证明达尔文
出版日期:2014-12
ISBN:9787115374236
作者:[美] 格雷戈里·蔡汀
页数:132页
内容概要
格雷戈里•蔡汀（Gregory Chaitin）
1947年出生于美国芝加哥的一个阿根廷移民家庭，在纽约度过了童年时期。还是在高中时，他写作了自己第一篇发表的学术论文。在就读于纽约城市大学时，他写作了一篇长篇论文，独立发现了柯氏复杂性（另外两位独立的发现者是柯尔莫哥洛夫和所罗门诺夫），他因而被称为算法信息论的开创者之一。但大二没有结束，他中止了学业，随父母返回阿根廷。其后他陆续在布宜诺斯艾利斯的IBM分公司担任过程序员，在纽约的IBM沃森研究中心担任过研究员。
之后，他全身心投入到算法信息论及相关领域的研究。他提出了著名的蔡汀常数Ω，一个可定义却不可计算的实数。他对形而上学和数学哲学也有着深入的思考，认为算法信息论是破解生物学和神经科学等领域的一些重大问题的关键，并致力于发展关于进化和生物创造性的一个数学理论。
他现为里约热内卢联邦大学教授，拥有两个名誉博士学位，著有《元数学！追寻奥米伽》（Meta Maths! The Quest for Omega）、《与一个数学家的对话》（Conversations with a Mathematician）以及《算法信息论》（Algorithmic Information Theory）等。
书籍目录
一则寓言 v
自相矛盾的引文？ vi
中文版序 viii
英文版代序：解题家与理论家 xi
中文版前言 xiii
英文版前言 xv
第一章 引言：本书概述 1
第二章 生命作为不断进化的软件：不断突变的软件的进化 7
第三章 人类发现软件：作为生物学家的图灵与冯·诺伊曼 21
第四章 元生物学的数学：软件空间中的随机漫步 35
第五章 桑塔费研究所的讲座：关于进化和生物创造性的一个数学理论 49
第六章 元生物学的神学意涵 67
第七章 创造性的政治学（社会达尔文主义→社会元生物学） 73
第八章 数学最终能实现什么？元生物学及更多 81
附录一 冯·诺伊曼的“DNA=软件”论文 91
附录二 证明的核心 103
参考文献 107
译后记 110
作者简介
在这部开创性著作中，数学家格雷戈里•蔡汀提出了关于进化和生物创造性的一个数学理论，试图揭示生物学深层的数学结构。在阿兰•图灵和约翰•冯•诺伊曼的相关思想的基础上，作者进一步深化了生命作为不断进化的软件的思想，开辟了一个称为“元生物学”的新领域。
除了核心的数学证明，作者还从元生物学的视角重写了分子生物学的早期历史以及软件的人类发现史，重新审视了图灵和冯•诺伊曼的工作。他还探讨了元生物学的神学和政治学意涵，强调创造性之重要，呼吁我们要有足够的创造性去设计一个允许创造性的社会。
发布书评
精彩书评 (总计3条)
-
前天上午开会前浏览了新收到的人民邮电出版社出版、图灵公司制作的新书《证明达尔文：进化和生物创造性的一个数学理论》，这本翻译小书一下子吸引住了我。作者认为，生命作为不断进化的软件，软件会不断突变，导致进化；还提到社会达尔文主义等创造性政治学的解释。书中特别介绍了美国桑塔费（圣菲）研究所的复杂性理论，我立刻想起了我的博士导师陈禹教授，他是第一个去圣菲研究所的中国人，十几个人的小飞机，到了机场旅客散去后竟然空无一人，独自拖着行李箱步行，各种经历直到9个小时以后才到旅馆。从此复杂性理论被介绍到中国。作者在英文版前言里提到，本书实际上是一门名为“元生物学：生命是不断进化的软件”的课程，该课程是在2011年4月至6月间在里约热内卢联邦大学(UFRJ)讲授的。在第二章“生命作为不断进化的软件：不断突变的软件的进化”中说到：实际上，世界由数学构成的这一概念并不始于开普勒、牛顿和拉普拉斯，它来源于毕达哥拉斯。元生物学是一种毕达哥拉斯主义的生物学。古希腊人起初用神话来描述世界，在其中一切都是有生命的：反复无常的神，太阳，风，河流，树木……后来，古希腊人转向了逻各斯，相信宇宙是由定律统治的。在第四章“元生物学的数学：软件空间中的随机漫步”中说到：为什么要如此强调创造性？为什么创造性如此重要？因为你的寄生物、竞争者或捕食者也在进化！这也是利·范·瓦伦(Leigh Van Valen)的红皇后假说：你必须竭尽全力不停地跑，才能使你保持在原地（为了发表这篇论文，他只好自己创办了一个新期刊）！基因不像道金斯在他的《自私的基因》中所声称的那般自私，它们只是想进化！