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是否有存在的價值?

進化論所提出來機制,被做計算機的人借鑒去,做成了一種叫遺傳演算法的東西,專門用來找一些很複雜的(多元,不單調甚至不連續)的函數的最大值。通過研究這種演算法的特徵,其實可以理解生物作為一個群體為啥要長期保留一些弱者。


遺傳演算法的機制很簡單:隨機生成一些初始解,然後衡量一下他們有多『強』。把最強的一半拿出來,讓他們進行隨機混合(即交配),產生新的一代解(子女)。在新一代的解里再去掉一半的弱者(淘汰),如此反覆重複。這種演算法相當強大,可以拿來優化一些相當複雜的函數,甚至可以寫詩。


寫過遺傳演算法的都知道,有種進化法則叫精英主義,即在每一代的解中選出最優秀的一部分,將他們認定為精英。精英有特權,他們的基因可以直接流傳到下一代。不需要交配,更不會變異。這種方法可以極大加快解的收斂速度(你可以理解為提升群體的基因質量),但如果使用過頭(即讓精英佔比過多),最後解出來的解極有可能不是全局最優解。因此每一代進化時,不但精英佔比不能過高,還要強行拉一群強者出去變異。哪怕一部分最後變成了弱者,經過多代進化後群體的質量反而提升了。原因很簡單:基因多樣性增加了。

要知道,基因變化和其攜帶者的強弱關係不是單調的。用不斷增加強者的基因佔比這種『爬山』式的貪婪優化方法,最後進化出來的不一定是強的。因為這種解法能保證你登上一個山頂,但最強的基因卻可能在隔壁山。兩山間隔著一個山谷,而弱者極有可能就是這些山谷的探索先鋒。太嚴格的淘汰弱者,會極大的限制住整個群體的基因的進化空間。


更要考慮的是,遺傳演算法中,目標函數還不會變。大自然里生物生存的環境隨時在變化,今天的最優解到了明天可能就是個爛解。恐龍當年仗著巨大的體積稱霸自然界。結果地球被隕石撞了以後大家都開始比能量使用效率,這時之前被欺負的小型動物反而佔了優勢。在這變化多端的環境下況下,如果隨意把弱者滅了,那麼等於是犧牲了自己的環境適應能力,整個群體離絕種也就不遠了。

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