松鼠

进化论的启示农牧业市场经济和遗传算


人类的自尊在历史上经历过三次重大打击:

第一次是哥白尼的日心说——地球不是宇宙的中心;

第二次是达尔文的进化论——人类与其他生物同祖同源;

第三次是弗洛伊德的精神分析学——人类是无意识的玩物。

所以直到现在,日心说和进化论依然是很多人所排斥的理论,至于精神分析学,大抵还没听说过。

但即便如此,我们依旧要假设我们的受众是进化论的支持者,这篇文章是想介绍一些与进化论的应用或者异曲同工的情况。

我们知道,进化论有三个基本要素,分别是:遗传、变异和选择。而针对选择而言,自然界主要有两种力量/压力,又分别是生存(自然)选择和性选择。这些我们在之前都有提及,可是在生物学当中还有第三种选择压力我们没有介绍,那就是『人工选择』。

这种选择压力可以视为我们对进化理论的直接应用,可我们人类却在还没有听过达尔文之前,就已经早早的开始使用这种力量。这种力量依附于远古人类的『驯化』行为。

人类曾有长达万年的时间靠采集及狩猎维生,并不会特别干预动植物的生长情形。直立人、匠人或是尼安德特人都会采集野无花果、猎捕野绵羊,但不会去管究竟无花果树该长在哪,羊该在哪片草地吃草,又或是哪只公羊该跟母羊交配。虽然智人从东非来到中东、欧洲、亚洲,最后到了澳大利亚和美洲,但不管他们到了什么地方,仍然就是靠野生的动植物维生。

而这一切在大约1万年前全然改观,人类开始投入几乎全部的心力,操纵着几种动植物的生命。从日升到日落,人类忙着播种、浇水、除草、牧羊,一心以为这样就能得到更多的水果、谷物和肉类。这是一场关于人类生活方式的革命:农业革命。

总之在驯化过程,尤其是农业革命过程中,人类的力量影响到了生物进化的进程。我们可以从几张图窥斑见豹。

野生玉米和人工培育的玉米鸡和被人工选择之后的鸡金鱼是被人工选择后的鲫鱼狗是被驯化的狼

其实可以说,农牧业几乎都是被驯化的物种。但在其中,有些习性已经发生了极大的改变,比如狼进化到狗变成了杂食性(但没有生殖隔离,还是一个种);而有些则仅仅是相对更亲近人一点,比如猫。狗不被人类养之后只会变成野狗而不是狼,但猫不被养之后与野生猫并没有太大区别。

每个物种被人工选择的原因也不尽相同,而驯化的过程也有可能千差万别。比如说水稻玉米等主粮,完全就是人工主动培育的过程,亲代中性状好的(比如说颗粒饱满,矮化抗倒伏等等)的种子被选择出来进行播种,然后继续跳出更好性状的后代。

再比如说狼变成狗的过程可能并不是人类主动筛选的,在这种驯化过程中可能还存在争议。一种说法是人打猎之后的剩下的被狼吃掉,而越亲近人的物种靠人越近,久而久之亲近人的被驯化成狗;另一种说法是人在打猎过程中会追随狼的脚印而寻找到猎物,这种默契使得猎狗得到诞生。

总而言之,人工选择不过是利用进化的特点,在遗传和变异两个条件下所诞生的原材料中,人为地选择出了所需要的性状甚至物种。直到现代,科学理论的迅猛发展,育种学得到更多的理论支持,以至于演化出更多的育种方式。比如说利用芽变育种,利用辐射诱变育种,加快突变的速度和直接获取突变部分的材料进行育种,这些都是对进化论以及其它生物理论的发展和实践。

芽变,植物的一个芽发生变异

其实,进化论除去农牧业这种本来就属于生物学领域的应用外,在别的领域也有异曲同工的现象或者理论。比如说科学研究和市场(或者说创业),这两个可能不太直观,我们可以先看看市场经济的模式。

在市场经济当中,市场将会透过产品和服务的供给和需求产生复杂的相互作用,进而达成自我组织的效果。说得直白点就是,有需求和利润的地方就有人会进入,这样利润就会降低,而无利可图的时候就会有人退出这个市场,于是需求和利润又会回升。在这种情况先就会达成一种平衡。

看不见的手

当然这样看不出来与进化论有什么相似之处。但我们要考虑到,我们没有上帝之眼,是无法知道市场具体的信息和竞争对手等等的情况。这样来说,处于市场中的企业、公司就会遇到进化环境中物种一样的情形——适者生存,优胜劣汰。而社会的发展使得更多新兴事物的出现,这样环境下的创业就好似是突变后的物种,参与市场竞争当中。只不过突变的后代绝大多数都是很容易挂的,可是那些具有优势的后代则会替代原先的优势物种或者衍生出新的物种。

在科学研究领域也是一样的景象,这点对于我们一般来说或许有些陌生。只不过大家需要知道的是,真理就像是村子里遗失的小女孩,科学家就是整个村子的人,他们一起去出发寻找这个小女孩,有些人在小女孩经常出没的地方寻找,有些人在没有人探索的地方找寻,但最终找到小女孩的那个人才是发现真理的人。而这一切,可能仅仅是因为运气。这就像是进化论中变异是非目的性的,可最终环境会选择出那些合适的理论留下。

还有更多的现象和原理与进化理论相似,它们的特点不外乎是:非目的性,从不同的单位中选择出合适的单位,以及不断的选择的过程。

如果说以上只是巧合或者说牵强的话,那么接下来的领域便的的确确是受进化理论启发而提出的。这就是人工智能算法领域中的遗传算法。遗传算法属于神经网络算法,是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型。当然这里我们不可能讲得更细,实际上本人对此也并不熟悉。但我们完全可以用进化论去认识被形象化后的遗传算法。

在科学松鼠会的一篇科普性文章当中就有说明


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