黄鼠狼程式

✍ dations ◷ 2025-12-06 22:13:48 #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

  • 四环霉素四环霉素(英语:Tetracycline,/ˌtɛtrəˈsaɪkliːn/,INN),又称四环素,一种聚酮类广谱抗生素药物的泛称,这类药物由链霉菌属放线菌门细菌所产生,基本化学结构均由四个环接合而成,可用
  • 丙酰辅酶A丙酰辅酶A 是由辅酶A与丙酸通过硫酯键结合成的重要代谢中间产物。有几种不同的丙酰辅酶A形成方式。在动物中,丙酰辅酶A通过丙酰辅酶A羧化酶转化为(S)-甲基丙二酰辅酶A(同时还
  • 管道管道运输(英语:Pipeline transport)是一种以管道输送货物的方法,而货物通常是液体和气体。有时候,气动管(pneumatic tube)也可以做到类似工作,以压缩气体输送固体舱,而内里装着货物
  • 托勒密十世托勒密十世·亚历山大一世 Πτολεμαίος Ι' Αλέξανδρος Α' 埃及托勒密王朝国王(前110年—前109年;前107年—前88年)。托勒密十世是托勒密八世与克利奥帕特
  • 克利夫兰克利夫兰国家森林(英语:Cleveland National Forest)是一座美国国家森林,占地460,000英亩(1,900平方千米),大部分植被是浓密常绿阔叶灌丛,也有少许河岸林(英语:riparian),林区内多为地中
  • 艾森豪威尔号德怀特·D·艾森豪威尔号航空母舰(USS Dwight D. Eisenhower CVN-69),或简称为艾森豪威尔号航空母舰,是美国尼米兹级核动力航空母舰的二号舰。舰名承袭自参加过第二次世界大战的
  • 胞内在细胞生物学和分子生物学及其相关领域中,胞内(intracellular)指“细胞内的”、“(位于)细胞内”。胞内这个名词和胞外(extracellular,(位于)细胞外)相对。细胞膜(以及一些细胞的细胞壁
  • 起点中文网起点中文网是中国大陆一个原创网络文学网站,成立于2003年5月,前身为玄幻文学协会。起点以收录玄幻、武侠、军事等原创网络小说而著名,主要提供由网络作家独立创作的小说。对于
  • 提姆·布雷斯南提姆·布雷斯南(英语:Tim Bresnan;1985年2月28日-)是一位英格兰板球运动员。他现在效力于约克郡板球俱乐部。他也代表英格兰板球代表队参赛。
  • 2008年中国矿难列表2008年,中国大陆共发生煤矿重特大事故38起,死亡707人,同比起数增加10起,死亡人数增加134人。