
1835年,贝格尔号——也即是“小猎犬号”——军舰漂荡至太平洋海域时,查尔斯·达尔文扫视着显露海水中绵延的珊瑚礁,那些环礁、堡礁与裙礁如白色蕾丝嵌入在蓝色丝绒上,让他咋舌不已。彼时的他尚未构建出进化论体系,而对这些海洋造物的小巧结构的不雅察,以及对其酿成机制的早期探索,不仅通向《物种发源》,以至通向对一般意思上的生物进化论的卓越——对于近两个世纪之后的AI时间来说,珊瑚礁不仅揭示了人命演化的深层规定,更为咱们提供了再行解析进化与智能的全新视角。
达尔文最著名的作品,虽然是出书于1859年的《物种发源》;他的早期作品、出书于1839年的《小猎犬号帆海记》也终点有名,因为恰是在那5年搭乘小猎犬号的环球科考经过中,达尔文迟缓从一位地质学家,转变成了对后世影响巨大的生物学家,初步酝酿出了进化论的一些伏击不雅点。这两部名著隔了20年,其间达尔文其实还写了一些伏击作品,却不为大无数东谈主所知,比如出书于1842年的《珊瑚礁的结构与漫衍》。实践上这是达尔文的第一部科研专著——《小猎犬号帆海记》仅仅纪行+科考呈文——而且达尔文因为这本书和他对于藤壶的接头,还取得了皇家学会1864年度的科普利奖章。

达尔文的珊瑚之问:从地质构造到进化表面
当贝格尔号靠岸在加拉帕戈斯群岛隔壁时,达尔文第一次近距离不雅察到珊瑚礁的三种形态:紧贴海岸的裙礁、与陆地保合手距离的堡礁,以及十足孤苦于陆地的环礁。这些形态永别的碳酸钙结构激励了他的想考:看似柔弱的珊瑚虫怎么扶助如斯强大的地质构造?
在《小猎犬号帆海记》中,达尔文详备面貌了我方对珊瑚礁的不雅察,以及对其成因的初步揣度——“沉降表面”。他写谈:
“造礁珊瑚事实上培育并保存了海下陆地起升沉伏的精彩记载。每一个堡礁皆是一派地皮已经下沉的评释,每一个环礁皆是一座失去的岛屿的挂念碑。咱们就好像遭受一个活了上万年并保留了扫数变迁记载的地质学家,因之得以瞻念察把地球的上层冲破,使水陆换位的大工程。”
不久后,他又在《珊瑚礁的结构与漫衍》中,进一步详备解析了“沉降表面”,为这一问题提供了于今依然建造的转换性谜底。
根据这一表面,珊瑚礁的酿成是生物行为与地质开放协同作用的截止:珊瑚虫在火山岛基底合手续堆积钙质骨骼,当岛屿因地质开放迟缓沉降时,珊瑚虫便朝上助长以保管与海面的距离。这也曾过最终使原始裙礁演变为环绕沉降岛屿的堡礁,直至岛屿十足沉入海底,酿成孤苦的环礁。这一假说冲破了那时“珊瑚礁由沉积物堆积而成”的贯通,初度揭示了人命与地球演化的深层关联——轻捷的珊瑚虫竟能在地质期间要领上重塑地球名义形态。
但是,在集大成的《物种发源》中,却只消一两处略微说起了珊瑚和珊瑚礁,比如在“地舆漫衍”一章中提到一句:“诚如我所敬佩的,在珊瑚助长的海洋中,这些沉没的岛屿,现今被立于其上的珊瑚环或环礁所标示。”
达尔文在《物种发源》中对珊瑚的“忽视”,可能有两个原因。一是他已经在两部前作中极为精采地测验了珊瑚,而更伏击的是,他为《物种发源》最终采取的进化图式,是尽人皆知的树状图,而这跟珊瑚礁的生成与结构所指向的进化旅途并不十足一致。
1993年,好意思国著名进化生物学家和科普作者斯蒂芬·杰·古尔德(Stephen Jay Gould)在其杂文集《八只小猪:反想当然史》(Eight Little Piggies:Reflections in Natural History)里指出,二叠纪末期,一次大殒命把旧有的造礁珊瑚扫地俱尽,幸存者并非“更先进”的新物种,而仅仅恰好扛过了灾变。数百万年后,另一群珊瑚“拎包入住”,重建礁体。“这不是道路,而是一次次就地的洗牌。”——古尔德恰所以此来闹翻“进化=进取”的幻觉。
2005年,德国著名艺术史家霍斯特·布雷德坎普(Horst Bredekamp)出书了《达尔文的珊瑚:进化的新模子过头博物志传统》(Darwin’ s Corals:A New Model of Evolution and the Tradition of Natural History)一书,根据达尔文私东谈主条记里的几幅草图,哄骗图像学方法,冷漠了一个全新的不雅点:达尔文领先所以珊瑚结构草图(而非最终成形的树状图)构建了进化论的中枢框架。他觉得,珊瑚的分支助长形式更贴合生物演化的实践经过,而传统树状图将生物千般性简化为线性联系,忽略了物种间的复杂关联性。这本书2019年出书了英文版,刚好与这一轮的AI大爆发真的重复,引起了更多的关怀。
