黄鼠狼程式

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:12:16 #理查德·道金斯,人工生命,遗传算法,模拟软件

黄鼠狼程式(Weasel program),或说道金斯的黄鼠狼(Dawkins' weasel,或者the Dawkins weasel),是一个思想实验,并且有许多计算机模拟可以解释。 这个实验的重点是澄清一个演化系统 — 随机的突变混合上一些非随机的天择 — 与纯粹的随机几率是不同的。

这个思想实验是由理查德·道金斯提出,并且也是由他写出第一个模拟。各种其他的程式模拟则是由其他人写出。

在道金斯的著作里面第三章,他介绍了以下程式, 并且提到了著名的无限猴子定理:

I don't know who it was first pointed out that, given enough time, a monkey bashing away at random on a typewriter could produce all the works of Shakespeare. The operative phrase is, of course, given enough time. Let us limit the task facing our monkey somewhat. Suppose that he has to produce, not the complete works of Shakespeare but just the short sentence 'Methinks it is like a weasel', and we shall make it relatively easy by giving him a typewriter with a restricted keyboard, one with just the 26 (capital) letters, and a space bar. How long will he take to write this one little sentence?

这个情境是说,对于任何一个无意义的字串,假设里面有随机的28个字母,那么所有可能的组合就有2728, 或者说大约是1040,所以一只猴子产生出正确答案的几率是非常非常小的。这里无论哪种特定顺序,且是28个字母的字串作为答案时,其正确的几率都跟道金斯选择的目标"METHINKS IT IS LIKE A WEASEL"一样的小。

我们可以使用借由一个高速产生字母和空白组合的计算机程序,来模拟道金斯假说中的猴子。但是即使我们以每秒钟几百万个组合的速率,并且给予宇宙的年龄这么长的时间去尝试,我们还是几乎不可能正确的产生"METHINKS IT IS LIKE A WEASEL"这个目标字串。

道金斯想借由这个范例来解释对演化一个常见的误解,这个误解是,演化认为像是DNA或者像蛋白质这类有机物,这些东西是大自然中由原子随机组成这么复杂的形式。根据这些计算显示,要随机排列出任何蛋白质的氨基酸序列都是极度不可能的。

道尔金之后证明了有效应的天择会大量减少到给定目标所需的步骤。根据道尔金的说法:

We again use our computer monkey, but with a crucial difference in its program. It again begins by choosing a random sequence of 28 letters, just as before ... it duplicates it repeatedly, but with a certain chance of random error – 'mutation' – in the copying. The computer examines the mutant nonsense phrases, the 'progeny' of the original phrase, and chooses the one which,most resembles the target phrase, METHINKS IT IS LIKE A WEASEL.


一个常见的批评是这类程式必须要倚赖"锁住"已知正确的字母才能运作。 创造论者宣称"一旦字母落入属于它的位置,道尔金的程式就确认这字母不会因突变而被改掉。",但是,如下面的范例所表示的,这个限制其实并不存在。

虽然道金斯本人没有提供他的程式码,但是一个"黄鼠狼"式的算法可以操作如下:

在这里,一个"字母"指的是大写的字母或空白。 在道金斯的书里面没有明确指出字串的复制数目跟突变几率,这里的100个复制跟5%的突变几率只是个范例。另外值得注意的是,正确的字母并没有被"锁住":也就是说,即使一个字母已经出现在正确的位置,还是有可能在下一代突变的时候被改掉。

遗传算法

相关

  • 阿哌沙班阿哌沙班(INN,商品名Eliquis)是一种用于预防静脉血栓栓塞(thromboembolism)和房颤中风的抗凝血剂。它是一种直接Xa因子抑制剂(direct factor Xa inhibitor)。自2011年5月阿哌沙
  • 尿素降低率尿素降低率(urea reduction ratio (URR))、尿素减少率)是用来量化透析治疗充分度的无维度量。U R R =
  • 夸克夸克时期 是物理宇宙学的早期宇宙演化的一段时期,这时基本作用力的重力、电磁力、强作用力和弱作用力已经分离成为现在的形式,但温度仍然很高,不允许夸克结合在一起形成强子。
  • 阿拉伯狒狒阿拉伯狒狒(学名:Papio hamadryas),也叫埃及狒狒,是狒狒属的一种,主要分布在红海南岸的埃及、苏丹和厄立特里亚,以及埃塞俄比亚和索马里。在红海北岸的阿拉伯半岛也有阿拉伯狒狒的
  • 布吉河布吉河是一条位于中国广东省深圳市的河流,为深圳河的支流。该河流主要流经龙岗区布吉镇,与罗湖商业区,并在罗湖区鹿丹村处流入深圳河。支流有水径河、大芬河、塘径河等。布吉河
  • 动物胶明胶又称鱼胶或吉利丁(从英文名“Gelatin”译音而来,音译基准为粤语),是以动物皮、骨内的蛋白质即胶原蛋白制成,带浅黄色透明,无味的胶质,主要成分为蛋白质。明胶通常用于食物、药
  • 厦门北站厦门北站,又称厦门新站,位于厦门市集美区后溪镇,西北是后溪生活区,南面是大学园区。对外交通方便,距离高崎国际机场约10公里,到厦门本岛、海沧、同安和翔安中心区的距离均在20公里
  • 奥斯卡·奥索里奥奥斯卡·奥索里奥·埃尔南德斯(西班牙语:Óscar Osorio Hernández,1810年12月14日-1969年3月6日),萨尔瓦多总统、军人、政治家。奥斯卡·奥索里奥出任总统期间,萨尔瓦多经济取得了
  • 程继仙程继仙(1875年-1944年),又名继先,字振庭,潜山人,中国戏曲家。原籍安徽潜山河镇乡程家井人氏,祖父程长庚是三庆班主“大老板”,父亲程章圃。出身于小荣椿班,从姚增禄、杨隆寿、陈春光等
  • He 118俯冲轰炸机He 118为亨克尔的钧特兄弟(英语:Siegfried and Walter Günter)设计之单引擎、单翼活塞动力俯冲轰炸机,在1930年代与多家厂商竞标纳粹德国空军订单,但败给了容克斯的Ju 87俯冲轰