简历阅读 -认识数字生活之父

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认识数字生活之父

这个人工生命和动画的Maverick先行者仍然很大程度上是未知的。

1953年,在现代计算的黎明,尼尔斯AALL Barricelli发挥了上帝。一只手和堆栈的牌牌夹住牌......由罗伯特哈克特

一世1953年,在现代计算机时代的黎明,尼尔斯·阿尔·巴里切利扮演了上帝。Barricelli一手拿着一副扑克牌,一手拿着一叠穿孔卡片,在新泽西州普林斯顿高等研究院的IAS计算机上盘旋。这是世界上最早的、最有影响力的计算机之一。白天,计算机被用来进行天气预报计算;到了晚上,它就被洛斯阿拉莫斯组织征用来计算核武器的弹道。巴里切利是一位特立独行的数学家,有意大利血统和挪威血统,他在计算机上花了大量时间来模拟生命的起源和进化。

在研究所的树木繁茂的狂野北角的一个简单的红砖大楼内,巴雷利利在数字计算机上的演变模型。他的人工宇宙,他喂了由被洗牌扑克牌的数字喂养的数字,与代码变形,突变,融化,维持的生物。他创建了确定的法律,独立于他的一部分的任何前列化,其中二进制数字的组装,其中死于和调整。当他把它放在1961年的纸张中,他推测了其他行星生活的前景和条件,“作者已经开发了数值生物,具有与生物体相似的性质,在高速计算机的记忆中。”对于这些编码的牧师来说,Barricelli成为了世界制造者。

直到1993年去世,巴雷利蒂漂浮在生物和数学科学之间,质疑教义,并不完全适合。“他是一个辉煌的古怪的天才,”乔治·塞森(Tero)和Authory的历史学家乔治·塞森说达尔文之间的机器图灵的大教堂,其中,这是巴雷西利的工作。“关于天才的事情是他们只是看到其他人看不到的事情。”

Barricelli编程了一些类似于现实生活过程的最早的计算机算法:对我们现在称之为“人为生活”的细分,这旨在模拟生存系统演化,适应,生态学计算机。Barricelli通过展示由共生与合作演变的生物演变的竞争向标准达尔文人的演变模型提出了大胆的挑战。

Pixar Cofounder Alvy Ray Smith说,Barricelli影响了他最早的思考,了解计算机动画的可能性。

事实上,Barricelli的项目预期了许多当前的研究途径,包括蜂窝自动机,涉及数字网格与当地规则配对的计算机程序,可以产生复杂,不可预测的行为。他的模型与斯蒂芬Wolfram的数值模式的一维蜂窝自动化格子相似,其搜索工具Wolfram Alpha有助于为iPhone上的大脑提供动力。非团体生物学家Craig venter,在捍卫他的综合基因组的细胞创造 - “我们在父母是计算机的星级上的第一个自我复制物种” - 贝雷利利。

Barricelli的实验也有美学的一面。他将计算机存储存储器中的数字1和0转换成图像,这在当时是很不寻常的。这些图像及其背后的思想将影响未来几代的电脑动画师。例如,皮克斯联合创始人阿尔维·雷·史密斯(Alvy Ray Smith)说,巴里切利激发了他对电脑动画可能性的最早思考,除此之外,他还激发了他的哲学灵感。他说:“我们在这里真正讨论的是生物是计算的概念。”“看看这颗行星是如何运行的,它确实看起来像一个计算。”

尽管巴雷利利的开创性实验,但只有任何人都记得他。“我没有听说过他告诉你真相,”芦苇大学的人文教授和哲学教授和期刊编辑人工生命.“我可能比这个领域的大多数人更了解历史,但我不知道他。”

Barricelli是一个异常的,知识分子Zeitgeist的一个变异,这是一个随向的英雄,过去半个世纪默默地大多萎靡不振。“人们对他没有准备好准备,”戴贡说。祖先没有收到许多确认是一个不属于科学的难题。Visionaries经常在他们的时间之前到达。Barricelli绘制了数字革命的课程,从那时起历史一直在追赶。