这是性的原因，而这绝不自私：通过性，你立马扔掉基因组的一半！你会把放弃自己一般财产的人称作自私吗？性并不自私，它改善了创造性。在附录一中，作者还介绍了冯·诺意曼的“DNA=软件”论文，详细论述了复杂性的概念和自我复制问题。他指出：我们的讨论表明，“复杂性”在其低层次是会退化的，也就是说，一台自动机只能产生比它复杂性更低的另一台自动机。然而，存在某个最低层次，在那里，这种退化特性不再是普遍的，自动机可以自我复制，甚至可能构造出复杂性更高的实体。复杂性以及组织，在低于某个最低层次时会退化，而在高于该层次时则可以自我维持，甚至增加，这一事实显然将会在未来的任何与该主题相关的理论中扮演重要的角色。我一直对生命奥秘非常困惑。如果解释为软件，遗传学不也就很容易理解了吗？只是它需要的储存量实在是太大了。如果有朝一日解决储存和传输的问题，复制是否就很简单了？人类是否可以通过信息传输的方式以光速旅行了？按这个理论，机器可以进化，以后是否能取代人类？所谓的外星人是否就是机器人？如果人类灭绝，是否机器人可以在恶劣的环境下继续统治世界？这本书为我们打开了一扇思考的大门，使我们脑洞大开，从全新的角度来思考未来社会的进化，提供了无限的想象空间。最后我想再介绍一下陈禹教授在自传《时代大潮中的一叶小舟》中所讲述的他1997年10月的经历： 我通过电子邮件得到了SFI方面欢迎访问的答复，购买了前往SFI的机票，兴冲冲地踏上了前往SFI的行程。在丹佛换乘飞机时，意外的情况发生了，换乘的飞机出乎意料地小，过道两边都只有一个座位，一共也就只能乘坐十几名乘客。更意外的情况是，圣菲的机场实在是小得出奇，只有两间小平房，没有任何公共交通或出租车。飞机上的其他几名乘客开着自己的车走了，等我明白过来的时候，机场已经空无一人。我本以为下了飞机离SFI就会很近了，谁知道是这样的情况！从公路上的标志我了解到，这里离圣菲市还有五十多英里。无可奈何的我只得拖着箱子、沿着空无一人的公路向着市区的方向走去。走了四五个小时之后，一辆卡车路过，我挥手求助，车停了下来。司机大概是一个墨西哥移民，英语也不大好。不过我们沟通得还不错，他听明白了我是要去圣菲市中心，便告诉我：他要给山上的一处工地送建筑材料，送完以后就要前往圣菲市，并答应让我上车，送完建筑材料后捎我去圣菲市。走投无路的我就像在茫茫大海中抓到了一根木头，无比兴奋，一再表示感谢。就这样，我从上午到傍晚，花费了整整9个小时，终于到了圣菲市中心。筋疲力尽的我胡乱吃了两个汉堡包，不管价格多少，找到一个旅馆住下，足足睡了10个小时。第二天早上，我终于来到了期盼已久的圣菲研究所。 后来此事被当作笑话在SFI的朋友中流传，人们传说：居然有一个中国人想从飞机场走到研究所，简直是天方夜谭！现在回想起来，确实有点莽撞和可笑。作为中国大陆第一位访问SFI的学者，从此我与SFI结下了不解之缘。另外一点没有想到的是，我的此次SFI之行传到了钱学森教授那里。 -
首先，这是一本值得写书评的书。就凭核心思想的原创性和蔡汀的名字。其次，当我想写点什么的时候，发现实在很难找到合适的话来描述所谓的这本书， 其实这本书的名字已经总结得很好了，作者提了一个数学理论，叫元生物学， 想从信息的角度证明一定长度的信息(or程序，这个不需要严格区分)，是可以从累积的随机突变的变异中进行进化，从而获得复杂性的进化。正如书名所言，这是一个关于进化和生物创造性的一个数学理论，其目的是“如果达尔文的理论正如生物学家认为的那样根本，那么就应该存在一个一般性的、抽象的进化数学理论，它能从数学上把握达尔文的本质”，所以书名是 ：证明达尔文。下面开始吐槽：1 这实在不是一本好的书，第五章以前水了大半本书，基本上都是一些类似讲座的讲话稿的东西，我估计是他上课讲话的口头记录整理的，用他自已的话说，更像是一门哲学和思想史的课程，所以这种课基本上都是扯蛋。2 就其核心的第五章，其实也是在圣塔非的一次讲座，核心的思想就是前面提到的四张PPT（居然会有人在写书的时候，直接截图了四张PPT作为后面内容的索引，这是有多么的随意。。）， 整个论证过程：a. 前提说明生命是不断进化的软件结构，生物不是机器是软件b. 提出元生物学是把生命定义为不断进化的东西然后给出数学证明c.对于一个K bit长的算法，可以从A突变到B,每个突变都有概率，每个变体都可以在Orace(神喻)下进行判定是否比原来的算法（or 有机体，在作者这里，这种元生物的有机体就是算法或程序）具有更好的适应性.d. 