几行程式码重塑生命
生命是什么?这个问题看似简单,却牵涉许多最根本的东西。

长期以来,生物学家一直想弄清这些东西的本质。是什么特性让大肠杆菌成为一种生物?病毒是生物吗?外层空间生物学家对此尤其感兴趣,他们想知道最初的有机分子如何组成了第一批“生物”,希望有一天在其他星球上找到生命。
近年来,这些问题还启发了一类实验——创造“人工生命”。这又是什么意思?
如果你已过而立之年,就应该玩过《生命游戏》。20 世纪 90 年代的个人计算机里经常自带这种游戏。如果你没听说过,可以在网上搜一下,够你玩几小时啦!

玩家在格子里选好细胞设定后,就可以看着它慢慢进化。这种模拟看起来“活灵活现”,不是没有道理的。游戏中的细胞有一些特性:移动、自我复制、死去,最后消失,最重要的是不需要外界干预!细胞的行为遵循一系列简单法则。法则由游戏设计者、数学家约翰·康威定义,可用算法形式表示,所以能在计算机上执行。细胞在 t + 1 时刻的状态仅取决于环境和 t 时刻的状态,这就是细胞自动机的基本原理。
电脑科学创始人之一约翰·冯·诺依曼在 20 世纪 50 年代创造了细胞自动机,目的是制造一个能自动复制自己的机器。与自我复制机、细胞自动机和其他模仿生物特征的人工系统相关的研究都属于“人工生命”,这一学科的研究物件是生命基本特征的鉴别与复制。
有 8 种状态、能自我复制的细胞自动机:兰顿环(Langton's loops)
计算机模拟提供了一个宝贵的研究工具,了解模拟中的所有因素,也就可以找出形成某种特征的基本机制和过程。研究者面前出现了一个广阔的领域,他们可以探索更多的问题:“要得到一个能无限自我复制的个体,最低的必要条件是什么?”一个生命能生长和死去,需要加入什么规则?”人工生命关心的不仅是“生命是什么”,还有“生命可以是什么”。
本文选自《科学也反常》
