数的记号

image.png

1 进制的多样性

抽象数学记号经理了一个演变过程,最初出现多种进制方式,古巴比伦文明中采用60进制;古中国以二进制方式绘制八卦;古代埃及则采用以10为底数学写法,古印度采用10进制。其中古印度的记号出色之处在于它给1到9的每个数都有单独的记号,例如典型的婆罗米记号(Brahmi),


Brahmi

人类因此经过千年的演化,基本淘汰了其他进制,最终由阿拉伯人将印度的10进制符号传遍世界,现在数学采用了古印度的10进制计数。亚里士多德称人类普遍使用十进制,只不过是绝大多数人生来就有10根手指这样一个解剖学事实的结果。

具体数学的记号中,计算机已经成功的证明,“二进制”是一种简洁又高效的编码方案(且与物理硬件相得益彰),它可以传递和映射任意复杂度的信息。但基因编码,绝大部分却使用了4种碱基(DNA是ATCG,RNA是AUCG),而不是2种碱基。

2 进制多样性原因

编码

因为不同的编码方案,都可以表达和传递出相同的信息,就像不同的语言可以描述相同的意思一样,只不过信息编码的冗余度与能量消耗,不尽相同。
对于信息存储,计算机是基于物理介质的二维平面结构(即信息存储在平面上),而基因信息的存储,是基于生物分子的三维空间结构,数学存储在人类大脑的神经细胞中。
这几种形式,功能复杂度不同,但都可以动态的改变信息,计算机是改变存储介质的微观结构,而基因本身就是微观,因此其结构即是信息,修改结构即是修改信息,如:DNA甲基化。数学计数则是修改神经元的权重和突出的连接。

计算机的编码方式最简洁,但是需要额外的校验,因此会有各种校验算法和纠错码算法。基因完成信息遗传“任务”的唯一方案,而这个方案在进化过程中,能够胜出的重要原因,主要有两个,即:冗余性与随机性。数学的前期用途是计数和计算,大脑神经只需记住10的乘法表,既可以高效的存储和计算。人类的纠错通过重复和检查来完成。

用途

计算机的用途是存储计算,使用物理存储介质与二进制对应简单。生物分子选择基因存储介质时要保证分子在水温范围内保持稳定,而且能方便的求逆,即嘌呤和嘧啶的对应。细胞则选择10进制来更快捷的处理运算需求。

自然选择,适者生存,否则消失

因此,能够适应环境的“玩家”,就是进化过程中留存的“赢家”。计算机选择二进制,基因选择4进制,新皮层选择10进制,系统越复杂使用的进制越高,都是根据现有环境进行自然选择的结果。

但适应环境,并不需要出类拔萃或尽善尽美,而只需要——够用就好,因为随机试错一旦遇到了够用就好,就会停止试错(甚至抑制试错),并等待着环境变化给予进一步的“指示”,方能继续试错。

事实上,够用就好,在此之下的都消亡了,在此之上企图追求完美的,最终也消亡了——因为完美就会缺少冗余,进而缺少容错,最终变得脆弱——而保持够用就好,就能很好的维持适应的平衡点,从而一直好好的存在着。 ​​​​

那么进化,在局部来看充满了随机性,但在漫长的时间尺度下,就会呈现出——规律,而在规律视角下,就拥有了方向——随机就变成了迭代。

因此,进化在微观局部来看——是随机试错,但在整体宏观来看——就是迭代试错。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,126评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,254评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,445评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,185评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,178评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,970评论 1 284
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,276评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,927评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,400评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,883评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,997评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,646评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,213评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,204评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,423评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,423评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,722评论 2 345