判断适应性的是否更好，是看对于忙海狸问题给出的结果是否更好。e. 经过评估，发现随机进化的时间复杂度在N^2和N^3之间，远远小于穷举搜索， 近似于智能设计。OK，核心内容基本就这些。然后就关于这个核心理论开始扯关于神学和政治学的意义，真正的扯蛋。 用他自已的话说，这本书里面估计会有很多的细节性的东西会是错误的，但是关于这个思想，还是可以展开考虑的。在书的附录1里面，提到了冯的自复制结构，从计算->图灵机->通用图灵机->自复制机->ABC结构，附录2没有看懂，或许应该看一下信息论和计算复杂性的东西。由于牵涉到oracle TM的问题，这个理论在计算机上的可实现性？尤其是牵涉到BB问题的计算。。。。？貌似比起Tierra和Avida要深刻多了 -
在列车上读完了这本小册子。作者尝试用算法信息理论去建立一个进化论的数学框架，他的基本框架是清晰的；同时对一些相关思想的历史回顾也很有趣，简明扼要。本书的实质性内容主要讲了一个进化的玩具模型，也提到了几个复杂一点的模型，但没有展开讨论。玩具模型确实过于简单，只是把算法信息理论的一些结论，变换一个叙述方式。稍微有意思一点的结论，是说进化策略可以从复杂度上分成几个层次，但看推导过程是平凡的。不过这是本普及读物，所以要求不能太高。玩具模型是说把生命定义成生成大数字的程序，数字越大越适应，就会繁衍很多。现实的生命是一个时空上的有序组织。两者怎么类比呢？其实只要看到现实的生命在时空上有个尺度，这个尺度越大生命越复杂。那么在数学上简化为只比较大小的模型，还是有一定的道理的。论文里应该有扩展模型的更多讨论。总体上，我觉得是本书的主题是一个有意思的研究方向。更新：昨晚和友人讨论后，又有一些想法。友人说到 Chaitin 的理论里暗含了目的论，这是一个有意思的点。我仔细想了这件事，我的理解，这是 Chaitin 玩具模型的过于简单导致的一个缺陷。适应能力可以比较大小，但只能是局部可以比较大小，整体不具备整数的线性序。所以，Chaitin 玩具模型应该被修正，“生命”成为某种“格”上的计算程序。研究的点变成：系统的长期演化和格的整体结构是什么关系？演化的不同策略的时间复杂度？
精彩短评 (总计12条)
-
上午开会前浏览了新收到的人民邮电出版社出版、图灵新知制作的新书《证明达尔文：进化和生物创造性的一个数学理论》，这本翻译小书一下子吸引住了我。作者认为，生命作为不断进化的软件，软件不断突变，还提到社会达尔文主义等创造性政治学的解释。书中特别介绍了美国桑塔费（圣菲）研究所的复杂性理论，我立刻想起了博士导师陈禹教授，他是第一个去圣菲研究所的中国人，十几个人的小飞机，到了机场旅客散去后竟然空无一人，独自拖着行李箱步行，各种经历直到9个小时以后才到旅馆。从此复杂性理论被介绍到中国…… -
新意，作者说的累积的随机进化时间是介于N²到N³的，这不是意味着时间分形么。。。另外那位赵海平同学也不用纠结嘛，你应该顺着蔡廷的路走下去，做生物和计算机科学结合的元生物学就好啦。 -
#PDF# 4.0 分。 -
存在没有设计师的设计…其实有一多半没看懂。 -
昨晚写的算也不算是书评的文章：《图灵，蔡汀，达尔文：计算中的上帝》 http://www.jianshu.com/p/cc3a3f4edb1d -
讲了一些数理逻辑中常识性的东西，核心思想是DNA是程序，程序会自我进化，所以生命也会。核心章节是第四章，实际上是说可以构造一个自我进化的程序，不断改进计算忙海狸问题的效率。总之，太玩具了一些。只能说是一个有趣的想法。 -
如果不是因为蔡汀的名字，这本书实在算不上是一本一般意义上的书，因为真正的好书都是基本一信核心观念的成体系的展开，这本书严格上来说只有第四章后半和第五章是核心观点，即在软件空间中的随机游走通过进化可以达到N^2到N^3的算法复杂度来解决例如BB问题。附录一是关于冯诺依曼的自复制机的ABC结构，与正文似乎没有关系。 -
没读懂！ -
怎么说呢，这本书不太配得上一代大师Chaitin的名气，他想用算法信息论来理论化进化论，但是他的模型太含糊了，而且没有哪怕一个实在的例子来详细分析。书里面大部分内容只能说是观点，提供一些启发的方向。 -
总之一句话:DNA是程序，程序会自我进化，所以生命也会。 -
其实只看第五章了解下这个 toy model 就够了，扯的神学政治学啥的无视好了 -
还没看完但是这本书的想法真的是太棒了！nn