第78章 14.3 倘佯在生物形態王國

卡爾·西姆斯既不是博爾赫斯“大千”（有人稱之為“庫”）世界的唯一探索者，也不是第一個。就我所知，第一個合成的博爾赫斯世界的圖書館員是英國動物學家理查德·道金斯。 1985年，道金斯發明了一個他稱之為“生物形態王國”的“大千”。 “生物形態王國”是一個由可能的生物形狀組成的空間，這些生物形狀由短直線和分叉線構成。它是第一個由計算機生成的可能形式庫，並且可以用繁殖的方法進行搜索。 道金斯的“生物形態王國”是作為教育程序而編寫的，目的是闡明在沒有設計師的情況下設計之物是如何產生的。他想用視覺方式直觀地證明，隨機選擇和無目的的漫遊絕不能產生連貫一致的設計物，而累積選擇（即“方法”）可以做到。 除了在生物學界享有盛譽，道金斯在大型計算機編程上也有豐富的經驗。 “生物形態”就是個相當成熟複雜的計算機程序。它繪製出一段具有一定長度的線條，以某種生長方式給它加上枝條，再給枝條加上枝條。枝條如何分岔，加多少枝條，枝條的長度是多少，這些都可以隨形狀的演變而在數值上有些許的變化，並且互不相干。在道金斯的程序裡，這些數值的“變異”也是隨機的。每次對九個可能變量中的一個進行“變異”，就得到一個新的形狀。

道金斯希望通過人工選擇和繁殖來遍歷一個樹狀的庫。 “生物形態王國”中誕生的形狀起初很短，只能稱之為一個點。道金斯的程序生成了它的八個子代，這與西姆斯的程序非常相似。這個點的子代在長度上各不相同，這取決於隨機變異賦予了它們什麼樣的值。電腦把子代加上親本顯示到九個方框中。通過選擇-繁殖方法，道金斯選取了他最喜歡的形狀（這是他的選擇），進化出更加複雜的變異形狀。到第七代時，後代已經加速進化到了精雕細琢的程度。 這正是道金斯最初用BASIC寫這個程序代碼時所希望的。如果他足夠幸運的話，就能得到一個由奇妙的、多種多樣的分枝樹所組成的“大千”。 在程序運行的第一天，道金斯度過了興奮的一小時，他把他的博爾赫斯圖書館裡最臨近的書架翻了個底朝天。在一次變異中，他發現莖、枝條、幹出現了意想不到的排列。這是些自然界中從未有過的奇異的樹。還有那些世間從未出現過的灌木、草和花的線圖。道金斯在《盲眼鐘錶匠》一書中從進化和“庫”的角度對此作了雙重解釋：“當你通過人工選擇在電腦中第一次進化出新生物時，感覺就像是在創造一般。確實如此。而從數學的角度看，你所做的實際上是在發現生物，因為在'生物形態王國'的基因空間裡，它早就待在那屬於它的位置上了。”

隨著時間的流逝，他注意到他走進了庫的另一個空間：在這裡樹的分支開始自相纏繞，縱橫交錯的線條充滿了一些區域，直到它們堆成一個實體。層層纏繞的分支形成了小小的軀體而不是樹幹。而從軀體中長出來的輔助分支看起來像極了腿和翅膀。他進入了庫中的昆蟲世界（儘管他這個上帝從未打算過要有這麼一個國度！） 他發現了各式各樣奇怪的蟲子和蝴蝶。 道金斯震驚了：“當我寫這個程序時，我從未想過除了類似樹的形狀，它還能進化出別的什麼東西來。我本希望能夠進化出垂楊柳、楊樹和黎巴嫩雪松。” 而現在已經到處是昆蟲了。那一晚道金斯興奮到了廢寢忘食的程度。他花了更多的時間去發現那些令人驚嘆的複雜生物，它們有的看起來像蝎子，有的像水蜘蛛，還有的像青蛙。他後來說：“我簡直興奮得發狂。我無法形容，探索一個按自己設想所創造出來的王國是多麼令人興奮。在面對這些突現在屏幕上的東西時，無論是我的生物學家背景，還是我20年的編程經驗，抑或是我最狂野的夢境，都未能讓我有絲毫的心理準備。”

那一晚他無法入睡。他繼續向前推進，渴望飽覽他的“大千”所能延伸到的境界。這個原本以為簡單的世界還有些什麼神奇的東西？當他終於在清晨睡著時，“他的”昆蟲圖像成群結隊地出現在夢裡。 接下來的幾個月裡，道金斯在“生物形態王國”這個世外桃源中流連忘返，尋找非植物和抽象的形狀。仙女蝦，阿茲特克神廟，哥特式教堂窗戶，土著人的袋鼠壁畫——這些只是他所碰到的形狀中的一小部分。道金斯充分利用了一切空閒時間，最終用進化的方法找到了許多字母表裡的字母。 （這些字母是通過繁殖而得的，不是畫出來的。）他的目標是找到他名字中的所有字母，但是他一直沒能找到一個像樣的D或一個精緻的K。 （在我辦公室的牆上貼著一張令人稱奇的招貼畫，26個字母和10個數字在蝴蝶翅膀上若隱若現——包括完美的D和K。儘管自然進化出了這些字母，它們卻不是被“方法”發現的。攝影師傑爾·山伍德告訴我，他看過了超過一百萬隻翅膀才收集全這36個符號。）

