人工进化：从随机到创造的艺术 发布于2024-12-25 作者:C3P00 引言 在科技飞速发展的今天，人工进化已经成为一种令人着迷的创作工具。它不仅改变了我们对艺术和设计的理解，还为我们提供了一种全新的方式来探索复杂性和美的本质。通过计算机程序模拟自然选择的过程，艺术家们可以创造出令人惊叹的作品，而这些作品往往超出了人类手工所能达到的精细度和复杂性。本文将探讨人工进化的原理、应用以及它对未来艺术创作的影响。 1. 基因与变异：人工进化的基础 显性与隐性基因 在自然界中，基因决定了生物的特征。同样，在人工进化系统中，基因也扮演着关键角色。根据给定文本中的描述，显性基因是那些能够稳定传递并影响后代特征的基因，而隐性基因则是那些变化不定、不为繁育者所喜爱的基因。为了减少这些不稳定基因的影响，它们被定义为隐性基因，从而降低其在进化过程中的权重。 这种基因分类的方式有助于简化进化过程，使得繁育者可以更专注于那些能够带来显著变化的基因。例如，在卡尔·西姆斯（Karl Sims）的人工进化项目中，他通过分析繁育者的选择，推导出每一步选择所共有的要素，进而找到具有某种特性的形式。这个过程类似于自然选择，但它是通过计算机程序实现的，速度更快，结果也更加多样化。 进化算法的应用 进化算法的核心在于变异和选择。变异是指基因发生随机变化，而选择则是指根据某些标准（如美观、功能等）挑选出最符合要求的个体。在西姆斯的项目中，参观者通过踩下脚踏板来选择他们认为最美的图像，而这些选择又被记录下来，作为后续进化的依据。随着时间的推移，系统会逐渐优化，生成越来越多美丽且独特的图案。 这种互动式的进化过程不仅让观众成为了创作者的一部分，还展示了进化的力量——即使是随机的初始条件，经过多代的选择和变异，最终也能产生令人惊叹的结果。正如西姆斯所说：“任何高度进化的生命形式都是美丽的。”这表明，美并非固定的标准，而是存在于物种进化的历程中，存在于形式必须完完全全地合乎生物之道这样一个重要事实中。 2. 电子鱼：虚拟水族馆中的进化实验 从花道到水族馆 俄罗斯程序员弗拉迪米尔·伯克希尔科和他的同伴阿列克谢·帕杰诺夫最初并没有打算创造一个进化世界。他们的灵感来源于日本的插花艺术——花道。他们希望制作一款“活”的电脑花艺作品，能够不断变化，永远不会重复自己。然而，随着项目的进展，他们意识到，与其静态地展示花朵，不如创建一个动态的虚拟水族馆，用户可以在其中繁育自己的鱼类。 电子鱼的基因库 每一条电子鱼都有56个基因，涉及800个参数。这个庞大的基因库使得每条鱼都可以拥有独特的外观和行为。用户可以通过选择两条鱼进行交配，繁育出新的后代。在这个过程中，用户可以选择不同的进化方向，比如让鱼的鳍变得更加华丽，或者改变鱼的颜色和形状。通过这种方式，用户不仅可以创造出美丽的虚拟生物，还可以探索形式库的边界，发现新的可能性。 鱼卵与基因交换 为了节省存储空间，程序只保存鱼的基因，而不是整个鱼的形象。这些基因被称为“鱼卵”，比完整的鱼小250倍。用户可以通过网络交换鱼卵，或者将它们上传到公共的数字库中。这种基因交换的方式不仅增加了系统的多样性，还促进了社区的互动。许多用户乐此不疲地尝试将不同的代码插入鱼卵中，看看会产生什么样的奇异生物。例如，有人将林肯的《葛底斯堡演说》文本输入鱼卵，结果生成了一条鬼一样的生物，被称为“葛底斯堡鱼”。 3. 进化主义：当代艺术的新趋势 艺术家的角色转变 随着进化算法的发展，艺术家的角色也在发生变化。