《Game啟示錄》第六章：遊戲演化證明人類非最佳天選？

06-26

來自專欄 Game啟示錄

《Game啟示錄》的上一篇文章講到了進化論，而這一篇文章，我們會繼續講一下進化論。不是站在科學和哲學的角度上來講，而是站在「遊戲」的角度來講。這篇文章不會像上一篇一樣那麼多概念，而是會講一些好玩的「遊戲實驗」，相信讀者會感興趣。好了，且跟筆者來。

進化論的不可思議

達爾文進化論在剛剛發表的時候，世人幾乎都不相信，包括主流科學界也是如此。想想也是，人類這麼複雜的生物，怎麼可能通過進化而來？不說別的，就說人類的眼睛，視網膜、視神經、晶狀體、玻璃體、鞏膜、角膜等等等等，這些構造都不能單獨發揮作用，但是結合在一起卻能完美合作！眼睛這麼複雜的器官居然能由進化而來，這就像隨手抓了一把碎鐵塊往桌上一撒，自動組合成了一塊歐米茄機械手錶一樣。確實很難想像，也很難接受。

自從進化論提出之後，整整一百年間，隨著不斷有新的證據補充進來，以及「性選擇」理論對進化論的完善，主流科學界慢慢接受了這一理論。但仍然，科學家無法通過任何實驗證明，或證偽它，而無法被證偽的理論，恐怕只能停留在「學說」這一層面了。不過，在上個世紀中期，一個計算機實驗——或者說是一個遊戲——改變了這一切。

遊戲和進化論

約翰·霍蘭德（John Henry Holland），是世界上第一位計算機科學博士，是複雜理論和非線性科學的先驅，遺傳演算法之父。約翰老爺子當年可是學霸中的學霸，拿到全額獎學金進入麻省理工學院，專門研究用計算機來模擬自然界的生物進化。老爺子設計了一個「吃豆遊戲」的實驗，用來模擬生存策略的「進化」。這個「吃豆遊戲」可不是 Pacman，不過也說不定 Pacman 是從這個實驗獲得的靈感呢。

約翰老爺子在「吃豆遊戲」中，設計了一個長寬各10個格子的迷宮，迷宮外圍都是牆。然後把50顆豆子隨機放在這100個格子里，也就是每個格子50%的概率有豆子，50%的概率沒有。然後再把一個「吃豆人」放在迷宮裡，讓它往上下左右走，也可以隨機走，也可以停下不動，也可以吃掉格子里的豆子。這樣，一個吃豆人就有7種行為指令：向上走、向下走、向左走、向右走、隨機走、停下和吃豆。然後給吃豆人一個「生存策略」，也就是一個有200個行為指令的序列，每個指令就是以上7種中的一個，再把這個可憐的笨傢伙放到迷宮裡隨機的一個格子中，執行這個「生存策略」。最後，規定出評分標準：吃到一個豆子得10分，執行吃豆指令但是格子里沒有豆子扣1分，撞一下牆扣5分。然後用總得分來評價每一個「生存策略」的優劣，準備工作完成，遊戲開始了。

遊戲最初隨機生成了200個「生存策略」，每個都在迷宮中跑了一遍，結果讓人吃驚！隨機的「生存策略」真的......真的......真的很爛，最高得分是-81分，最差的是負-800多分，也就是撞牆撞的頭暈。不過，別急，遊戲才剛剛開始，進化策略登場了。

約翰老爺子設計了一個「遺傳演算法」，也就是把那些得分稍高一點的「生存策略」（其實也就是負的不太多的得分）保留下來，然後用這些「生存策略」產生下一代。也就是用兩個「生存策略」中的行為指令序列，隨機各取一半，組合成一個新的「生存策略」，相當於模擬兩性繁殖。接著，用新一代的「生存策略」，繼續在迷宮裡測試。這次，奇蹟真的產生了。

經過了三百代的進化，最高分數已經超過了400分，而進化到一千代時，最高得分出現了——483分——這個策略幾乎已經吃掉了所有的豆子。要知道吃豆人對迷宮裡的豆子分布是完全沒有概念的，不像我們站在上帝視角可以知道哪裡有豆子，可以去哪裡吃。在沒有全局視角的情況下，完全通過探索和路徑規劃，能幾乎吃完所有的豆子，這是非常不可思議的。

更加不可思議的是，約翰老爺子和他的助手，開始分析這個獲得最高得分的「生存策略」，發現它並沒有任何直觀規律可言。它並沒有類似：如果當前格子有豆子就吃、如果沒有豆子就往某個方向走、如果撞到牆就反向走等等邏輯上的策略。一句話來總結就是：大自然的精妙，不是人類的邏輯可以總結出來的！

這個「吃豆遊戲」，第一次在人類的眼前，實實在在地展示出了「自然選擇」的力量。即便是從隨機的、爛到不能再爛的策略開始，只要經過一千代的進化，就能形成非常有效的，甚至人類都無法設計出的精妙結構。

在「自然選擇」面前顫抖吧，人類！

最強的排序演算法

最佳的「生存策略」可以由進化而來，讀者應該已經有點小震撼了。其實在邏輯領域，也有從隨機進化出邏輯的故事，這就是最強排序演算法的由來。筆者是計算機專業出身，所以想到了這個計算機演算法領域的故事。不是計算機專業出身的讀者也不必擔心，不了解計算機演算法並不影響感受故事背後的震撼。

先解釋一下什麼叫排序演算法。就是一個計算機程序，你給它很多雜亂無章的數字，比如：48、21、75、3、299、37，然後它幫你從小到大（也可以從大到小）排好次序：3、21、37、48、75、299。排序，就是排好順序，不難理解嘛。排序演算法的難度並不大，但是做到快速和簡潔，卻是不容易的事情。

