生命是什么?( 六 )


情况驱动个别 nC
= (+1;|) = (+1;,) + (+1;?)这个指标量化了个别在时候演化中被情况决议的水平 。 当怀抱降到最低时 , 个别对情况完全不敏感 , 是以既不具有有机体的形式 , 也不具有群落个别的形式 , 没有任何本色意义上顺应性 。 它经由过程与生当作布局的系统的 交互感化 , 表征了情况记忆的持久性 , 例如发生漩涡的流体中的温度梯度 。
情况编码
= (+1;,) - (+1;,)
这一怀抱尺度背后的直觉是量化群落和有机体个别之间的差别 , 由个别与情况的共享信息(例如顺应性信息)和交互(例如 , 节制信息)之间的差别来捕获 。
思虑这个问题的一种体例是 , 在系统中 , 有几多信息是被编码针对情况的先天信息(如遗传信息) , 有几多信息需要经由过程与情况持续交互感化来编码 。
当标准较大的时辰 , 天然性占本家儿导地位 。 当怀抱下降时 , 教化(nurture)则起头本家儿导天然 。
三、个别怀抱:一个可视化例子
为了更好理解这些个别怀抱 , 原文举了一个可视化例子进行量化研究 。
遵循前面个别形式信息界说和图 6 中介绍的一般布局 , 考虑两个初始状况为 {-1,+1} 的二进制调集 和 , 此中状况按照指定的前提前提分布同步进行更新 。 系统状况 +1 初始前提包罗 、 、 三个耦合参数 , 情况参数状况则是 、、 。
:个别系统状况与自身其前一状况 的耦合参数 , 如生物各类内部调节系统 。
:个别与情况交互感化的耦合参数 。 如生物的自顺应性 。
:调节原个别系统与情况状况综合影响的参数 。 是一种高阶相关性 。 如并非直接和生物交互感化的天然选择或各类偶尔身分 。
把每一种个别怀抱尺度都用到这个随机过程上 。 对随机情况阐发成果如图 7 所示 , 对有记忆情况成果如图 9 所示 。
随机情况下三种个别
在随机情况中 , 情况状况和个别状况、本身之前状况都不相关 , 故有 = = = 0 。 如图 7 所示 , 展示了两步时长的互信息、信息熵 , 与群落、有机和情况驱动三种分歧个别在分歧 、 、 下的状况图示 。

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文章插图

图 7:随机情况 = = = 0 下 , 系统互信息(Total_MI) , 系统熵(H_sys) , 群落个别 (A) , 有机个别(A_star)和情况驱动个别 (nC))对 , 和 图示 , 下标 在图中已省略 。 此中的系统信息值指针:越方向蓝色越低 , 越方向黄色越高
当 =0 时 , 个别和情况时候序列之间没有任何额外高阶相关性(如个别不克不及改变情况) 。 这时当 和 较高时 , 理论上最轻易检测到群落个别和有机个别 。 当也正因为和情况没有高阶彼此感化 , 这两个参数就都代表了系统状况独一信息 , 是以两种个别类型此时变得不成区分 。 只有跟着更多信息不竭传递到将来 , 它们之间的区分才会变得更较着 。
例如 , 比来海洋生物学家们在澳大利亚西海岸的 Ningaloo 地域出海考查 , 发现一只长达 47 米的庞大水母(Apolemia)[3] 。 但它其实不是一个简单的自力的有机个别 , 而是由数百万个无性滋生的个虫(zooids)互相毗连构成的巨型生物群落 , 每个部门都负责分歧的工作 , 有的负责捕食、就的负责消化、还有其它的个别掌管感知、活动、滋生等等分歧功能 。
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文章插图

图8:长达 47 米的水母群
显然 , 若是这平生物存于与外部没有交互的情况中 , 例如在博物馆或小说中 , 我们是很难分清它事实是一个有机个别 , 仍是一个群落个别的 。 但以今朝尺度判定 , 它是一只典型的群落个别 。

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