考完两门

昨天考完了Human Information Processing和Evolutionary Computing。突然想起在Scientific Writing & Presenting上听到的一个非常有趣的Presentation。
Side-blotched lizard的雄性有三种不同的脖子颜色。这三种分别采取不同的交配策略。橙色的统治一片领地；黄色的没有固定领地，但会潜入其他雄性的领地盗取雌性；蓝色的合作以捍卫领地。很有趣的是，这三种雄性之间存在着环状的繁殖优势：橙〉蓝〉黄〉橙。在领地的争夺上，橙色的比蓝色的更为强势，但这维持上，蓝色比橙色更容易发行黄色的潜入。因而就像石头剪子布一样的关系，当一种的数目增多时，克制它的那一种获得交配机会的概率也会增大，从而使整个种群的分布再趋向于稳定。
这个现象与一般的进化常识是相背离的。通常进化的最终结果是会收敛到某种最适合环境的“种”上。而在这个蜥蜴的例子中，在环境没有显著变化的情况下，同时存在着三种“适合”的种，而且适合程度不分上下。不过因为正好学到进化式计算的课程，我就多想了一点。而我也认为，这些现象实际上是可以用进化来解释的。
在衡量种对环境的适应程度时，需要一个适应函数。一般而言，这个适应函数是独立于种本身的。其背后的逻辑在于，环境相对于种来说要巨大得多，所以环境对种的选择是相对稳定的。对任意两个处于同一环境的种来而言，总有一个比另一个更适应环境。从这个角度出发，环境所选择出来的优良品种应当是收敛的，有一个全局的最优解，也不应该出现最终进化成若干个平行种的可能。
然而，在生物的行为中常常有这样的现象：生物不但在环境中生存繁衍，同时也在改变着环境，使它们自身的生存环境由单纯的自然拓展为更广阔的概念。人类的生存环境就是一个很典型的例子，而在这个蜥蜴的样例中也是一样。某个蜥蜴种的生存活动，实际上构成了其它两种蜥蜴的“环境”。同时，一个种生存的范围又是相对狭小的，这就使得它的存续对其它种的行为十分敏感。从这个角度来说，在这个蜥蜴的样例中，三种雄蜥蜴的适应函数是不一样的，而这三种蜥蜴分别是在这三种适应函数下进化出的最优选手。
另一个有趣的问题是最初的分叉路口在哪里，从何时开始由同样的衡量标准变成不同的衡量标准的呢？可以说，当种的分界开始时，适应函数的分界也同时开始了。或者说，衡量从来都不是恒定的，而是动态的。对每个个体，衡量的标准都会略有不同。当个体展现出差异明显的共同趋势时，环境对它们的选择也会有所侧重，从而出现了这个三种蜥蜴的情况。