生物进化和人工进化有什么区别?

人工智能 比较 遗传算法 进化算法 生物学
2021-10-20 09:53:05

我试图理解生物进化和人工进化之间的区别。如果我们从遗传学的角度来看,在两者中,选择操作都是一个关键术语。

生物进化和人工进化有什么区别?

2个回答

生物进化和人工进化的工作原理几乎相同。

适应性和选择:在生物学中,生态系统中最适合的生物更有可能存活足够长的时间来繁殖,并在此过程中传递它们的基因。在人工进化中,我们的生物实际上是我们问题的解决方案,可以对其进行评估以确定它们的好坏(它们的适应度)。我们自己选择将选择哪些解决方案进行复制(有很多方法可以进行这种选择,但所有这些方法的共同点是最适合的解决方案有更高的机会被选中)。

交叉:在生物学中,一个有机体继承了父母双方基因的一部分,父母双方的基因杂交也是如此。对于人工进化,一个新的解决方案(“子”解决方案)将继承其父解决方案的部分解决方案(我们从每个父解决方案获取部分解决方案,并将这些部分解决方案粘合在一起以构造一个新解决方案)。

突变:在自然界中,突变经常发生在出生时,这就是为什么有许多不同的物种。有害突变使个体不太可能存活足够长的时间以将它们传给孩子,相反,有益的突变使个体更有可能存活足够长的时间以将它们传给孩子。人工进化也是如此:突变随机改变了解决方案的一小部分,如果它使该解决方案更适合,那么该解决方案就有更高的机会被选择用于繁殖。

Phillipe 的出色回答涵盖了该主题的症结所在,所以我只想说明显而易见的:关键区别在于媒介和时间尺度。

生物进化是自然界的一种功能,通常会在很长一段时间内发生,这取决于生物体及其产生新世代的速度。(我们通常认为生物进化发生在“数百万年”内,但它可能发生得更快,例如在微生物的情况下。)

通用算法利用计算介质,在当前时代是基于硅的,涉及微处理器和各种内存介质(磁带和最近的固态)。

自然进化和人工进化都受到系统大小的限制(前者是行星或生态系统,后者是可用内存。)但是:

  • 取决于可用的处理资源,人工进化可以以人为加速的速度发生。

这种计算“加速主观时间”和加速算法进化的能力是“技术奇点”理论的基础。

有人可能会争辩说,基因工程允许生物物种加速进化,但这不属于自然进化。