第8章 控制循环

复杂引擎能接受任意形式的信息吗？

人类身体和大脑的发育过程很神奇。它证明了物理系统的创造性潜力，产生变体，进行选择，并基于选择创建新的结构。但这种策略也有局限。在物理世界有许多事物的实现并不是这样简单。这就是为什么指令在我们的世界中如此重要。从本质上来说，只要有合适的指令，物理世界的一切都是可实现的。复杂引擎在指令层面运作。将选择变体的基本原理应用于指令，就有可能产生出新的指令，从而开启无限可能。前面我们探讨了3个例子：生命，针对疾病的免疫，以及进化出难题答案的计算机程序。在后面的章节中我们还会看到技术和人类思维也是同样的计算策略的产物。但在这一章我们将探讨的问题是，在多大程度上复杂引擎可以被人类工程师利用、控制和操纵，从而为人类造福。

所有复杂引擎计算都有3个基本要素：①以可复制形式编码的信息体；②引入有限变化（经常就是复制时的错误）的复制机制；③决定哪些复制体被再次复制的选择方法（图5.2）。我们要问的是有没有什么信息结构不适合用复杂引擎进行修改，其实也就是问有没有什么结构无法被复制。

所有生物都是用细胞内部的信息来编码说明其结构的许多方面。这种信息表示为组成DNA分子的核苷酸序列。当细胞繁殖时，DNA及其编码的信息就会被复制。这个系统能编码很多信息，因为DNA分子（作为分子来说）很大，可能的核苷酸序列极多。同样的编码系统也为我们的适应性免疫系统提供了基础，只是采用了不同的进化方式。计算机算法采用各种顺序结构编码信息，但最终都可以归结为0/1序列。人类思想和文化也是基于编码信息，这里信息被编码为大脑中的神经元连接模式。

前面我们看到，只要系统（有可能）有多种形态，就有信息与各种形态相关联。信息在生物界和人类文化中之所以如此重要是因为它能表示某种东西。这带来了意义。通过给特定的形态赋予特定的意义，就有可能为构造某种东西编码指令。观察到的信息形态的多样性带来了一个问题，就是有没有哪种信息不适用于基于复杂引擎的变化。复制环节似乎的确施加了限制。几何很重要。一般来说，1维和2维结构更容易复制，3维结构则有问题。

至少有3种方式可以实现复制。可以直接复制，例如T复制为T, A复制为A，可以利用中间媒介，也可以利用指令。直接复制在自然界和技术上都不常见。印刷机利用模板；印出来的每一页都是基于一个特殊的滚筒生成的镜像产生。后面我们会看到，DNA复制时，每一条链都是新链的模板。旧链上的A核苷酸引导在新链上组合一个T核苷酸，同样，T引导A, G引导C, C引导G。用这种方法，新链的序列总是由模板链的序列决定。工业生产也经常用模具生成想要的形状。模具可以复制简单的3维形状，例如塑料瓶或青铜雕像。模具不适用于复杂的3维形状。复杂对象的复制不能直接进行，用模板也不行。要复制这样的对象，首先必须得到3维对象的1维或2维表示，然后用对象的表示来引导生成3维对象副本的过程。通过对表示进行复制可以扩展过程。指令是可以用于生成3维对象副本的1维表示方法；蓝图则是2维表示。

前面曾讨论过蛋白质的结构。蛋白质在细胞和身体的功能中扮演了关键角色。没有蛋白质就不会有生命。蛋白质的功能由形状决定。在复制蛋白质时，细胞以信使RNA的形式生成1维表示，然后将这种表示转录成氨基酸链，氨基酸链自发折叠成所期望形式的新的拷贝。信使RNA序列总是生成同样形状的蛋白质。当DNA被复制，信使RNA合成，蛋白质的表示——即基因序列——就被复制了，但折叠的蛋白质不会直接以3维形式复制。

产品的生产也很类似。汽车不是直接从另一辆汽车复制；而是基于同样的设计生产同样的汽车。只要设计一样，生产出来的汽车就一样。如果要改进，就要修改设计，然后制造新的模具。这就是指令的魔力；它们使得不适合直接或通过模板复制的复杂（3维）结构的复制成为可能。将结构表示为1维的指令形式使得任何能建造出来的对象都能被复制。

由于3维形状总是可以表示为1维编码的信息，原则上1维表示（指令）总是可以被复制和修改，然后变换成新的3维对象。这个变换、修改、再变换的循环是生命和技术的基础。因此这一节的问题的答案是否，不是所有信息形式都能直接或通过模板复制，不能这样复制的也就不能作为复杂引擎的输入。但是，似乎所有结构都能表示成1维编码，可以被复制、操作，然后用来生产3维结构的新的“复制体”。因此，人体不能被复制，但人类DNA可以，而人类DNA一旦被放置到适当的环境（人类受精卵）中，就能（通过发育过程）产生新的人体。通过复制DNA并在合适的细胞环境中激活正确的基因顺序表示，原则上就有可能创造出同一个人的多个复制体。好莱坞称之为克隆人。用人类DNA进行这样的实验目前在全世界大部分国家都是违法的，但其他生物DNA的实验很常见。