珊瑚隐喻:卓越树状图的人命图景
达尔文在 1837~1838 年间撰写的私东谈主条记本B(Notebook B)第 26 页,画下一幅“三个分叉、下半部分用点线表露已死”的珊瑚草图,紧接着写下:“咱们梗概应把人命之树称为人命之珊瑚,分支的基部已死亡,因而通谈无法被看见。”

这一想法直指进化经过的中枢特征:现有物种如同珊瑚礁尖端的活珊瑚虫,而它们的祖宗则像下方已钙化的死亡群体,组成了复旧现有人命的历史基座。达尔文以至为此绘图了两个简便图表,成为生物学史上初度将珊瑚当作隐喻的进化图示。
但是,在《物种发源》的最终版块中,达尔文琢磨再三,照旧采纳了“人命之树”当作中枢隐喻。这一采纳并非随机:树状图具有彰着的骨干涉分支结构,能直不雅展示物种从共同祖宗迟缓分化的经过,且与那时的宗教、文化传统存在潜在共识,更易被读者解析。比拟之下,珊瑚的形态虽能体现进化的畅通性与历史沉淀性,但其复杂的群体结构和弄脏的分支界限,在那时的贯通条目下难以成为普适的科学隐喻。
尽管达尔文最终毁掉了珊瑚隐喻,但这一构想蕴含着比树状图更丰富的内涵,而且在现代进化生物学接头中越来越自满其价值。珊瑚的助长模式为咱们解析人命演化提供了三个弱点视角:群体结合的进化意思、历史沉淀的畅通性,以及生态共生的复杂性。
珊瑚虫的生活策略是“群体采纳”表面的生动注脚。单个珊瑚虫的寿命不外数年,但它们通过钙化外壳构建群体,死亡后躯体成为新珊瑚的基石,亿万个体的力图于扶助了绵延沉的礁体。这种以群体为单元的适当与进化,突破了传统个体采纳表面的局限,为解析社会性生物的演化提供了范例。在《物种发源》中,达尔文曾困惑于蜜蜂筑巢等利他步履的进化意思,而珊瑚群体的结合模式恰为这类问题提供了谜底——当个体利益与群体存续绑定,利他步履便可能通过群体采纳得以保留。
珊瑚礁的酿成经过直不雅展现了进化的历史畅通性。与树状图中“现有物种如同树梢”的静态呈现不同,珊瑚礁的每一层结构皆记载着不同期期的人命陈迹:上层是活的珊瑚虫,中层是数百年前的先辈遗骸,底层则可能酿成于数百万年前。恰是这种“活的化石库”特点,令达尔文冷漠“人命之珊瑚”这一隐喻构想,揭示出进化不是断裂的分支,而是畅通的历史沉淀。现代分子生物学通过基因序列分析追思物种发源时,恰是在解码这种“分子珊瑚礁”中蕴含的历史信息。
更伏击的是,珊瑚与藻类的共生联系为解析生态进化提供了弱点模子。珊瑚虫为虫黄藻提供居所和二氧化碳,藻类通过光合作用为珊瑚供能,二者酿成的袖珍生态轮回复旧着通盘珊瑚礁生态系统。这种“共生进化”(co-evolution)时事冲破了物种间的界限,标明进化不仅是物种里面的适当,更是不同人命神气协同演化的经过。达尔文曾提到的“珊瑚礁边生物千般性”时事(即著名的“达尔文悖论”)——养分繁难的热带海域却因珊瑚礁酿成丰富的生态系统——恰恰印证了共生联系对生物千般性的促进作用。
这些特征共同组成了一幅卓越树状图的进化图景:人命演化不是单向的分支分化,而是群体结合、历史沉淀与生态共生共同作用的截止。在这个意思上,珊瑚隐喻比树状图更接近进化的委果面庞,它指示咱们:人命的演化是一场跨越时空的结合工程,而非一身物种的竞争游戏。
AI的珊瑚式进化:从算法迭代到群体智能
赶巧的是,霍斯特·布雷德坎普的《达尔文的珊瑚》登陆好意思国亚马逊,刚好与ChatGPT火爆各人相隔不久。
当AI时刻插足深度学习时间,接头者们发现,珊瑚隐喻不仅有助于解析人命进化,更能为算法联想提供全新灵感。机器学习的自我迭代经过与珊瑚的助长模式存在惊东谈主的一样性,这种一样性体当今诸多维度:漫衍式学习的群体结构、合手续迭代的历史积聚、多模子共生的结合机制以及环境适当的动态均衡。
深度学习模子的教练经过堪比珊瑚礁的构建。以神经汇集为例,每层神经元如同珊瑚虫群体,通过调节权重参数(近似珊瑚虫分泌钙质)酿成特征索要层,而深层汇集的迭代教练则像珊瑚礁的层层堆积——每一轮教练皆在原有模子基础上优化,保留灵验特征(如同珊瑚虫保留先辈的骨骼),修正空虚参数(如同珊瑚虫避让不恰当的助长区域)。这种合手续迭代的积聚模式,使模子性能随教练次数而进步,与珊瑚礁随期间彭胀的经过一辞同轨。
