图：pixabay
原文来源
：arXiv
作者：Joel Lehman、Jeff Clune、Dusan Misevic、Christoph Adami、Julie Beaulieu、Peter J Bentley、Samuel Bernard、Guillaume Beslon、David M Bryson、Nick Cheney、Antoine Cully、Stephane Doncieux、Fred C Dyer、Kai Olav Ellefsen、Robert Feldt、Stephan Fischer、Stephanie Forrest、Antoine Fr´enoy、Christian Gagn´e、Leni Le Goff、Laura M Grabowski、Babak Hodjat、Laurent Keller、Carole Knibbe、Peter Krcah、Richard E Lenski、Hod Lipson、Robert MacCurdy、Carlos Maestre、Risto Miikkulainen、Sara Mitri、David E Moriarty、Jean-Baptiste Mouret、Anh Nguyen、Charles Ofria、Marc Parizeau、David Parsons、Robert T Pennock、William F Punch、Thomas S Ray、Marc Schoenauer、Eric Schulte、Karl Sims、Kenneth O Stanley、Fran¸cois Taddei、Danesh Tarapore、Simon Thibault、Westley Weimer、Richard Watson、Jason Yosinski
「雷克世界」编译：嗯~阿童木呀、KABUDA
可以这样说，在自然界中，进化为复杂而微妙的适应性提供了一个有创造性的源泉，常常让发现它们的科学家感到惊讶。然而，进化的创造性并不局限于自然界——在计算机环境中进化的人工有机体也引起了研究人员的惊讶和好奇。进化过程是一种超越了其发生的基质的算法过程。事实上，数字进化领域的许多研究人员可以举例说明他们的进化算法和有机体是如何创造性地颠覆了他们的预期和意图，暴露了他们代码中未被识别出的漏洞，产生了意想不到的适应性，或者与自然界中所发现的行为和结果进行不寻常地相融合。这种故事通常在数字世界里通过进化揭示出惊奇和创造性，但是它们很少符合标准的科学叙述。相反，它们通常仅仅被当作是需要克服的障碍，而不是凭自己的权利进行研究的结果。漏洞是固定的，实验被重新聚焦了，一次意外性事件则崩溃成了一个单独的数据点。这些故事本身是通过口口相传在研究人员间进行交换的。但是这种信息传播的模式是低效的，并且容易出现错误和彻底损失。此外，这些故事往往仅在从业者间分享。这意味着很多自然科学家没有意识到数字有机体有多么有趣和逼真，以及它们的进化有多么自然。据我们所知，以前没有发表过这样的逸闻趣事集合。本文是人工生命和进化计算领域研究人员的合力之作，他们提供了有关这些案例的第一手资料。因此，它是一个书面的、进行了事实核查的集合，囊括了在科学上重要，甚至有趣的故事集合。在此过程中，我们也提供了大量的证据证明，进化的存在和重要性早已超越了自然界，并且甚至可能是所有复杂进化系统的普遍属性。
进化为生命挑战提供了无数个有关创造性、神奇性和复杂性解决方案的例子。步入，有些花可以作为声学信标以吸引回声定位蝙蝠、极端微生物修复它们的DNA以便能够在存有极端辐射的环境下茁壮成长、射炮步甲虫（bombardier beetles）使用具有爆炸性的化学反应击退掠食者、寄生虫重新对宿主大脑进行编程，为了自身利益而诱导其自杀，诸如此类的例子比比皆是，涵盖了整个生物系统。而即使经验丰富的野外生物学家仍然对他们所发现的新适应性感到惊讶。
利用潜在的能量进行撑杆跳。进化发现，生成一个能够进行翻转和倒置的生物要比制造一个能够进行积极跳跃的机制简单得多
因此，可以说，生物进化的过程是极其具有创造性的，至少从某种意义上说，对于它所产生的那种惊人的和复杂的解决方案，如果是由人类产生的话就会被认为具有创造性的。但是，进化的创造性不一定要受制于有机世界。独立于其自身的物理介质，在任何复制、变异和选择相交的地方都可能发生进化。因此，进化可以作为一个计算机程序以数字形式进行实例化，可以通过实验研究进行进化或通过定向数字育种解决工程难题。与生物进化相类似，数字进化实验经常产生一些奇怪的、令人惊讶的和具有创造性的结果。事实上，进化常常揭示出，研究人员实际上所要求的东西与他们所自认为想要的东西是完全不同的，而与那些以一种意想不到的方式满足请求中字母的故事并没有太大的不同。有时候，进化揭示了代码中隐藏的错误，或者显示出与生物学的惊人融合。而其他时候，进化会通过提供聪明的解决方案而让调查人员感到惊喜，因为他们没有考虑或者并不认为这些是不可能的。
强制抓取轨迹的快照
尽管已经公布了一些令人意想不到的结果，但大多数都还未公布，而且过去未曾被一起公布过，而现如今，它们都汇集在一起了。传播的一个障碍是，诸如这样无法预料的进化结果往往导致进化阻碍了研究人员的意图：通过利用代码中存在的缺陷、通过优化无趣的特征或通过未能回答预期的研究问题等方式。也就是说，这种行为往往被看做是一件令人沮丧的事情，而非是有趣的科学现象。此外，惊奇是主观的，因此与科学出版物期望的客观语言和叙述不相符合。因此，大多数轶事只是通过口头传播，在研究小组、会议中提供笑声和讨论，并在会谈中作为幽默的慰藉。但这种沟通并不能以一种持久和稳定的方式为整个领域提供信息。
重要的是，这些关于数字进化的故事，“超越”数字进化研究员所提供的的，它们不仅仅是谦逊的练习，还为从业者提供了极具建设性的知识见解与洞察力，因为它们展示了这些障碍的普遍性，以及在必要时如何克服这些障碍。此外，这些案例还表明，强大的数字进化模型不会盲目地反映出其创造者的意愿与偏见，相反，它们有足够的深度以产生意想不到的结果与新的见解。同时，进化生物学及植物育种研究者可能会对这些案例感兴趣，因为它们与生物进化的创造性具有令人信服的相似之处。
基于这些原因，本文强调了算法进化中包含的惊奇性和创造性，旨在记录、整理、传播那些迄今为止通过口头方式（这种方式很容易出错并彻底丧失）传承下来的信息。
当使用数字进化解决实际问题时，最常见的方法是让实验者选择一个能够反映搜索目标的适应度函数。这种适应度函数往往是简单的定量测量，似乎能够直观地捕捉成功结果的关键特征所在。可以说，这些措施是进化算法（evolutionary algorithm，EA）的关键，因为它们作为渠道以引导搜索的进行：育种（Breeding）偏向于具有较高拟合度分数的个体，希望它们能够进一步提升其拟合度，最终达到最终的预期效果。
利用潜在的能量来运动。进化发现，设计一个能够进行高度运行的高大生物要比发现积极运动策略简单得多。左边的图显示了试验开始时的生物，右边的图显示了随着时间的推移，该物体会不断下降并进行翻转以保持前进
通过一系列事例，我们回顾了数字进化带来的许多惊人的和富有创造性的解决问题的方法。这些事例的多样性和丰富性表明，数字进化中的惊喜是普遍存在的，并非是罕见的。这些轶事的普遍存在意味着创造力不仅局限于自然界的进化，而是所有进化过程的普遍特性。
因此，这些轶事可以作为证据，证明进化（无论是生物进化还是计算计划）具有内在的创造性，并值得期待它为我们带来惊奇、喜悦与超越。
原文链接：
https://arxiv.org/pdf/1803.03453.pdf
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