘制八卦;古代埃及则采用以10为底数学写法,古印度采用10进制。其中古印度的记号出色之处在于它给1到9的每个数都有单独的记号,例如典型的婆罗米记号(Brahmi),
Brahmi
人类因此经过千年的演化,基本淘汰了其他进制,最终由阿拉伯人将印度的10进制符号传遍世界,现在数学采用了古印度的10进制计数。亚里士多德称人类普遍使用十进制,只不过是绝大多数人生来就有10根手指这样一个解剖学事实的结果。
具体数学的记号中,计算机已经成功的证明,“二进制”是一种简洁又高效的编码方案(且与物理硬件相得益彰),它可以传递和映射任意复杂度的信息。但基因编码,绝大部分却使用了4种碱基(DNA是ATCG,RNA是AUCG),而不是2种碱基。
2 进制多样性原因
编码
因为不同的编码方案,都可以表达和传递出相同的信息,就像不同的语言可以描述相同的意思一样,只不过信息编码的冗余度与能量消耗,不尽相同。
对于信息存储,计算机是基于物理介质的二维平面结构(即信息存储在平面上),而基因信息的存储,是基于生物分子的三维空间结构,数学存储在人类大脑的神经细胞中。
这几种形式,功能复杂度不同,但都可以动态的改变信息,计算机是改变存储介质的微观结构,而基因本身就是微观,因此其结构即是信息,修改结构即是修改信息,如:DNA甲基化。数学计数则是修改神经元的权重和突出的连接。
计算机的编码方式最简洁,但是需要额外的校验,因此会有各种校验算法和纠错码算法。基因完成信息遗传“任务”的唯一方案,而这个方案在进化过程中,能够胜出的重要原因,主要有两个,即:冗余性与随机性。数学的前期用途是计数和计算,大脑神经只需记住10的乘法表,既可以高效的存储和计算。人类的纠错通过重复和检查来完成。
用途
计算机的用途是存储计算,使用物理存储介质与二进制对应简单。生物分子选择基因存储介质时要保证分子在水温范围内保持稳定,而且能方便的求逆,即嘌呤和嘧啶的对应。细胞则选择10进制来更快捷的处理运算需求。
自然选择,适者生存,否则消失
因此,能够适应环境的“玩家”,就是进化过程中留存的“赢家”。计算机选择二进制,基因选择4进制,新皮层选择10进制,系统越复杂使用的进制越高,都是根据现有环境进行自然选择的结果。
但适应环境,并不需要出类拔萃或尽善尽美,而只需要——够用就好,因为随机试错一旦遇到了够用就好,就会停止试错(甚至抑制试错),并等待着环境变化给予进一步的“指示”,方能继续试错。
事实上,够用就好,在此之下的都消亡了,在此之上企图追求完美的,最终也消亡了——因为完美就会缺少冗余,进而缺少容错,最终变得脆弱——而保持够用就好,就能很好的维持适应的平衡点,从而一直好好的存在着。
那么进化,在局部来看充满了随机性,但在漫长的时间尺度下,就会呈现出——规律,而在规律视角下,就拥有了方向——随机就变成了迭代。
因此,进化在微观局部来看——是随机试错,但在整体宏观来看——就是迭代试错。
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