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Game啟示錄第六章:遊戲演化證明人類非最佳天選?

《Game啟示錄》的上一篇文章講到了進化論, 而這一篇文章, 我們會繼續講一下進化論。 不是站在科學和哲學的角度上來講, 而是站在“遊戲”的角度來講。 這篇文章不會像上一篇一樣那麼多概念, 而是會講一些好玩的“遊戲實驗”, 相信讀者會感興趣。 好了, 且跟筆者來。

進化論的不可思議

達爾文進化論在剛剛發表的時候, 世人幾乎都不相信, 包括主流科學界也是如此。 想想也是, 人類這麼複雜的生物, 怎麼可能通過進化而來?不說別的, 就說人類的眼睛, 視網膜、視神經、晶狀體、玻璃體、鞏膜、角膜等等等等, 這些構造都不能單獨發揮作用,

但是結合在一起卻能完美合作!眼睛這麼複雜的器官居然能由進化而來, 這就像隨手抓了一把碎鐵塊往桌上一撒, 自動組合成了一塊歐米茄機械手表一樣。 確實很難想像, 也很難接受。

自從進化論提出之後, 整整一百年間, 隨著不斷有新的證據補充進來, 以及“性選擇”理論對進化論的完善, 主流科學界慢慢接受了這一理論。 但仍然, 科學家無法通過任何實驗證明, 或證偽它, 而無法被證偽的理論, 恐怕只能停留在“學說”這一層面了。 不過, 在上個世紀中期, 一個電腦實驗——或者說是一個遊戲——改變了這一切。

遊戲和進化論

約翰·霍蘭德(John Henry Holland), 是世界上第一位電腦科學博士, 是複雜理論和非線性科學的先驅,

遺傳演算法之父。 約翰老爺子當年可是學霸中的學霸, 拿到全額獎學金進入麻省理工學院, 專門研究用電腦來類比自然界的生物進化。 老爺子設計了一個“吃豆遊戲”的實驗, 用來模擬生存策略的“進化”。 這個“吃豆遊戲”可不是 Pacman, 不過也說不定 Pacman 是從這個實驗獲得的靈感呢。

約翰老爺子在“吃豆遊戲”中, 設計了一個長寬各10個格子的迷宮, 迷宮週邊都是牆。 然後把50顆豆子隨機放在這100個格子裡, 也就是每個格子50%的概率有豆子, 50%的概率沒有。 然後再把一個“吃豆人”放在迷宮裡, 讓它往上下左右走, 也可以隨機走, 也可以停下不動, 也可以吃掉格子裡的豆子。 這樣, 一個吃豆人就有7種行為指令:向上走、向下走、向左走、向右走、隨機走、停下和吃豆。 然後給吃豆人一個“生存策略”, 也就是一個有200個行為指令的序列, 每個指令就是以上7種中的一個, 再把這個可憐的笨傢伙放到迷宮裡隨機的一個格子中, 執行這個“生存策略”。 最後, 規定出評分標準:吃到一個豆子得10分, 執行吃豆指令但是格子裡沒有豆子扣1分,

撞一下牆扣5分。 然後用總得分來評價每一個“生存策略”的優劣, 準備工作完成, 遊戲開始了。

遊戲最初隨機生成了200個“生存策略”, 每個都在迷宮中跑了一遍, 結果讓人吃驚!隨機的“生存策略”真的......真的......真的很爛, 最高得分是-81分, 最差的是負-800多分, 也就是撞牆撞的頭暈。 不過, 別急, 遊戲才剛剛開始, 進化策略登場了。

約翰老爺子設計了一個“遺傳演算法”, 也就是把那些得分稍高一點的“生存策略”(其實也就是負的不太多的得分)保留下來, 然後用這些“生存策略”產生下一代。 也就是用兩個“生存策略”中的行為指令序列, 隨機各取一半, 組合成一個新的“生存策略”, 相當於模擬兩性繁殖。 接著, 用新一代的“生存策略”, 繼續在迷宮裡測試。 這次, 奇跡真的產生了。

經過了三百代的進化, 最高分數已經超過了400分, 而進化到一千代時, 最高得分出現了——483分——這個策略幾乎已經吃掉了所有的豆子。 要知道吃豆人對迷宮裡的豆子分佈是完全沒有概念的, 不像我們站在上帝視角可以知道哪裡有豆子, 可以去哪裡吃。在沒有全域視角的情況下,完全通過探索和路徑規劃,能幾乎吃完所有的豆子,這是非常不可思議的。

更加不可思議的是,約翰老爺子和他的助手,開始分析這個獲得最高得分的“生存策略”,發現它並沒有任何直觀規律可言。它並沒有類似:如果當前格子有豆子就吃、如果沒有豆子就往某個方向走、如果撞到牆就反向走等等邏輯上的策略。一句話來總結就是:大自然的精妙,不是人類的邏輯可以總結出來的!