数字演变:Barricelli将其计算机高于1s和0s的计算机转换为图像。在1953年的Barricelli印刷品中,纽约副教授Alexander Galloway解释说,混沌中心代表突变和混乱。朝向边缘的越来越大的田地描绘了巴雷利尼的进化数值生物。 普林斯顿高级学习研究所谢尔比白和莱昂征集档案中心。

B.1912年1月24日,Arricelli出生于罗马。根据Richard Goodman的说法,在20世纪60年代遇到并与数学家遇到了数学家的退休微生物学家说,Barricelli声称在他的第十个生日之前发明了模糊。当年轻男孩向他父亲展示数学时,他了解到牛顿和莱布尼兹以几个世纪以来一直抢先了他。罗马大学的一名学生,巴雷利蒂在eNricoFermi下学习了数学和物理学,量子理论和核物理学的先驱。1936年毕业后几年,他与他最近离婚的母亲和妹妹一起移民到挪威。

随着第二次世界大战的肆虐,Barricelli研究。一个不妥协的古怪,在Madcap和Mastermind之间,Barricelli习惯了“Absolut!”的习惯。当他同意某人或“斯卡达洛斯”时当他发现一些不愉快的东西时。他的口音被融入了斯堪的纳维亚和浪漫的发音,偶尔会挑战同事理解他。Goodman recalls one of his colleagues at the University of California, Los Angeles who just happened to be reading Barricelli’s papers “when the mathematician himself barged in and, without ceremony, began rattling off a stream of technical information about his work on phage genetics,” a science that studies gene mutation, replication, and expression through model viruses. Goodman’s colleague understood only fragments of the speech, but realized it pertained to what he had been reading.

“你熟悉了Nils Barricelli的工作吗?”他问。

“Barricelli!这就是我!”数学家哭了。

尽管在1946年的气候变化统计分析中提交了500页的论文,但巴雷利从未完成过他的博士学位。回顾电影中的场景amadeus.其中奥地利皇帝赞扬莫扎特的表现,保存有“太多的笔记”,“巴雷西利的论文委员会指示他将纸张削减到十分之一的大小,否则它不会接受这项工作。Barricelli而不是产高率,不能进行程度。

Barricelli开始在纸上模拟生物现象,但他的计算缓慢且有限。他申请以富布赖特研究员的身份到美国学习,在那里他可以与国际会计准则机构一起工作。正如他在1951年提交的原始旅行拨款报告中所写的那样,他寻求“通过大型计算机器进行数值实验”,以通过数学来阐明“一个物种进化的第一阶段”。他还希望与伟大的头脑打成一圈——“与美国统计学家和进化理论家交流。”到那时,他已经发表了关于统计学和遗传学的论文,并教授爱因斯坦的相对论。在他的申请照片中,他留着金字塔形的小胡子,头发梳到椭圆形的脑后,戴着头巾,眼睛向下。在递交申请时,他是奥斯陆大学(University of Oslo) 39岁的助理教授。

虽然该计划初步拒绝了他,但由于签证问题,1953年初,Barricelli抵达前瞻性研究所作为访问会员。“I hope that you will be finding Mr. Baricelli [sic] an interesting person to talk with,” wrote Ragnar Frisch, a colleague of Barricelli’s who would later win the first Nobel Prize in Economics, in a letter to John von Neumann, a mathematician at IAS, who helped devise the institute’s groundbreaking computer. “He is not very systematic always in his exposition,” Frisch continued, “but he does have interesting ideas.”

