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图灵寄生虫如何拓展数字生命的算力疆界

种群与进化 2023-11-13 v4 无序系统与神经网络 适应与自组织系统 元胞自动机与格子气 神经元与认知

摘要

为何生命系统如此复杂?为何生物圈包含具有超出最简单复制子复杂性特征的生命体?何种进化压力导致更复杂的生命形式?这些是贯穿复杂性如何在演化中产生这一问题的关键问题。一种特别的解决路径立足于对生命的算法描述:生物体可被视为从其环境中提取并处理信息以降低不确定性的系统。此处我们采用这一计算路径,使用共演化主体及其寄生虫的简单比特串模型。当主体试图预测其世界时,寄生虫对其宿主做同样的事。该过程的结果是,为逃避其寄生虫,宿主主体拓展了其计算复杂性,尽管维持该复杂性存在代价。这继而又伴随着日益复杂的寄生对应物。此类军备竞赛展现出若干定性阶段,从单调演化到间断平衡甚至生态崩溃。我们的最小模型阐明了寄生虫在提供一种主动机制以将生命复杂性拓展至简单复制子之外方面的相关性,表明寄生主体很可能是生物复杂性的主要演化驱动因素。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.14339,
  title  = {How Turing parasites expand the computational landscape of digital life},
  author = {Seoane LF and Solé R},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.14339},
  year   = {2023}
}

备注

16 pages, 10 figures in main paper, supporting material not included