這個“吃豆遊戲”,第一次在人類的眼前,實實在在地展示出了“自然選擇”的力量。即便是從隨機的、爛到不能再爛的策略開始,只要經過一千代的進化,就能形成非常有效的,甚至人類都無法設計出的精妙結構。

在“自然選擇”面前顫抖吧,人類!

最強的排序演算法

最佳的“生存策略”可以由進化而來,讀者應該已經有點小震撼了。其實在邏輯領域,也有從隨機進化出邏輯的故事,這就是最強排序演算法的由來。筆者是電腦專業出身,所以想到了這個電腦演算法領域的故事。不是電腦專業出身的讀者也不必擔心,不瞭解電腦演算法並不影響感受故事背後的震撼。

先解釋一下什麼叫排序演算法。就是一個電腦程式,你給它很多雜亂無章的數字,比如:48、21、75、3、299、37,然後它幫你從小到大(也可以從大到小)排好次序:3、21、37、48、75、299。排序,就是排好順序,不難理解嘛。排序演算法的難度並不大,但是做到快速和簡潔,卻是不容易的事情。

人類發明了的排序演算法有很多種,什麼冒泡排序、插入排序、希爾排序,而最快最簡潔的一個演算法,就叫做“快速排序”,真有自信哦。這就像一家公司,取名叫“全球最大”一樣——全球最大科技服務公司——很厲害的樣子。但,人類總是會高估自己,哪怕是在這種純邏輯領域,也會有來自進化力量的挑戰。

電腦科學家丹尼?希利斯(Danny Hillis),是連結機器(ConnectionMachine,誕生於上世紀80年代的一種超級電腦)的首要設計者,擁有30多項專利,也是互聯網先驅、世界最早的互聯網用戶之一,世界上第三個功能變數名稱的註冊者(老值錢了)。

希大叔有句名言:“只有兩種方法能製造出結構極其複雜的東西,一個是依靠工程學,另一個是通過進化。而在兩者中,進化能夠製造出更加複雜的東西。”希大叔做了這樣一個實驗,他在演算法庫裡放入了很多“排序體”,每一個排序體都是一堆隨機代碼。這些隨機代碼各有各的作用:有的可能會對調兩個數字的位置,有的可能把一個數字放在另一個之後,有的甚至什麼都不做。

希大叔也應用了約翰老爺子一樣的進化策略:用一堆“排序體”對數字做排序,然後留下排序準確度較高的“排序體”,再通過合併方案把兩個“排序體”合併成新一代的“排序體”。就這樣循環往復,經過了大約一萬代的進化,希大叔得到了一個小怪物——一個史上最強的排序演算法——除了能完美地對數列進行排序以外,最具諷刺的是,它恰好比人類設計出來的最短演算法,還要少一步!

寫到這裡,筆者也在想一個話題,人類的文明發展至此,我們能夠“設計”出很多精美的工具,但是不是反而離自然造物的藝術,越來越遠呢?

進化史上的if

看了兩個好玩也有觸動的“遊戲實驗”,我們是不是可以把腦洞放的再大一點。生物的進化是靠著自然選擇,生物生存環境的些許變化,最終可能會對生物進化進程產生巨大影響。那麼我們是不是可以在生物進化史上做點實驗,稍微改變一下自然環境,模擬一下進化過程上的如果?

比如,如果空氣中的含氧量稍微再多1%,那麼人類的平均身高和體重可能會增加20%?如果臭氧層再薄一點,紫外線的強度就會增加很多,那麼人類的皮膚顏色說不定會黑到發紫?更不要說,如果基因的變異方向稍有不同,我們也許手上只有四隻手指,或者壓根就沒有手指,靠著章魚一樣的小吸盤來抓東西?