人類發明了的排序演算法有很多種，什麼冒泡排序、插入排序、希爾排序，而最快最簡潔的一個演算法，就叫做「快速排序」，真有自信哦。這就像一家公司，取名叫「全球最大」一樣——全球最大科技服務公司——很厲害的樣子。但，人類總是會高估自己，哪怕是在這種純邏輯領域，也會有來自進化力量的挑戰。

計算機科學家丹尼?希利斯（Danny Hillis），是連結機器（ConnectionMachine，誕生於上世紀80年代的一種超級計算機）的首要設計者，擁有30多項專利，也是互聯網先驅、世界最早的互聯網用戶之一，世界上第三個域名的註冊者（老值錢了）。

希大叔有句名言：「只有兩種方法能製造出結構極其複雜的東西，一個是依靠工程學，另一個是通過進化。而在兩者中，進化能夠製造出更加複雜的東西。」希大叔做了這樣一個實驗，他在演算法庫里放入了很多「排序體」，每一個排序體都是一堆隨機代碼。這些隨機代碼各有各的作用：有的可能會對調兩個數字的位置，有的可能把一個數字放在另一個之後，有的甚至什麼都不做。

希大叔也應用了約翰老爺子一樣的進化策略：用一堆「排序體」對數字做排序，然後留下排序準確度較高的「排序體」，再通過合併方案把兩個「排序體」合併成新一代的「排序體」。就這樣循環往複，經過了大約一萬代的進化，希大叔得到了一個小怪物——一個史上最強的排序演算法——除了能完美地對數列進行排序以外，最具諷刺的是，它恰好比人類設計出來的最短演算法，還要少一步！

寫到這裡，筆者也在想一個話題，人類的文明發展至此，我們能夠「設計」出很多精美的工具，但是不是反而離自然造物的藝術，越來越遠呢？

進化史上的"if"

看了兩個好玩也有觸動的「遊戲實驗」，我們是不是可以把腦洞放的再大一點。生物的進化是靠著自然選擇，生物生存環境的些許變化，最終可能會對生物進化進程產生巨大影響。那麼我們是不是可以在生物進化史上做點實驗，稍微改變一下自然環境，模擬一下進化過程上的如果？

比如，如果空氣中的含氧量稍微再多1%，那麼人類的平均身高和體重可能會增加20%？如果臭氧層再薄一點，紫外線的強度就會增加很多，那麼人類的皮膚顏色說不定會黑到發紫？更不要說，如果基因的變異方向稍有不同，我們也許手上只有四隻手指，或者壓根就沒有手指，靠著章魚一樣的小吸盤來抓東西？

估計有讀者又要開始後悔花時間讀這麼一篇亂文章了，呵呵，筆者理解，但多放開一下想像力，從另一個角度來看我們每天所見所聞所想的事物，不把這些事物看作是必然的，而是想一想它們從何而來？為何如此？還可以如何？這不是一件很有意思的事情嗎。

對於身邊的事情，當我們有了想法，就可以去做嘛，看看事情的走向跟想法是否一致。但，生物進化史呢？如何在這麼大的時間尺度上去驗證一些想法，甚至為人類的進化去「選擇」一條道路呢？這就提到了一個不錯的遊戲——《孢子》，它雖然不是一個科學實驗，但它確實給很多玩家提供了一個「重來一次進化」的體驗。

《孢子(SPORE)》是一款非常有創意的遊戲，玩家扮演的是數十億年前的單細胞生物，通過吃綠藻和其他生物逐步進化，從海洋進化到陸地上，從單個生物進化為社群生物，再至發展出文明和科技，最終探索外太空。坦白來說，筆者並不是這款遊戲的粉絲，原因是遊戲內容多而雜，品質並不高，遊戲性也比較一般。但是，這款產品必須要列入值得終身收藏的經典遊戲列表中，原因就是它的多樣性。幾乎沒有兩個玩家打造出來的生物是一樣的，甚至一些生物......怎麼說呢，讀者自己看吧......

這是章魚怪......

這是巫妖王......

這是高達......好吧好吧，筆者也不太相信，人類會進化為高達的形態。

但這個遊戲給了我們很多的選擇，產生了足夠多的生物多樣性。而足夠多的多樣性，在適當的「進化策略」下，是不是會產生更好的生物形態呢？也許，EA 會為《孢子》製作一個資料片，就叫做《孢子——自然選擇》，然後玩家可以把自己打造出來的生物放到這個遊戲中，讓其在自然選擇下生存。而這個過程，也給了我們一個探究生物進化史的絕好機會！

所以，你看，遊戲不僅僅是娛樂呢。

結束語

想起來一個App叫《燒杯》，模擬的是化學實驗室里的容器，你可以用手機里的這個虛擬「燒杯」玩轉150多種藥劑，和300多種化學反應，原先可能會令人擔憂的爆炸、危險，這裡都不存在。筆者的小孩還很小，不會玩遊戲，但筆者跟自己說，等他長大了，筆者絕對不會阻止他去玩遊戲，只是會把那些真正開發想像力的遊戲放到他面前。遊戲是一個新的翅膀，它給了人類一把認知世界的新鑰匙，我們可以選擇無視，也可以選擇輕輕捧起，這一切，取決於你的視野。

以上。

狹義的遊戲在你手中，廣義的遊戲無處不在，挖掘遊戲背後的原理，探求遊戲給世界的啟示。《Game啟示錄》，陪你走近遊戲世界，走進世界這個遊戲。