谷歌研究人员模拟数字原始汤

数字原始汤

该实验采用了一种极简主义的编程语言 Brainfuck，其简洁性仅允许两种数学运算：加一或减一。这种数字环境模拟了一个混沌的“原始汤”，其中随机数据（类似于分子）在没有预定义规则或特定触发因素的情况下相互作用。该模拟在笔记本电脑上运行了数百万代，每秒执行数十亿步。通过这种严谨的计算模型，研究人员旨在模拟早期地球上可能存在的条件，即水和有机化合物的混合物最终导致了第一个生物体的形成。

Brainfuck 编程语言

Brainfuck 是一种由 Urban Müller 于 1993 年创建的深奥编程语言，由于其极简主义而被选中用于谷歌的实验。它仅由八个命令组成，每个命令用一个字符表示，是图灵完备语言中最简单的一种。尽管 Brainfuck 非常简单，但它能够进行复杂的计算，使其成为模拟数字原始汤中基本分子相互作用的理想选择。该语言的约束迫使研究人员专注于基本过程，这反映了早期地球环境中可用的有限“操作”。

自我复制的出现

从随机数据交互中涌现出自我复制程序是谷歌实验的一个关键发现。尽管数字环境条件严格，但这些自我复制实体仍然能够形成和持续存在。这种现象与地球原始汤中可能发生的分子自组织和复制的假设过程相类似。这些数字生命形式能够根据自己的指令覆盖自身及其邻居，这代表了一种基本的繁殖形式，是生物生命的基本特征。该实验在某种程度上类似于 1950 年代 Miller 和 Urey 进行的实验。Miller 实验和谷歌的数字原始汤实验都基于相似的原理，但发生在不同的介质中。米勒使用的是玻璃器皿中的实际物理材料和化学反应。

这两个实验都旨在研究更复杂的结构如何在没有外部设计的情况下从简单组件中产生。米勒实验专门研究了生命化学构件的自发形成。

米勒-尤里实验是斯坦利·米勒和哈罗德·尤里于 1952 年进行的一项里程碑式的科学实验。它旨在模拟早期地球上被认为存在的条件，并测试生命的基本构件是如何形成的。以下是简要概述：

1. 目标：研究在非生物条件下生命的起源。
2. 方法：
   • 在封闭系统中模拟了提出的古代大气层（氢气、甲烷、氨气、水蒸气）。
   • 使用电火花模拟闪电。
   • 加热和冷却混合物，模拟自然循环。
3. 结果：
   • 形成了包括氨基酸在内的有机化合物。
   • 氨基酸是蛋白质的组成部分，是生命必需的分子。
4. 意义：
   • 证明了生命的必需成分可以从无机物中形成。
   • 支持了自然发生说（生命从非生物物质中产生）的理论。
5. 批评：
   • 关于模拟大气层的确切成分存在争议。
   • 未能完全解释生命的起源，仅是潜在的第一步。

未来研究方向

使用更强大的硬件扩大实验规模可能会导致更复杂、更逼真的数字实体的出现。未来的研究可能旨在增加模拟环境的复杂性，并引入额外的参数，以更接近生物系统。探索自我复制与随时间推移复杂性增加之间的关系，可以为生命的进化提供进一步的见解。此外，计算机科学家、生物学家和化学家之间的跨学科合作可能有助于改进模型，并加强数字生命和生物生命出现过程之间的相似性。