事实如此浪漫

为什么我们的基因组和技术都充斥着“爬行恐怖”

“积少成多,必有一大堆。”
奥维德

W当我们构建复杂的技术时,尽管我们尽了最大的努力并渴望清晰的逻辑,但它们往往比我们想要的要混乱得多。他们通常会克鲁格:不优雅的解决方案,工作刚刚好。尽管经过了设计和设计,它们最终还是一团糟的一个原因是,从根本上说,它们生长和进化的方式往往比我们意识到的更类似于生物系统。

当我们讨论生物和技术时,我们倾向于把它们比喻成类似的东西:大脑就像一台电脑,飞机的进化史,甚至我们机器上的病毒。这种想象往往忽略了它们截然不同的基本方式,并可能引导我们走上错误的思维方式。大脑和笔记本电脑很不一样它是如何工作的当我们混淆了自然选择和工程设计时,我们最终会把目的论强加在与之无关的地方。尽管如此,事实证明,当我们将这些系统视为复杂的系统,以及它们是如何最终成为拼凑物时,它们有一些深刻的相似之处。

从根本上说,当我们改进和构建大型技术系统时——尤其是那些对我们的基础设施至关重要、无法承受停机时间的系统——在这些系统的边缘进行修补要比从头开始容易得多。当我们这样做的时候,我们最终会像奥维德所哀叹的那样,堆起一大堆无用的东西,甚至是无法理解的东西。我们得到了遗留代码这样的工件,所有更新的东西都是在这些旧组件的基础上构建的,以使其正常运行。如果你最近向美国国税局(Internal Revenue Service)提交了纳税申报单,你可能用过网站,但那只不过是一扇贴在肮脏旧建筑上的现代门。在这个现代界面的背后是几十年前的计算机软件和硬件。例如,这些系统“处理美国人的纳税申报单的方法是使用数百万行手工编写的汇编代码。”许多记录存储在磁带上纸质退货手工输入.支持2011年的最后一次航天飞机任务,“5台IBM ap -101, 25台航空电子计算机,其技术规格超过了(2011年的)普通智能手机。”

很难改变这些发展缓慢、越来越混乱的技术。最初设计它们的人可能已经退休很久了,甚至已经去世。完全替换这些系统需要大笔的前期成本,并伴随着彻底失败的风险。所以我们小心翼翼地在这些拼凑物的边缘进行修补。如果足够混乱,这些系统有时甚至被称为爬行恐怖,向……致敬可怕的怪物这个困扰惠普Lovecraft的故事

通过上面Pholon

如果这听起来有点像生物学,那你就有道理了。人类细胞中许多最重要的DNA序列,比如驱动我们遗传密码被翻译或者我们如何使用能源它们与其他千古以来截然不同的生物所使用的相同。从本质上说,这是生物学的遗传密码。有时这些序列保持不变,但通常,在进化过程中,这些系统也会被修补和改变。

在一个有机体的宏观尺度上,这意味着新的功能往往是在旧功能的基础上叠加的,从而导致诸如腰痛这样的问题:我们现在用两只脚走路,但我们的骨骼结构最初进化为更多的四足运动。进化在处理后我们祖先的身体给了我们一种“足够好”的直立行走方式,但这远非完美,导致经常背痛地球上唯一的双足灵长类动物

此外,虽然还有大量的关于这个问题的辩论在美国,科学家们认为,尽管基因组没有任何特定的生物功能,但似乎已经积累了很多额外的物质。就像一些软件包含了没有人使用的功能,甚至可能完全过时了一样,在很多情况下,生物系统的功能不再相关。

例如,我后院的树上长满了巨大的、看起来很危险的荆棘。虽然我不是植物专家,但我相当确定这种树就是众所周知的蜜蝗。那么,除了让我不断担心自己会无意中刺到它们之外,这些巨大的蜜蝗刺还有什么用呢?生物学家的一种理论是,它们的存在是为了保护皂角防止被猛犸象、巨型地懒或北美其他粗壮的巨型动物吃掉。当然,除了这些生物早已灭绝。这并不是蜜蝗基因组中唯一过时的遗留代码:它的种子豆荚也被这些现已灭绝的巨型动物优化食用。

生物学有着漫长的时间跨度和大量的浪费,它是进化的切割室,从基因序列到整个物种的一切都可以被发现,它可以用不同于技术的方式来处理遗留代码。例如,蜜蝗虫可能最终会失去它的刺。

生物学家的一种理论是,这些刺是为了保护树叶不被猛犸象、巨型地懒或北美其他粗壮的巨型动物吃掉。当然,除了这些生物早已灭绝。

但至少在另一个重要方面,它们是非常相似的。具体来说,这两种类型的系统对于它们已经发展或设计的许多压力都相当健壮,但如果遇到其他意想不到的情况,仍然可能发生灾难性故障。用一句话来说,这些系统是“强健但脆弱的”约翰•多伊尔他是加州理工学院的一名工程师数学模型来解释这个特征。

这种行为似乎将生物学和技术联系在一起。例如,人类可以很好地适应大量的环境,但一个人的基因组的微小变化可能会导致侏儒症,而且这种突变的两个副本必然会导致死亡.在技术领域,Gmail遭受了部分停机几年前,由于谷歌的一个软件例行更新中出现了一个小错误(处理处理如何平衡以便不使系统过载的代码),导致整个服务器主机被认为不可用,即使它们很好。

随着时间的推移,生物系统和技术系统都趋向于在复杂性和互联性方面增长,增加了它们的杂七杂七杂。柯南道尔合著了一审查他在书中列举了这些系统之间的许多重要相似之处,从模块化到收敛进化,以及健壮性和最优化。

那么,这一切对我们这些深深扎根于技术体系中的生物意味着什么呢?至少当涉及到我们的技术时,也许我们需要更愿意接受繁琐的东西(杂乱堆积的材料,通常是拼凑物的一部分)我们在周围的事物中看到的。这是把这些系统想象成生物的第一步,即使只是一点点。非常混乱的生物。


撒母耳Arbesman是科罗拉多大学(University of Colorado)法律、技术和创业中心(Silicon Flatirons Center for Law, Technology, and Entrepreneurship)的高级兼职研究员,著有《事实的半衰期

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