估計有讀者又要開始後悔花時間讀這麼一篇亂文章了,呵呵,筆者理解,但多放開一下想像力,從另一個角度來看我們每天所見所聞所想的事物,不把這些事物看作是必然的,而是想一想它們從何而來?為何如此?還可以如何?這不是一件很有意思的事情嗎。

對於身邊的事情,當我們有了想法,就可以去做嘛,看看事情的走向跟想法是否一致。但,生物進化史呢?如何在這麼大的時間尺度上去驗證一些想法,甚至為人類的進化去“選擇”一條道路呢?這就提到了一個不錯的遊戲——《孢子》,它雖然不是一個科學實驗,但它確實給很多玩家提供了一個“重來一次進化”的體驗。

《孢子(SPORE)》是一款非常有創意的遊戲,玩家扮演的是數十億年前的單細胞生物,通過吃綠藻和其他生物逐步進化,從海洋進化到陸地上,從單個生物進化為社群生物,再至發展出文明和科技,最終探索外太空。坦白來說,筆者並不是這款遊戲的粉絲,原因是遊戲內容多而雜,品質並不高,遊戲性也比較一般。但是,這款產品必須要列入值得終身收藏的經典遊戲列表中,原因就是它的多樣性。幾乎沒有兩個玩家打造出來的生物是一樣的,甚至一些生物......怎麼說呢,讀者自己看吧......

這是章魚怪......

這是巫妖王......

這是高達......

好吧好吧,筆者也不太相信,人類會進化為高達的形態。但這個遊戲給了我們很多的選擇,產生了足夠多的生物多樣性。而足夠多的多樣性,在適當的“進化策略”下,是不是會產生更好的生物形態呢?也許,EA 會為《孢子》製作一個資料片,就叫做《孢子——自然選擇》,然後玩家可以把自己打造出來的生物放到這個遊戲中,讓其在自然選擇下生存。而這個過程,也給了我們一個探究生物進化史的絕好機會!

所以,你看,遊戲不僅僅是娛樂呢。

結束語

想起來一個App叫《燒杯》,類比的是化學實驗室裡的容器,你可以用手機裡的這個虛擬“燒杯”玩轉150多種藥劑,和300多種化學反應,原先可能會令人擔憂的爆炸、危險,這裡都不存在。筆者的小孩還很小,不會玩遊戲,但筆者跟自己說,等他長大了,筆者絕對不會阻止他去玩遊戲,只是會把那些真正開發想像力的遊戲放到他面前。遊戲是一個新的翅膀,它給了人類一把認知世界的新鑰匙,我們可以選擇無視,也可以選擇輕輕捧起,這一切,取決於你的視野。

以上。

狹義的遊戲在你手中,廣義的遊戲無處不在,挖掘遊戲背後的原理,探求遊戲給世界的啟示。《Game啟示錄》,陪你走近遊戲世界,走進世界這個遊戲。

作者簡介:

劉睿(青果靈動CEO)

出生日期:1981年生於天津。

畢業院校:南開大學

職 業:遊戲創業者,3D圖形引擎技術專家

主要成就:遊戲行業十大新銳企業家

劉睿先生是電腦軟體技術出身,遊戲設計與3D圖形引擎程式設計領域的專家,同時也是一位遊戲玩家和遊戲創業企業家。劉睿先生獨立開發了中國第一款自主智慧財產權的3D圖形引擎Fancy3D,並籍此于2009年創立了北京青果靈動科技股份有限公司。

代表作品:

Fancy3D圖形引擎,《天紀》《仙紀》《黑暗之光》《大戰神》《魔法王座》《狂暴之翼》《軍師聯盟》

個人榮譽:

2014年,中國遊戲行業十大新銳企業家

2016年,北京市優秀人才培養資助獲資助人員

2016年,石景山區科學技術一等獎

2017年,天津市宣傳文化“五個一批”人才

人物經歷:劉睿先生于2003年畢業于南開大學軟體工程專業,在遊戲開發行業工作多年,承擔核心技術研發相關工作。2009年,劉睿先生與合夥人創立了北京青果靈動科技股份有限公司,並獨立開發了中國首款自主智慧財產權的3D圖形引擎——Fancy3D,以技術顛覆者的身份挑戰傳統遊戲市場。

至2017年中,劉睿先生帶領青果靈動發展至300餘人,開創並壯大了3D頁遊這一細分市場,青果靈動也隨之成為了3D頁遊領域的領軍研發企業。2016年,青果靈動進軍手遊市場,首款3DARPG手遊《狂暴之翼》在國際市場大獲成功,成為2017年上半年海外ARPG手遊第一名。

可以去哪裡吃。在沒有全域視角的情況下,完全通過探索和路徑規劃,能幾乎吃完所有的豆子,這是非常不可思議的。

更加不可思議的是,約翰老爺子和他的助手,開始分析這個獲得最高得分的“生存策略”,發現它並沒有任何直觀規律可言。它並沒有類似:如果當前格子有豆子就吃、如果沒有豆子就往某個方向走、如果撞到牆就反向走等等邏輯上的策略。一句話來總結就是:大自然的精妙,不是人類的邏輯可以總結出來的!