道金斯在探尋。他後來寫道：“市面上的電腦遊戲可以讓玩家產生某種置身於地下迷宮的幻覺，這個地下迷宮的地形就算複雜也是確定的，在那裡他碰到龍、牛頭怪或其他它虛構的對手。在這些遊戲中怪物的數量其實是相當少的，它們全都是由人類程序員設計的；迷宮的地形也是如此。而在進化遊戲裡，不論是電腦版還是真實版，玩家（或觀察者）的感覺都猶如漫步於一個充滿分岔口的迷宮，路徑的數量是無窮盡的，而他所碰到的怪物們也不是設計好的或可以預料的。” 最為神奇之處是這個空間的怪物只出現一次，然後就消失了。 “生物形態王國”最早的版本沒有提供保存每個生物形態坐標的功能。這些形狀出現在屏幕上，從庫中各自所在的架子上被喚醒，當電腦關閉時，它們又回到其數學位置。重新碰到它們的可能性微乎其微。

當道金斯第一次到達昆蟲區時，他拼命地想保留一隻以便日後能再次找到它。他打印出它的圖片以及所有一路演化而來的28代先祖形態的圖片，但是，他早期的原型程序卻沒有保存那些能使他重建這個形態的“後台”數據。他知道，一旦他那天晚上關閉了電腦，昆蟲生物形態就消失了，唯餘殘留在其肖像中的縷縷香魂。他到底能不能重新進化出一模一樣的生命形態呢？他排除了這種可能性。但他至少證明了，它們存在於庫中的某個地方。知道它們的存在足以讓他刻骨銘心。 儘管道金斯手中有起始點和一套完整的進化序列“化石”，但重新捕獲當初的那隻昆蟲仍然是一件可望不可及的事情。卡爾·西姆斯也曾在他的CM5上繁育出一個由彩色線條組成的令人眼花繚亂的冷豔圖案——頗有傑克遜·波洛克之風——但那時他還沒有添加保存坐標的功能；他後來也再沒能重新找回這個圖案，儘管他留有一張當時的幻燈片作為紀念品。

博爾赫斯空間是如此廣大。刻意在這個空間裡重新定位同一個點是如此困難，不啻重新下一盤一模一樣的棋。任何一個輪次的選擇，都會是失之毫釐，謬以千里。在生物形態空間裡，形式的複雜性，選擇的複雜性，以及差異的微妙性，都足以使對每一個進化出的形式的造訪既是第一次也是最後一次。 也許在博爾赫斯圖書館中有一本名為的書講述了下面這個不可思議的故事（是大學圖書館那本里所沒有記載的）。在這本書裡豪爾赫·路易斯·博爾赫斯講述了他的父親——徜徉在一切可能之書的“大千”裡的行旅讀者——在這片令人望洋興嘆的廣闊空間中曾經偶遇過一本可讀之書。全書四百一十頁，包括目錄，都以兩行回文（順序倒序都是一樣的詞）的體裁寫就。前33句回文既晦澀又深奧。那就是他父親倉促間讀到的全部內容——地下室的一場意外大火迫使這個區的圖書館管理員疏散到外面。由於撤離得匆忙，他父親忘記了這本書的位置。出於羞愧，他在圖書館之外從未提起過這本回文書的存在。而在隨後的整整八代人時間裡，一個由前圖書館管理員組成的頗為詭秘的協會一直時不時地碰面，來系統地追踪這個先輩旅行者曾經留下的足跡，希望某天在圖書館浩瀚空間的某處重新找到這本書。然而，他們找到自己心目中聖杯的希望極其渺茫。

為了證實這樣的博爾赫斯空間到底有多麼巨大，道金斯曾懸賞能夠重新繁育出（或者撞大運也行！） 一幅高腳杯圖像的人。這只高腳杯是他在生命形態王國的一次漫遊時偶遇的；他稱之為聖杯。道金斯深信它早已深埋無踪，因而願意向第一個能呈現出聖杯圖案的人提供1000美元獎金。 “用我自己的錢懸賞，”道金斯說：“是用我的方式宣告沒有人會找到它。”讓他大跌眼鏡的是，他的懸賞挑戰發出不到一年，托馬斯·里德，加利福尼亞一個軟件工程師，竟然重逢了這個聖杯。這看上去與追踪老博爾赫斯的足跡來定位失落的回文書頗為相似，或者與在博爾赫斯圖書館中找到這本書一樣，堪稱偉大的壯舉。 但是“生物形態王國”提供了線索。它的起源反映了道金斯作為一名生物學家的專業興趣——在進化之上，它還體現了有機體的一些原則。正是生物形態的這第二生物學屬性使里德得以發現這個聖杯。

