互动科普

地球上现存的生物，都是在适应地球环境变化的过程中不断进化而来的。如果我们列出地球生物的一些共同特征，它们是否也适用于地球之外的生物呢？换句话说，这些共同特征，是通用的“普遍性”的生物特征吗？对此，没有人知道答案。

假如我们有幸见到在与地球不同的环境中诞生的生物的话，说不定就能找到生物的普遍特征。在计算机上创造的生命体—人工生命（Artificial Life），让这个设想成为了现实。

人工生命具有增殖（复制自身程序）、突变（不规则地变更程序）等特征，并且在计算机上呈现出与真实的生物非常类似的行为。美国生物学家托马斯•雷于1990年编写的“Tierra程序”被称为世界上第一个人工生命。

人工生命在虚拟环境中不断进化

在人工生命的研究中，研究人员就像“宇宙造物主”，根本不必局限于所谓的“地球常识”，可以随心所欲地设定生命体的大小、能力，甚至环境（温度、重力等）等等。然后，观察和分析人工生命在虚拟空间里是如何随着时间推移而进行活动的。

日本名古屋大学的有田隆也教授通过让人工生命在虚拟的3D空间相互竞争（例如，吃掉对方的一方和被吃掉的一方）的方式，对生物进化的过程进行了调查（右上图）。他制定并分析了各种不同的模式，例如不同种类之间的生存竞争、同一种类的生存竞争、周围环境对进化有什么影响等等。有田教授介绍说，“人工生命并非复原在现实世界中过去曾经发生的进化，而是通过在计算机上模拟新的进化过程，从而探寻进化机制。”

他认为，虽然生物进化的途径因物种和环境而异，但进化本身却有普遍的规则，“我希望能找到进化的规则，并弄清楚在地球环境中为什么会进化出人类那样完美的物种”。假如有一天科学家找到了进化的普遍规则，也许我们就可以回答诸如“包括人类在内，地球上的生物今后将如何进化”，以及“生物在火星等环境中将如何进化”之类的问题了。 

有田教授创造的人工生命

上图中央是有田教授的研究团队所制造的、在虚拟空间不断进化出硬壳的人工生命。有田教授把人工生命分为两方，一方吞食对方，另一方被吞食。随着虚拟空间的时间推移，被吞食的一方独自进化出了存活下去的战略，例如有的长出了硬壳，有的虽无硬壳却能更快地运动等等。（图片提供：日本名古屋大学伊藤孝、铃木丽玺、有田隆也）

具有生物性质的机器人能超越人类吗？

在调查人类语言的诞生、文化的传播等没有历史物证的现象时，利用人工生命程序所进行的研究可以发挥很大的作用。在历史的长河中，语言会随着时间的推移不断变化，简洁易懂的表达方式会不断推广，这点与生物的进化非常相似。有田教授认为，“研究清楚语言、文化、心灵、协调性等现象是如何进化的，对探索人类的独特性至关重要”。 

其实，人工生命研究领域的成果也可以应用于机器人和人工智能等领域。有田教授预测：“如果机器人能够像生物那样，具备自我进化特性的话，也许有朝一日能获得超越人类的智能。”

（本文发表于《科学世界》2013年第10期）