最近在學習有關遺傳算法和神經網絡方面的知識，網上查看了很多這方面的祕笈，只怪小生天生愚鈍、才疏學淺，不能很好的領悟祕笈中的真諦，往往被弄得暈頭轉向、不知所措
。直到有一天無意中看到了博主zzwu寫的有關這方面的文章，初讀之，如溫舊習；漸深入，覺甚好；遂一氣呵成，猶如撥雲見日、茅塞頓開。餘甚怕在茫茫Internet中再無機會拜讀之，遂收藏於此，以便衆人觀之，絕無其他不良用途。在此對博主再次深表感謝。博文轉自：http://blog.csdn.net/zzwu/article/details/561588
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(連載之二)
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扎自<遊戲編程中的人工智能技術>第三章
清華大學出版社
(本章由zzwu譯)
不過，有些讀者可能已經會想到，如果這是繁殖期生物機體內唯一發生的事情，那幺即使經歷成千上萬代後，適應能力最強的成員的眼睛也只能象初始羣體中最大的眼睛一樣大。而根據我們對自然界的觀察中發現，人類或動物的眼睛尺寸實際存在一代大於一代的趨勢。之所以會發生這種情況，是因爲當基因傳遞給子孫後代的過程中，會有很小的概率發生差錯，從而使基因得到微小的改變。這多少有點象中國古老的耳語傳話遊戲：在一隊人中，把一條消息一個接一個地傳遞下去；第一個人對着第二個人的耳朵輕聲地講述一個故事，第二個人再輕聲地把此故事傳向第三個人，等，直到最後那個人再把聽到的故事講出來。通常這都會諾出很多笑話：最後一個人講出來故事與第一個所講的已是面目全非。其實，這種類型的差錯在把信息從一個系統傳遞給另一系統時實際都會發生的。圖3.2顯示的一列圖畫就是一個令人驚訝的例子。這是一次測試的結果：第一個人畫出了一隻鳥類的圖(見左上角) 交給第二人，第二人看了以後自己重畫一個給他的下一個人，這樣重複下去，直到最後那個人畫出來的圖形就會被顯著‘異化'。如果你有機會和十幾個朋友聚集在一起，我推薦你做一下這個小試驗，因爲原始圖畫能有如此多變化似乎難以置信。
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有趣的事實 |
圖 3.2 信息移轉的一個試驗。 ( Thames 和 Hudson 提供的幻想圖形 )
你可以說，圖形或故事的情節在從一個人到另一個人的傳遞過程中，已經發生了變異 （或突變，mutation） ，同樣的變異在生物繁衍過程中會在它們的基因中出現。發生變異的概率通常都很小，但經歷大量世代之後變異就會顯得很可觀。一些變異對生物將是不利的 （這有最大的可能），另一些則對生物的適應性可能沒有任何影響，但也有一些則可能會給生物帶來一些明顯的利益，使它能超過與其同類的生物。在前面我們所講的例子中，你看到的能使動物引起眼睛直徑變大的基因突變就是一種有利的突變，它將使該動物與羣體其餘動物相比，就好像一個超級的時髦模特兒那樣顯得突出。這種使眼睛變得越來越大的趨勢需要基因參與才能實現。當進化過程經歷成千上萬代之後，就會使動物長出一對如同盛菜的盤子那樣大的眼睛！見圖3.3。
圖 3.3 一個 Adonis 的進化
進化機制除了能改進已具備的特徵之外，也能產生各種各樣全新特徵。讓我們再以眼睛的進化作爲一個例子來說明吧。
可以設想，曾有一個時期動物就根本沒有眼睛。那時，動物在它們的環境中航行完全是靠嗅覺和觸覺來躲避掠食它們的動物。他們也相當擅長於這樣做，因爲他們靠這樣已經歷了成千上萬個世代。在那個時候，鼻子大和手腳長的男性是受女孩子們歡迎的。然而，突然有一天，當兩個動物配對時，一個基因突變發生在爲皮膚細胞提供的藍圖上。這一突變使其後代在他們的頭上發育出了一個具有相當光敏效應的細胞，使其後代能足夠識別周圍環境是亮的還是暗的。這樣就給他帶來了一個微小的優點，因爲，如果一種肉食動物，比如一隻鷹，來到了某個範圍以內，則它將阻擋了光線，這時，該動物就會感覺得到，就可迅速跑到隱蔽的地方去躲藏起來。另外，這種皮膚細胞還能指示現在是晚上或白天，或告訴他現在是在地面之上或地面之下，這些信息在捕食和吸取營養時都能爲它提供方便。你能看到這一新型皮膚細胞將使這一動物與羣體中其餘的動物相比，具備了稍多的優點，並因此也就有更多的生存和繁殖的機會。過了一段時間，由於進化機制的作用，許多動物的染色體中都會出現具有光敏皮膚細胞的基因。
現在，如果你再作一些外推，想象這一光敏細胞基因得到了進一步的有利突變，則你能看到，經過許多許多世代後，光敏細胞經過分化形成爲一個區域；這個區域不斷變大，產生出一些更爲確定的特徵，例如形成一個晶體，或產生能區別顏色的視覺細胞；還可以想象，一個突變使某個動物由一個光敏區域改變爲兩個光敏區域，由此就使那個動物有了立體視覺。立體視覺對一個生物體來說是一個巨大的進步，因爲這能精確告訴他目標離開他有多遠。當然，你也可以把會對眼睛產生不利影響的突變裝入同樣那些基因。但這裏重要的一點是，這樣生長出來的後代將不會和已具備改進型眼睛的堂表親戚們那樣取得成功，它們最終將會滅絕。只有成功的基因纔會得到繼承。你觀察自然界中存在的任何特徵就能發現，它們的進化都是利用無數微小的突變發展而來的，且它們都是對擁有者有利。難以置信吧？
這些重組和變異機制說明了進化怎麼完成。我希望現在你已經理解，有機體是怎麼逐步形成各種不同類型的特徵，以幫助它們在其生存環境中取得更大的成功。
－連載２完－