强化学习中的多智能体系统(Multi-Agent System)展现出珊瑚群体的结合聪慧。在自动驾驶、机器东谈主结合等限制,多个智能体通过局部交互终了全局优化,如同珊瑚虫通过化学信号融合助长标的。2017年,DeepMind团队开导的“AlphaGo Zero”通过自我对弈进步棋力,本色上是智能体与“曩昔的我方”酿成的群体结合,这种“期间维度上的群体智能”与珊瑚虫跨代际的力图于助长有着潜入的一样性。
不同AI模子的和会时刻则很像珊瑚与藻类的共生联系。挪动学习中,预教练模子为特定任务提供基础参数(如同藻类为珊瑚供能),而卑劣任务的微调反过来优化基础模子(如同珊瑚为藻类提供居所);联邦学习则让多个节点在不分享数据的情况下协同教练(如同珊瑚虫与藻类保合手孤苦又相互依存)。这种“共生学习”机制大幅进步了模子后果,印证了达尔文“共生进化”想想在算法限制的适用性。
最引东谈主深想的是,生成式AI的进化展现出珊瑚式的环境适当性。比如GPT系列通过海量文本教练酿成的模子,就并非固定结构,而是能根据输入动态调节输出(如同珊瑚虫根据水温调节助长速率)。这种“非笃定性进化”突破了传统设施的机械性,更接近生物进化的生动性,其背后恰是对珊瑚式“弄脏规模”与“动态均衡”特点的算法再现。
这些时刻发展标明,AI正在不自发地践行着达尔文当年不得已弃用的“珊瑚隐喻”。当算法从一身的树状结构走向互联的珊瑚式汇集,机器学习的进化旅途也从单一优化转向多元协同,这种转变不仅进步了AI的性能,更深化了咱们对智能本色的解析——智能梗概不是一身的盘算单元,而是群体结合的家具。
进化新想维:当AI反哺进化论
以珊瑚为纽带的AI与进化论的对话,不仅鞭策了时刻进取,也反过来为进化生物学提供了新的接头方法和表面视角。通过模拟珊瑚式进化的算法模子,接头者们得以考据传统进化表面的规模,探索人命演化的未知可能,这种跨学科互动正在催生进化表面的新范式。
AI模拟为考据进化假说提供了可控的实验场。传统进化接头受限于地质期间要领和伦理拘谨,难以平直不雅测当然采纳的经过,而基于珊瑚隐喻的模拟系统通过神经细胞自动机模拟生物的生活、统一和突变,可在数小时内完成很是于数万年的进化模拟。有团队利用此类模子考据了“群体采纳优先于个体采纳”的假说——当模拟环境中资源有限时,珊瑚式群体结合的假造生物比单独竞争的个体具有更高存活率,这为群体采纳表面提供了量化把柄。
珊瑚礁当作“生物千般性热门”,其物种基因数据具有极高的复杂性,传统分析方法难以不休。而基于深度学习的基因序列分析用具(如DeepCoil)能自动识别珊瑚与共生藻类的基因交换模式,揭示出“水平基因迤逦”在共生进化中的弱点作用。这类发现修正了“基因传递仅靠垂直接管”的传统贯通,标明进化可能存在比树状图更复杂的基因流动汇集。
最具突破性的,是AI的“涌现智能”启发接头者再行想考进化的“标的性”问题。传统树状图暗意进化存在从“初级”到“高等”、“简便”到“复杂”的线性进取,而珊瑚式AI的进化标明,智能的进步更多是对环境的适当而非线性升级——某些情况下,简化模子反而比复杂系统更灵验(如同珊瑚在混浊环境中会简化结构)。这种“非进取性进化”的发现,与现代进化生物学“进化莫得终极主意”的不雅点相呼应,鞭策着进化表面从“进取论”向“适当论”的范式转变。
AI与进化论的对话是一种双向的“贯通进步”。当算法模拟珊瑚式进化时,它们不仅在效法人命的机制,更在揭示人命的深层规定,从而有可能弥补当年达尔文毁掉珊瑚图式时的“不得已”。

《达尔文的珊瑚:进化的新模子过头博物志传统》
(Darwin’ s Corals:A New Model of Evolution and the Tradition of Natural History)
[德]霍斯特·布雷德坎普(Horst Bredekamp) 著
Walter de Gruyter 2019年9月版

《小猎犬号帆海记(插图全译本)》
[英]查尔斯·达尔文 著
译林出书社2020年4月版
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