2、探索进化连接主义方法：从自然进化到智能系统构建

探索进化连接主义方法：从自然进化到智能系统构建

1. 万物皆进化：规则何在？

在自然与科技的广袤领域中，“进化”是一个无处不在的现象。“进化”意味着揭示、发展、展开和变化，它描述的是一个随时间持续发展和改变的过程，且这个过程可能与环境中的其他过程相互作用，其相互作用的进程往往难以预先确定。

1.1 进化过程的建模挑战

进化过程的建模是一项极具挑战性的任务。这是因为其进化规则可能无法事先知晓，还会因意外干扰而动态变化，导致长期来看难以准确预测。然而，这一挑战在生命科学和工程领域有着广泛的实际应用。例如，语音识别系统需要适应新的口音并逐步学习新语言；模拟人类大脑认知任务的系统要具备适应性，因为认知过程本身就是不断进化的；在生物信息学中，基因表达建模系统需适应新信息，以明确基因之间的抑制关系。

1.2 进化与演化的区别

“进化（evolving）”与“演化（evolutionary）”有所不同。“演化”通常涉及多代个体系统的种群变化，而“进化”在本文中主要关注单个系统在其生命周期内结构和功能的发展。不过，系统的演化优化也可应用于进化过程。

1.3 生命：最典型的进化过程

生命是进化过程的典型例子。生命的特征是功能活动和持续变化，同时保持一定的稳定性。建模生命系统需要在模型中体现这些持续变化，即模型要能在终身模式下适应变化，同时保留过程的某些特征和原则，这就是著名的“稳定性 - 可塑性”困境。

1.4 不同层次的进化过程

在生物系统中，进化过程在不同层次上都有体现：
| 层次 | 进化过程描述 | 一般规则示例 |
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