機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能：進(jìn)化計算

我們?nèi)祟愂侨绾螌W(xué)習(xí)的？我們?nèi)绾卫斫庵R的？同樣信息在我們大腦中如何處理的？我們的文字和語言有什么規(guī)律？我們看到的物體如何判斷的？我們對事物的關(guān)系如何理解的？我們的世界是什么樣子的？為什么可以用模型去擬合呢？那計算機(jī)又是如何進(jìn)行學(xué)習(xí)的呢？同樣計算機(jī)可不可以模擬世界？

觀眾老爺上期有提到不確定性是物種多樣化的起因，萬物的基本組成單位構(gòu)成了許多的化學(xué)元素，元素又通過不確定性和相互作用力構(gòu)成了眾多的物質(zhì)，物質(zhì)又構(gòu)成了更復(fù)雜的物種和生命！這種復(fù)雜而有不確定的關(guān)系也是現(xiàn)如今物理學(xué)，化學(xué)和生物學(xué)等科學(xué)最前沿領(lǐng)域！

▌基因密碼

生命千奇百怪，但卻有著驚人相似的規(guī)律，生命的最本質(zhì)特性是由基因決定的：基因決定生物的樣貌，體格大小，習(xí)性等生命特征。而且通過對自然的探索得出一個存在爭議的話題：我們?nèi)祟惿钤谝粋€超級計算機(jī)當(dāng)中！我們所看到的，探索的都是超級計算機(jī)模擬出來的！我們只是超級計算機(jī)里的一個小程序！我們所生活的環(huán)境都是虛構(gòu)的！我們是被另外一個物種模擬圈養(yǎng)著的！

觀眾老爺是不是細(xì)思極恐呢？小編是不相信這種猜測的！我思故我在！如果存在這種超級計算機(jī)！那我們有可能是游戲玩家，并且遺忘了我們的進(jìn)入游戲之前的事情！那進(jìn)入這個世界的意義是什么？我們又不能像打游戲一樣獲得我們所需要的超級能力和獲得物品！這世界沒魔法，沒異能！進(jìn)入這樣枯燥的世界，估計沒人喜歡吧！模擬這種世界，也沒太多意義！

基因有著一定的規(guī)律，物種的繁衍基因是關(guān)鍵的一環(huán)，基因的突變和遺傳是為了更好的適應(yīng)自然的環(huán)境！那我們?nèi)绾文M這些規(guī)律呢？同樣這些規(guī)律在哪些方面有優(yōu)勢呢？

▌進(jìn)化計算

進(jìn)化計算可以根據(jù)環(huán)境調(diào)整種群的適應(yīng)能力，下面我們進(jìn)行算法主要步驟介紹：

步驟1：有一基因序列固定長度為M的種群，用以表示相關(guān)事物的狀態(tài)或者內(nèi)容索引，其選擇染色體數(shù)量為N，交叉概率為Pc，突變率為Pm，定義迭代次數(shù)S。（一般基因序列是隨機(jī)初始化的，這里假設(shè)交叉概率是0.2，突變概率是0.002，交叉概率和突變概率是0-1之間的小數(shù)，迭代次數(shù)S是50—1000的常數(shù)）；

步驟2：定義適應(yīng)函數(shù)評價種群中個體適應(yīng)性，適應(yīng)函數(shù)是繁殖過程選擇配對染色體的基礎(chǔ)；

步驟3：初始化基因序列，隨機(jī)產(chǎn)生數(shù)量為N的種群：X1，X2，X3，X4，……，Xn；

步驟4：計算個體的適應(yīng)性：F（X1），F(xiàn)（X2），F(xiàn)（X3），F(xiàn)（X4）……，F(xiàn)（Xn）；

步驟5：選擇一對基因序列，這對基因序列一般是適應(yīng)性比較高的；

步驟6：以交叉概率Pc交換選中的染色體，產(chǎn)生新的后代；以突變概率Pm，隨機(jī)改變子代的基因；

步驟7：將后代染色體放入新種群；

步驟8：重復(fù)步驟5，6，7，直至新種群數(shù)量等于初始種群數(shù)量為N；

步驟9：用新種群取代父代種群；

步驟10：重復(fù)上述過程，直至滿足迭代次數(shù)S！

進(jìn)化計算模仿的就是自然界生物的進(jìn)化過程，通過隨機(jī)抽取、適應(yīng)評價、交互以及突變來改變內(nèi)部的狀態(tài)，直至得到最優(yōu)解。