這個“吃豆遊戲”,第一次在人類的眼前,實實在在地展示出了“自然選擇”的力量。即便是從隨機的、爛到不能再爛的策略開始,只要經過一千代的進化,就能形成非常有效的,甚至人類都無法設計出的精妙結構。

在“自然選擇”面前顫抖吧,人類!

最強的排序演算法

最佳的“生存策略”可以由進化而來,讀者應該已經有點小震撼了。其實在邏輯領域,也有從隨機進化出邏輯的故事,這就是最強排序演算法的由來。筆者是電腦專業出身,所以想到了這個電腦演算法領域的故事。不是電腦專業出身的讀者也不必擔心,不瞭解電腦演算法並不影響感受故事背後的震撼。

先解釋一下什麼叫排序演算法。就是一個電腦程式,你給它很多雜亂無章的數字,比如:48、21、75、3、299、37,然後它幫你從小到大(也可以從大到小)排好次序:3、21、37、48、75、299。排序,就是排好順序,不難理解嘛。排序演算法的難度並不大,但是做到快速和簡潔,卻是不容易的事情。

人類發明了的排序演算法有很多種,什麼冒泡排序、插入排序、希爾排序,而最快最簡潔的一個演算法,就叫做“快速排序”,真有自信哦。這就像一家公司,取名叫“全球最大”一樣——全球最大科技服務公司——很厲害的樣子。但,人類總是會高估自己,哪怕是在這種純邏輯領域,也會有來自進化力量的挑戰。

電腦科學家丹尼?希利斯(Danny Hillis),是連結機器(ConnectionMachine,誕生於上世紀80年代的一種超級電腦)的首要設計者,擁有30多項專利,也是互聯網先驅、世界最早的互聯網用戶之一,世界上第三個功能變數名稱的註冊者(老值錢了)。

希大叔有句名言:“只有兩種方法能製造出結構極其複雜的東西,一個是依靠工程學,另一個是通過進化。而在兩者中,進化能夠製造出更加複雜的東西。”希大叔做了這樣一個實驗,他在演算法庫裡放入了很多“排序體”,每一個排序體都是一堆隨機代碼。這些隨機代碼各有各的作用:有的可能會對調兩個數字的位置,有的可能把一個數字放在另一個之後,有的甚至什麼都不做。

希大叔也應用了約翰老爺子一樣的進化策略:用一堆“排序體”對數字做排序,然後留下排序準確度較高的“排序體”,再通過合併方案把兩個“排序體”合併成新一代的“排序體”。就這樣循環往復,經過了大約一萬代的進化,希大叔得到了一個小怪物——一個史上最強的排序演算法——除了能完美地對數列進行排序以外,最具諷刺的是,它恰好比人類設計出來的最短演算法,還要少一步!

寫到這裡,筆者也在想一個話題,人類的文明發展至此,我們能夠“設計”出很多精美的工具,但是不是反而離自然造物的藝術,越來越遠呢?

進化史上的if

看了兩個好玩也有觸動的“遊戲實驗”,我們是不是可以把腦洞放的再大一點。生物的進化是靠著自然選擇,生物生存環境的些許變化,最終可能會對生物進化進程產生巨大影響。那麼我們是不是可以在生物進化史上做點實驗,稍微改變一下自然環境,模擬一下進化過程上的如果?

比如,如果空氣中的含氧量稍微再多1%,那麼人類的平均身高和體重可能會增加20%?如果臭氧層再薄一點,紫外線的強度就會增加很多,那麼人類的皮膚顏色說不定會黑到發紫?更不要說,如果基因的變異方向稍有不同,我們也許手上只有四隻手指,或者壓根就沒有手指,靠著章魚一樣的小吸盤來抓東西?