迷幻Barricelli:在这一休闲娱乐中,纽约助理教授Alexander Galloway增加了颜色以更清楚地显示基因组。每种颜色信号都有不同的生物体。颜色字段之间的边界代表湍流,因为基因反弹并与他人融合并融化,象征着Barricelli的SymbioSenesis。 由亚历山大洛韦

C1953年3月3日,巴里里利用手写的铅笔写下了他在高等研究院的第一份电脑日志,上面写着“共生问题”。这就是他的原基因理论。原基因是一种类似病毒的有机体,它们组合成复杂的有机体:首先是染色体,然后是细胞器官,然后是细胞有机体,最后是其他物种。根据Barricelli的说法,就像寄生虫寻找寄主一样,这些原始基因结合在一起,通过它们的相互帮助和依赖,创造了我们所知的生命。

标准的新达尔文教义认为,自然选择是所形成的物种的主要方法。基因的轻微变化和突变结合竞争导致逐渐进化变化。但巴雷西利不同意。他描绘了作为集体的云峰基因,共同努力成为物种。他得出结论,达尔文的理论是不充分的。“这个理论不回答我们的问题,”他在1954年写道,“它并没有说为什么生物体存在。”

Barricelli在IAS机器上编码了他的数值生物,以证明他的案例。“非常容易制造或简单地定义具有再现自身的能力的实体,例如,在算术领域内,”他写道。

早期的计算机看起来有点像织布机和内燃机的混合体。中间是40个威廉姆斯阴极射线管,用作机器的存储器。在每个电子管中,一束电子束(阴极射线)轰击一端,形成一个32 × 32的网格点,每个点都由电荷的微小变化组成。这台机器总共存储了5千字节的内存。以今天的标准来看,这并不算多,但在当时,这是一个军火库。

Barricelli将他的计算机生物视为这个星球和任何其他星球的蓝图。

在设备内部,Barricelli为稳定可变的世界编写了程序,每个世界都有512个“基因”,用从负18到正18的整数表示。随着计算机经过成百上千代的循环,持久的基因组合将出现,Barricelli认为这是生物体。诀窍在于调整他所创造的自然法则——他称之为“规范”——正是这些自然法则支配着宇宙及其实体。他必须把这些生态系统维持在混乱和停滞的边缘。太过混乱,他的野兽就会散乱不堪,步履蹒跚;太少,它们就会均匀化。然而,中间的最佳点持续着类似生命的过程。

Barricelli的平衡行为并不总是很容易。他的第一次试验用害虫充斥着害虫:原始的,通常单个数字基因侵入了空间并吞噬了邻居。通常,在世界未解脱之前,他只能见证几个遗传的变化,或者一段少数。为了创造持久的进化过程,他需要筛选这些害虫迅速繁殖的能力。当他于1954年回到该研究所开始第二轮实验时,Barricelli进行了一些危重变化。首先,他每代覆盖害虫的增殖。这一限制使他的数值有机体足够的余地来分离害虫。其次,他开始对其宇宙的不同部分采用不同的规范。迫使他的数学生物始终适应。

即使在早期的宇宙中,Barricelli也意识到单独的突变和自然选择不足以考虑物种的起源。事实上,大多数单一的突变是有害的。“已经表现出扩展能力的大多数新品种是交叉现象而不是突变的结果,尽管突变(尤其是有害的突变)比在所进行的实验中交叉的遗传性变化更频繁,”他写道。

当有机体变得最大限度地适合环境时,最轻微的变化只会削弱它。在这种情况下,通过交叉施肥至少进行两种修饰,以给出数值生物的任何改善机会。这表明贝基利,与生命的出现至关重要,符号化学,基因交叉和“原始形式的性繁殖形式”。

“Barricelli立即想到随机突变不是重要的事情;在他的第一个实验中,他想到了重要的是重组和性别,“塞贡说。“他讨论了别人更长时间才能弄清楚的东西。”事实上,Barricelli的内共生学说的理论可以被看作是预测独立思考生物学家林恩·马古利斯,谁在60年代显示它不一定是基因突变几代,但共生,特别是细菌,也产生了新的细胞谱系的工作。

Barricelli将他的计算机生物视为这个星球和任何其他星球的蓝图。“问题是如何在数字计算机的存储器中开发一种类型的Symbio-生物,而另一种类型是在化学实验室或某些行星或卫星上的自然过程中开发的,并不为此差异添加任何基础,”他写道.Barricelli开始了他在IAS机器上的实验后一个月,Crick和Watson宣布DNA的形状作为双螺旋。但是,了解生物生命的形状并没有在巴雷西利的信念中放置一个凹痕,即他抓住了电脑上的生活机制。让沃森和克里克呼叫DNA双螺旋。巴尔奇提称为“分子形数字”。


