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以信息处理能力为核心的优化方案

时间:2023-07-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:生物的复杂性是受信息处理能力限制的,这往往是生物竞争力的最大限制因素之一。复杂性受到信息处理系统能力的限制。但是陆生的爬行动物进化出了更发达的循环系统与神经系统之后,它们又反过来征服了海洋。信息处理能力的提高可以制造最大的影响,维持最久的时间,而且最可能成为下一步进化革命的基础。有助于提高生物信息处理能力的机理不光作用于个体层面,还作用于种群层面。最有用的信息是可以提高生物信息处理能力的信息。

以信息处理能力为核心的优化方案

生物都可以被看成是信息试错机,它们会用尽所有方法来保证自己的生存。它们用来保护自己的策略与方法基本上都是受基因控制的。如果生物的基因可以更好地帮它生存,那么生物就可以生存下来,把自己的基因信息传给下一代。反之,它的基因就不会传给下一代。

生物的进化主要有三个方向,而这三个方向是相辅相成的。一是竞争力,即生物在现实的竞争中生存下来的能力。二是复杂性,即生物可以掌握的总信息量。三是信息处理能力,即生物获得新信息的能力,包括生物的进化能力与个体的学习能力。

竞争力是最直接决定生物能否生存的因素。生物的竞争力可以用它的后代生存率来计量:一种生物可以产生的可育后代越多,表明它的竞争力就越强。

生物竞争力的基础是它的复杂性。生物的一切功能,都是受它掌握的信息控制的。这信息可以包括以DNA为基础的信息——基因,也可以包括神经系统与免疫系统中的信息。通常状况下,可遗传的信息才是决定生物能否生存的最重要因素。因为只有可遗传的性状才能造福整个种群,产生最大的效果。不管这信息是通过基因来遗传的,还是通过神经系统来遗传的。

生物的复杂性是受信息处理能力限制的,这往往是生物竞争力的最大限制因素之一。生物的复杂性存在于一切可以处理信息的系统中,包括基因的复制、转录、翻译系统,表观基因修饰系统,神经系统与免疫系统等等。复杂性受到信息处理系统能力的限制。比如,我们在1.4中讨论过,生物的基因组越大,它就需要越高的进化速度来维护这复杂性,否则生物就会陷入穆勒的棘轮窘境。如果生物的认识水平比较高,那么它就可以更高效地挑选配偶,这也可以增加生物的进化速度,增加生物可以掌握的复杂性。生物的功能是由信息来指导的,复杂的功能就需要复杂的信息来指导。生物的复杂性受到限制,竞争力当然也会受到限制。而生物之所以能够变得越来越复杂,不仅因为生物在进化中积累了大量复杂性,还因为生物的信息处理能力提高了,使得复杂性的积累变快,而且不易丢失。

简单的生物可以凭借高基因进化速度生存,复杂的生物可以凭借自身信息处理系统的信息处理能力来获得更高的进化速度。但是简单生物在进化中所做的改动大多丢失在一次又一次的突变中了,而复杂生物在进化中却可以不断积累复杂性,再产生更强大的系统,拥有更强大的信息处理能力,再变得更复杂,再获得积累更多复杂性的可能性。虽然简单的生物和复杂的生物都可以生存,但是在复杂生物的进化中,更多的信息可以积累下来,所以真正决定进化未来的是复杂的生物而不是简单的生物。从复杂向更复杂进化,信息处理能力变得越来越强,生物的各个系统也变得越来越强大,这就是生物圈中旗舰生物进化永远不变的方向。(www.xing528.com)

生物活力的源泉并不是它现在所具有的功能,而是它的信息处理能力。只要生命具有进化的能力,陆生的生物可以进化成海生的,肉食的生物可以进化成植食的,行走的生物可以进化成树栖的再进化成飞行的。如果所有生物的进化速度都一样,那么它们就只能在它们各自的生态位上呆着。但是如果一种生物的进化速度比其他生物快,那么只要给它足够的时间,它就会侵入其它生物的生态位,让其他生物灭绝。只要生物具备了高进化速度,高信息处理能力与强大的生命维持系统,它就可以适应非常广的生态位。生命源于海洋。但是陆生的爬行动物进化出了更发达的循环系统与神经系统之后,它们又反过来征服了海洋。在哺乳动物进化出了恒定体温,更强的循环系统与神经系统之后,它们也反过来征服了海洋。不管高信息处理能力的生物是在什么地方进化出来的,它都会很快利用自己的这一项优势占据广泛的生态位,建立一个繁盛的家族。

生物的信息处理能力越强,它能够维持的复杂性就越高。而生物具备的复杂性越高,信息处理能力越强,就越可能进化出更强的信息处理能力。

信息处理能力的提高可以制造最大的影响,维持最久的时间,而且最可能成为下一步进化革命的基础。动物是这样,植物是这样,人类也是这样。

有助于提高生物信息处理能力的机理不光作用于个体层面,还作用于种群层面。对于以DNA为基础的生物来说,不管它们的信息处理能力有多强,它们最主要的进化手段还是DNA的突变与选择。所以,一个种群中的基因越多样化,优秀基因被选择出来的速度越快,这个种群的进化就越快。种群中的生物都是基因信息的试错机。它们过完自己的一生,就等于是对自己基因信息进行了一次试错。试错的频率越高,试错的结果越能被有效地放大,进化的速度就越快。不管一种生物的信息处理能力有多么强,这样的试错都是不可避免的。试错的效率,也不可避免地影响进化的效率。

生物都可以看成是遗传信息的试错机。它们拼命提高自己的复杂性与信息处理能力,让自己能够积累掌握的信息越来越多。同时,自己在用自己的生命来检验这信息的正确性。优秀的信息可以流传下去,而不好的信息则无法生存。最有用的信息是可以提高生物信息处理能力的信息。每一代信息试错机都以自己生命为代价让下一代的信息进化一点点。信息试错机工作的效率越高,信息进化的速度就越快。生命本身并没有什么意义。但是只要宇宙不毁灭,信息试错机们的行为就会一直接续下去。

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