传统的艺术创作通常是艺术家个人的表达，但在进化主义的框架下，艺术家更像是一个引导者或园丁。他们设计了一个系统，允许作品在其中自由生长，而艺术家则负责从中挑选出最符合自己审美或功能需求的形式。威廉·拉萨姆（William Latham）预言，进化主义将是当代艺术发展的下一个阶段。他认为，借用变异和有性繁殖的概念可以催生出全新的艺术形式。 繁育图标与设计创新 进化主义不仅限于虚拟生物的创作，还可以应用于各种设计领域。例如，Maxis公司曾设想开发一款名为“达尔文绘图”的软件，用户可以在其中草草勾勒出一个新的企业图标，然后通过进化算法将其繁育成更加复杂和精美的设计。每一条线、每一个点都被转换成数学函数，用户可以从这些函数中繁育出无数种可能的设计方案。通过这种方式，设计师可以获得超出自己想象的创意，并且这些设计的精细度和复杂性往往是手工难以企及的。 商业潜力与群体共创 IBM公司意识到了进化设计的商业潜力，并将其应用于汽车设计等领域。他们发现，进化设计不仅可以在原始创意阶段发挥作用，还可以在后期的精细控制阶段提供帮助。此外，进化设计非常适合群体共创，参与的人越多，效果就越好。例如，汽车设计师可以通过进化算法快速生成多个车身外形方案，然后由团队成员共同评估和选择最优的设计。这种协作方式不仅提高了设计效率，还促进了创新。 4. 穿越随机性：进化与智能的结合 搜索博尔赫斯库 在德尼·狄德罗的时代，人们就已经意识到，随着书籍数量的增加，寻找特定的知识变得越来越困难。同样的问题也出现在现代的数字世界中。想象一座包含所有可能视频的图书馆，绝大多数馆藏品都充满了噪音和随机灰度。要找到一盘可以一看的磁带，最大的问题在于，一盘随机磁带无法用占用更少空间或更短时间的符号来表示。这意味着，要想搜索磁带，你只能逐个观看，而这将耗费大量的时间和精力。 进化与智能的协同 进化是解决这一难题的有效方法之一。通过引入智能算法，进化可以在巨大的搜索空间中找到最优解。例如，在博尔赫斯图书馆中，你可以通过学习图书馆的内在秩序，预测出所求之书的藏身之处，从而胜过随机的猜测和缓慢的进化。进化与智能的结合使得我们能够在复杂的环境中快速找到目标，无论是寻找一本书，还是设计一件艺术品。 思维的进化 一些研究人类心智的学生提出了一个强有力的论点：思维是大脑内想法的进化。根据这种主张，所有创造物都是进化出来的。当我们写作时，最初的句子可能是随意选择的，但随着不断的修改和完善，最终会形成一个完整的段落或文章。在这个过程中，每个选择都会繁育出更多的可能性，直到我们找到最满意的结果。这种思维方式不仅适用于写作，也适用于其他领域的创造性活动。 结语 人工进化为我们提供了一种全新的创作方式，它不仅打破了传统艺术的界限，还为我们带来了无限的可能性。通过基因、变异和选择，我们可以创造出美丽且复杂的虚拟生物、图标、甚至是工业设计作品。更重要的是，进化主义让我们重新思考美与复杂性的关系，认识到任何高度进化的生命形式都是美丽的。未来，随着技术的进一步发展，进化算法将在更多领域得到应用，改变我们的生活和创作方式。✨ 参考资料： – 卡尔·西姆斯（Karl Sims）的人工进化项目 – 弗拉迪米尔·伯克希尔科和阿列克谢·帕杰诺夫的电子鱼程序 – 威廉·拉萨姆（William Latham）的进化艺术理论 – 理查德·道金斯（Richard Dawkins）关于进化的论述 – 德尼·狄德罗（Denis Diderot）关于知识增长的思考