道金斯認為，要想造出一個有實際意義的生物“大千”，就必須把可能的形狀限定在具有一定生物學意義的範圍內。否則，即使用了累積選擇的方法，找到足夠多生物形態的機會也會被淹沒在所有形狀匯成的茫茫大海中。畢竟，他解釋道，生物的胚胎髮育限制了它們變異的可能性。舉個例子，大多數生物都顯示出左右對稱的特性；通過把左右對稱設定為生物形態的基本要素，道金斯就能夠縮小整個庫的規模，也就更容易發現生物形態。他把這種縮減稱為“受限胚胎學”。他給自己的任務是設計一個“生物學意義上有趣的”受限胚胎學。 道金斯告訴我：“一開始我就有個強烈的直覺，我想要的胚胎學應當是遞歸的。我的直覺一部分是基於這樣一個事實——真實世界中的胚胎學可以被看作是遞歸的。”道金斯所說的遞歸，是指簡單規則一遍又一遍地循環應用（包括用於其自身的結果），並由此生成了最終形式所具有的絕大多數複雜性。譬如，當“長出一個單位長度然後分岔成兩個”的遞歸規則重複應用於一段起始線條上時，大約五次循環之後，它就會生成一片灌木般的具有大量分叉的形狀。

其次，道金斯把基因和軀體的理念引入到庫裡。他認識到，（書中的）一串字母就好比是生物的基因。 （在生物化學的正規表述中，甚至就用一串字母來表示一段基因。）基因生成肌體組織。 “但是，”道金斯說：“生物基因並不控制肌體的各個微小部分，這就相當於它並不控制屏幕上的像素點。相反，基因控制的是生長規則，也即胚胎的發育過程，而在'生物形態王國'裡，就是繪圖算法。”因而，一串數字或文字就相當於一段基因（一條染色體），隱含著一個公式，並按這個公式用像素點繪出圖案（軀體）。 這種以間接方式生成形式的結果就是，圖書館中幾乎任何隨機角落裡擺放的——或者說，幾乎所有基因生成的——都是符合邏輯的生物形狀。通過讓基因控制算法而非像素，道金斯在他的“大千”中建立了一條內在語法，阻止了一切舊日荒謬的出現。即使是再出乎意料的變異，結局也不會是一個不起眼的灰點。同樣的變換在博爾赫斯圖書館裡也可以實現。每個書架的位置不再代表一種可能的字母排列，而是代表一個可能的詞語排列，甚至是可能的句子排列。這樣一來，你選中的任何書都將至少是接近可讀的。這個得到提升的詞語串空間遠比文字串空間小，此外，正如道金斯所說，限定在一個更有意思的方向上，你就更有可能碰到有意義的東西。

道金斯引入的基因是以生物的方式發生作用——每次變異都按結構化的路徑來改變多個像素。這不僅縮小了生物形態庫的規模，將其精煉成實用的形態群，而且為人類繁育者提供了發現形式的替代途徑。生物形態基因空間的任何微妙變化都將放大成圖像的顯著而可靠的變化。 這給了托馬斯·里德這個無冕的聖杯騎士以第二種繁育途徑。里德不斷地改變親本形式的基因，觀察基因引起的形狀變化，以求了解如何通過改變單個基因來引導形狀改變。這樣他就可以通過對基因的調整來導出各種生物形態。道金斯把他程序中的這種方法叫做“基因工程學”。和在真實世界一樣，它有著神奇的力量。 事實上，道金斯是將他的1000美金輸給了人工生命領域的第一位基因工程師。托馬斯·里德利用工作中的午餐間隙來尋覓道金斯程序裡的聖杯。道金斯宣布競賽發起的6個月後，里德通過圖像繁育和基因工程雙管齊下的辦法找到了失落的寶藏。繁育是一個快速而隨意的頭腦風暴，而工程學則是微調和控制的手段。里德估計他用了40個小時來尋找聖杯，其中有38個小時花在工程學上。 “只通過繁育手段我是絕不可能找到它的，”他說。接近聖杯的時候，里德無法做到不動其他的點而讓最後一個像素改變。他花了好多時間在倒數第二個形式上以試圖控制最後那個像素。 無獨有偶，讓道金斯大為震驚的是，在里德之後數星期內又有兩個發現者各自獨立地找到了聖杯。他們能夠在天文尺度的可能性空間裡準確地定位到他的聖杯，同樣並非只靠繁育，而主要是通過基因工程，有一個還運用了反向工程。