蛋白质与词汇共享的通用进化机制
种群与进化
2026-03-18 v3 软凝聚态物质
计算与语言
生物物理
摘要
复杂系统，如生命与语言，受进化原理支配。生物学与语言学之间的类比与比较为刻画和分析蛋白质序列、人类语料及其进化提供了计算基础。然而，迄今为止尚未提出通用的数学公式来阐明生命与语言共享的定量特征之起源。在此，我们展示了蛋白质与词汇共享的若干新统计关系，这启发我们建立一种具有明确公式的通用进化机制，该机制可同时纳入新旧特征。我们发现自然选择可通过最小努力原理的熵公式进行量化，以确定在进化中存活的序列变异。此外，幂律行为的起源以及环境变化如何刺激新蛋白质与词汇的出现，也可通过引入功能连接网络加以解释。我们的结果不仅证明了遗传学与语言学在其不同层级上的对应性，也揭示了复杂适应系统进化的新的基本物理属性。我们预期我们的统计检验可作为定量准则，用以检验某种序列进化理论是否与真实数据的规律性一致。同时，它们的对应性拓宽了交换既有知识的桥梁，激发新的阐释，并打开了释放若干潜在革命性挑战的潘多拉魔盒。例如，语言任意性是否与结构决定功能的信条相冲突？
引用
@article{arxiv.2012.14309,
title = {General Mechanism of Evolution Shared by Proteins and Words},
author = {Li-Min Wang and Hsing-Yi Lai and Sun-Ting Tsai and Chen Siang Ng and Kevin Sheng-Kai Ma and Shan-Jyun Wu and Meng-Xue Tsai and Yi-Ching Su and Daw-Wei Wang and Tzay-Ming Hong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14309},
year = {2026}
}