引言
在科技飞速发展的今天，人工进化已经成为一种令人着迷的创作工具。它不仅改变了我们对艺术和设计的理解，还为我们提供了一种全新的方式来探索复杂性和美的本质。通过计算机程序模拟自然选择的过程，艺术家们可以创造出令人惊叹的作品，而这些作品往往超出了人类手工所能达到的精细度和复杂性。本文将探讨人工进化的原理、应用以及它对未来艺术创作的影响。
1. 基因与变异：人工进化的基础
显性与隐性基因
在自然界中，基因决定了生物的特征。同样，在人工进化系统中，基因也扮演着关键角色。根据给定文本中的描述，显性基因是那些能够稳定传递并影响后代特征的基因，而隐性基因则是那些变化不定、不为繁育者所喜爱的基因。为了减少这些不稳定基因的影响，它们被定义为隐性基因，从而降低其在进化过程中的权重。
这种基因分类的方式有助于简化进化过程，使得繁育者可以更专注于那些能够带来显著变化的基因。例如，在卡尔·西姆斯（Karl Sims）的人工进化项目中，他通过分析繁育者的选择，推导出每一步选择所共有的要素，进而找到具有某种特性的形式。这个过程类似于自然选择，但它是通过计算机程序实现的，速度更快，结果也更加多样化。
进化算法的应用
进化算法的核心在于变异和选择。变异是指基因发生随机变化，而选择则是指根据某些标准（如美观、功能等）挑选出最符合要求的个体。在西姆斯的项目中，参观者通过踩下脚踏板来选择他们认为最美的图像，而这些选择又被记录下来，作为后续进化的依据。随着时间的推移，系统会逐渐优化，生成越来越多美丽且独特的图案。
这种互动式的进化过程不仅让观众成为了创作者的一部分，还展示了进化的力量——即使是随机的初始条件，经过多代的选择和变异，最终也能产生令人惊叹的结果。正如西姆斯所说：“任何高度进化的生命形式都是美丽的。”这表明，美并非固定的标准，而是存在于物种进化的历程中，存在于形式必须完完全全地合乎生物之道这样一个重要事实中。
2. 电子鱼：虚拟水族馆中的进化实验
从花道到水族馆
俄罗斯程序员弗拉迪米尔·伯克希尔科和他的同伴阿列克谢·帕杰诺夫最初并没有打算创造一个进化世界。他们的灵感来源于日本的插花艺术——花道。他们希望制作一款“活”的电脑花艺作品，能够不断变化，永远不会重复自己。然而，随着项目的进展，他们意识到，与其静态地展示花朵，不如创建一个动态的虚拟水族馆，用户可以在其中繁育自己的鱼类。
电子鱼的基因库
每一条电子鱼都有56个基因，涉及800个参数。这个庞大的基因库使得每条鱼都可以拥有独特的外观和行为。用户可以通过选择两条鱼进行交配，繁育出新的后代。在这个过程中，用户可以选择不同的进化方向，比如让鱼的鳍变得更加华丽，或者改变鱼的颜色和形状。通过这种方式，用户不仅可以创造出美丽的虚拟生物，还可以探索形式库的边界，发现新的可能性。
鱼卵与基因交换
为了节省存储空间，程序只保存鱼的基因，而不是整个鱼的形象。这些基因被称为“鱼卵”，比完整的鱼小250倍。用户可以通过网络交换鱼卵，或者将它们上传到公共的数字库中。这种基因交换的方式不仅增加了系统的多样性，还促进了社区的互动。许多用户乐此不疲地尝试将不同的代码插入鱼卵中，看看会产生什么样的奇异生物。例如，有人将林肯的《葛底斯堡演说》文本输入鱼卵，结果生成了一条鬼一样的生物，被称为“葛底斯堡鱼”。
3. 进化主义：当代艺术的新趋势
艺术家的角色转变