W.这顶隐藏在暗处的帽子多少有些神秘。戴森说:“他的观点毫不妥协,缺乏团队合作精神,”这无疑导致了Barricelli“被学术主流孤立”。戴森还怀疑巴里里利与匈牙利数学家冯·诺伊曼(von Neumann)并不合得来。冯·诺伊曼是匈牙利高等研究院(Institute of Advanced research)一位颇有影响力的领导人,也是一位不屈不挠的数学家。冯·诺伊曼似乎忽略了巴里切利。“这在某种程度上是致命的,因为每个人都把冯·诺伊曼视为自我复制机器的祖父。”

但是,近距离是慢慢的,巴西利正在获得识别。这部分源于巴里利的另一个卓越的发展;当然,他最美丽的一个。他没有休息,创造一个数值生物的宇宙,他将他的生物转化为图像。然后他的电脑为1S和0s的计算机将自组织进入精致品种和质地的视觉网格。据亚历山大加洛韦,媒体,文化和纽约大学的沟通部副教授,一位完成的Barricelli“图像产生了进化时间的快照。”

当Barricelli印刷他的数字化宇宙的部分内容时,它们令人眼花缭乱。在现代人看来,它们可能像是外星地理环境的卫星图像:混乱的海洋、露出地表的地层,以及一条沿着中心褶皱流下的溪流的轮廓,在拼凑的底部形成扇形的三角洲。加洛韦说:“需要有人在博物馆里展示这些东西,因为它们太离谱了。”

巴雷利蒂是一个不妥协的古怪,在Madcap和Mastermind之间乱糟糟。

今天,Barricelli的一名小而营造的助推器的成员,Galloway重新创建了图像。在他的一篇论文中的Barricelli描述的方法之后,Galloway使用计算机语言处理编码了一个小程序以重振Barricelli的数值生物 - 略有变化。虽然Barricelli将其数字编码为八个单位长的原样,但加洛温将各个颜色编码的细胞凝聚在一起。通过将每个数字折叠成单个像素,加洛韦已经能够适合帧中多一时的八倍。这些恢复的马赛克看起来像化石记录的迷幻横截面。每个色彩的颜色代表有机体,当一个颜色场撞击另一个颜色时,这就是交叉施肥的地方。

“你可以看到这种湍流点,其中一种颜色遇到另一种颜色,”加洛韦说,炫耀在办公室的计算机上的图像。“这是一个数字是 - 或者一个基因会对另一个人的生物跳跃。”换句话说,换句话说,人工生命 - 巴尔奇利的琥珀中冷冻。和青色和薰衣草和青叶和石灰和紫红色。

加洛韦并不是唯一一个被Barricelli的计算机生成的数字图像所打动的人。作为一名博士生,皮克斯联合创始人史密斯在为他的论文研究细胞自动机的历史时熟悉了Barricelli的工作。当他看到Barricelli的指纹时,他大吃一惊。“对我来说,在50年代早期,凭借如此简陋的计算机设备,他能够制作电影,这是很了不起的,”史密斯说。“我想从某种意义上说,你可以说,Barricelli让我在想到电脑动画之前就想到了电脑动画。我从来没有这样想过,但这就是事实。”

网络空间现在膨胀了Barricelli的后代。自我复制的算术串在数字野生野生的日子里,越来越独立于我们的篡改。最适合的比特存活并传播。研究人员仍然是人为地模拟生命的减少,而真正的世界突破了布尔鸟。科学家喜欢伴侣伴有综合生物,通过计算机设计辅助。每天都会茁壮成长,自主代码茁壮成长,过期,进化和突变。“各种自我复制代码都在那里做事,”杜松犬说。在我们的数字生活中,我们沉浸在巴雷西利的世界。


Robert Hackett是一位科学,技术和商业记者幸运杂志。@rhhhackett.

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