估計有讀者又要開始後悔花時間讀這麼一篇亂文章了,呵呵,筆者理解,但多放開一下想像力,從另一個角度來看我們每天所見所聞所想的事物,不把這些事物看作是必然的,而是想一想它們從何而來?為何如此?還可以如何?這不是一件很有意思的事情嗎。

對於身邊的事情,當我們有了想法,就可以去做嘛,看看事情的走向跟想法是否一致。但,生物進化史呢?如何在這麼大的時間尺度上去驗證一些想法,甚至為人類的進化去“選擇”一條道路呢?這就提到了一個不錯的遊戲——《孢子》,它雖然不是一個科學實驗,但它確實給很多玩家提供了一個“重來一次進化”的體驗。

《孢子(SPORE)》是一款非常有創意的遊戲,玩家扮演的是數十億年前的單細胞生物,通過吃綠藻和其他生物逐步進化,從海洋進化到陸地上,從單個生物進化為社群生物,再至發展出文明和科技,最終探索外太空。坦白來說,筆者並不是這款遊戲的粉絲,原因是遊戲內容多而雜,品質並不高,遊戲性也比較一般。但是,這款產品必須要列入值得終身收藏的經典遊戲列表中,原因就是它的多樣性。幾乎沒有兩個玩家打造出來的生物是一樣的,甚至一些生物......怎麼說呢,讀者自己看吧......

這是章魚怪......

這是巫妖王......

這是高達......

好吧好吧,筆者也不太相信,人類會進化為高達的形態。但這個遊戲給了我們很多的選擇,產生了足夠多的生物多樣性。而足夠多的多樣性,在適當的“進化策略”下,是不是會產生更好的生物形態呢?也許,EA 會為《孢子》製作一個資料片,就叫做《孢子——自然選擇》,然後玩家可以把自己打造出來的生物放到這個遊戲中,讓其在自然選擇下生存。而這個過程,也給了我們一個探究生物進化史的絕好機會!

所以,你看,遊戲不僅僅是娛樂呢。

結束語

想起來一個App叫《燒杯》,類比的是化學實驗室裡的容器,你可以用手機裡的這個虛擬“燒杯”玩轉150多種藥劑,和300多種化學反應,原先可能會令人擔憂的爆炸、危險,這裡都不存在。筆者的小孩還很小,不會玩遊戲,但筆者跟自己說,等他長大了,筆者絕對不會阻止他去玩遊戲,只是會把那些真正開發想像力的遊戲放到他面前。遊戲是一個新的翅膀,它給了人類一把認知世界的新鑰匙,我們可以選擇無視,也可以選擇輕輕捧起,這一切,取決於你的視野。

以上。

狹義的遊戲在你手中,廣義的遊戲無處不在,挖掘遊戲背後的原理,探求遊戲給世界的啟示。《Game啟示錄》,陪你走近遊戲世界,走進世界這個遊戲。

作者簡介:

劉睿(青果靈動CEO)

出生日期:1981年生於天津。

畢業院校:南開大學

職 業:遊戲創業者,3D圖形引擎技術專家

主要成就:遊戲行業十大新銳企業家

劉睿先生是電腦軟體技術出身,遊戲設計與3D圖形引擎程式設計領域的專家,同時也是一位遊戲玩家和遊戲創業企業家。劉睿先生獨立開發了中國第一款自主智慧財產權的3D圖形引擎Fancy3D,並籍此于2009年創立了北京青果靈動科技股份有限公司。

代表作品:

Fancy3D圖形引擎,《天紀》《仙紀》《黑暗之光》《大戰神》《魔法王座》《狂暴之翼》《軍師聯盟》

個人榮譽:

2014年,中國遊戲行業十大新銳企業家

2016年,北京市優秀人才培養資助獲資助人員

2016年,石景山區科學技術一等獎

2017年,天津市宣傳文化“五個一批”人才

人物經歷:劉睿先生于2003年畢業于南開大學軟體工程專業,在遊戲開發行業工作多年,承擔核心技術研發相關工作。2009年,劉睿先生與合夥人創立了北京青果靈動科技股份有限公司,並獨立開發了中國首款自主智慧財產權的3D圖形引擎——Fancy3D,以技術顛覆者的身份挑戰傳統遊戲市場。

至2017年中,劉睿先生帶領青果靈動發展至300餘人,開創並壯大了3D頁遊這一細分市場,青果靈動也隨之成為了3D頁遊領域的領軍研發企業。2016年,青果靈動進軍手遊市場,首款3DARPG手遊《狂暴之翼》在國際市場大獲成功,成為2017年上半年海外ARPG手遊第一名。

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