随着进化算法的发展，艺术家的角色也在发生变化。传统的艺术创作通常是艺术家个人的表达，但在进化主义的框架下，艺术家更像是一个引导者或园丁。他们设计了一个系统，允许作品在其中自由生长，而艺术家则负责从中挑选出最符合自己审美或功能需求的形式。威廉·拉萨姆（William Latham）预言，进化主义将是当代艺术发展的下一个阶段。他认为，借用变异和有性繁殖的概念可以催生出全新的艺术形式。
繁育图标与设计创新
进化主义不仅限于虚拟生物的创作，还可以应用于各种设计领域。例如，Maxis公司曾设想开发一款名为“达尔文绘图”的软件，用户可以在其中草草勾勒出一个新的企业图标，然后通过进化算法将其繁育成更加复杂和精美的设计。每一条线、每一个点都被转换成数学函数，用户可以从这些函数中繁育出无数种可能的设计方案。通过这种方式，设计师可以获得超出自己想象的创意，并且这些设计的精细度和复杂性往往是手工难以企及的。
商业潜力与群体共创
IBM公司意识到了进化设计的商业潜力，并将其应用于汽车设计等领域。他们发现，进化设计不仅可以在原始创意阶段发挥作用，还可以在后期的精细控制阶段提供帮助。此外，进化设计非常适合群体共创，参与的人越多，效果就越好。例如，汽车设计师可以通过进化算法快速生成多个车身外形方案，然后由团队成员共同评估和选择最优的设计。这种协作方式不仅提高了设计效率，还促进了创新。
4. 穿越随机性：进化与智能的结合
搜索博尔赫斯库
在德尼·狄德罗的时代，人们就已经意识到，随着书籍数量的增加，寻找特定的知识变得越来越困难。同样的问题也出现在现代的数字世界中。想象一座包含所有可能视频的图书馆，绝大多数馆藏品都充满了噪音和随机灰度。要找到一盘可以一看的磁带，最大的问题在于，一盘随机磁带无法用占用更少空间或更短时间的符号来表示。这意味着，要想搜索磁带，你只能逐个观看，而这将耗费大量的时间和精力。
进化与智能的协同
进化是解决这一难题的有效方法之一。通过引入智能算法，进化可以在巨大的搜索空间中找到最优解。例如，在博尔赫斯图书馆中，你可以通过学习图书馆的内在秩序，预测出所求之书的藏身之处，从而胜过随机的猜测和缓慢的进化。进化与智能的结合使得我们能够在复杂的环境中快速找到目标，无论是寻找一本书，还是设计一件艺术品。
思维的进化
一些研究人类心智的学生提出了一个强有力的论点：思维是大脑内想法的进化。根据这种主张，所有创造物都是进化出来的。当我们写作时，最初的句子可能是随意选择的，但随着不断的修改和完善，最终会形成一个完整的段落或文章。在这个过程中，每个选择都会繁育出更多的可能性，直到我们找到最满意的结果。这种思维方式不仅适用于写作，也适用于其他领域的创造性活动。
结语
人工进化为我们提供了一种全新的创作方式，它不仅打破了传统艺术的界限，还为我们带来了无限的可能性。通过基因、变异和选择，我们可以创造出美丽且复杂的虚拟生物、图标、甚至是工业设计作品。更重要的是，进化主义让我们重新思考美与复杂性的关系，认识到任何高度进化的生命形式都是美丽的。未来，随着技术的进一步发展，进化算法将在更多领域得到应用，改变我们的生活和创作方式。✨
参考资料：
– 卡尔·西姆斯（Karl Sims）的人工进化项目
– 弗拉迪米尔·伯克希尔科和阿列克谢·帕杰诺夫的电子鱼程序
– 威廉·拉萨姆（William Latham）的进化艺术理论
– 理查德·道金斯（Richard Dawkins）关于进化的论述
– 德尼·狄德罗（Denis Diderot）关于知识增长的思考