[论文解读] On the Liveliness of Artificial Life

Yong Zher Koh, Maurice HT Ling|arXiv (Cornell University)|Feb 19, 2023

Origins and Evolution of Life参考文献 54被引用 3

一句话总结

本文提出了一套全面的生命定义：即具备保护性边界的系统，其拥有能够自主维持、即兴应变、适应环境并实现再生的程序，且通过非干扰性反应实现自持。基于此定义，作者认为某些数字生物体——尽管并非全部——可被视为生命，并提出一种基于连续性的实验框架，以检验未来的生命定义。

ABSTRACT

There has been on-going philosophical debate on whether artificial life models, also known as digital organisms, are truly alive. The main difficulty appears to be finding an encompassing and definite definition of life. By examining similarities and differences in recent definitions of life, we define life as "any system with a boundary to confine the system within a definite volume and protect the system from external effects, consisting of a program that is capable of improvisation, able to react and adapt to the environment, able to regenerate parts of it-self or its entirety, with energy system comprises of non-interference sets of secluded reactions for self-sustenance, is considered alive or a living system. Any incomplete system containing a program and can be re-assembled into a living system; thereby, converting the reassembled system for the purpose of the incomplete system, are also considered alive." Using this definition, we argue that digital organisms may not be the boundary case of life even though some digital organisms are not considered alive; thereby, taking the view that some form of digital organisms can be considered alive. In addition, we present an experimental framework based on continuity of the overall system and potential discontinuity of elements within the system for testing future definitions of life.

研究动机与目标

• 解决关于人工生命模型（数字生物体）是否可真正被视为生命的哲学模糊性。
• 回应目前缺乏一个普遍接受、适用于生物与人工系统的一体化生命定义的问题。
• 提出一个正式且可操作的生命定义，涵盖边界、程序性即兴应变、适应、再生以及自持能量系统。
• 建立在系统可重新组装为生命系统时，即使不完整，仍可被视为生命的判定标准。
• 开发一种基于系统连续性与组件不连续性的可测试实验框架，以评估未来的生命定义。

提出的方法

• 将生命定义为具有物理边界、限制其体积并抵御外部干扰的系统。
• 规定生命系统必须包含一个具备即兴应变、环境反应与适应能力的程序。
• 要求系统能够再生其部分或全部结构，以体现自我修复与持续存在能力。
• 引入一组隔离的非干扰反应作为能量系统，以确保自持性。
• 将定义扩展至可被重新组装为生命系统的不完整系统，从而保留其潜在的生命性。
• 提出一种基于整体系统连续性与内部组件潜在不连续性的实验框架，以检验该定义及未来生命定义的有效性。

实验结果

研究问题

• RQ1 一个系统需满足何种标准才能被视为生命，尤其是当它为人工或数字系统时？
• RQ2 数字生物体——尽管非生物起源——是否可在严谨、形式化的生命定义下被视为生命？
• RQ3 我们如何区分仅具复杂性的系统与真正生命系统，尤其是在生命未被普遍定义的情况下？
• RQ4 在何种条件下，一个不完整的系统仍可被视为生命，只要其可被重新组装为功能完整、自持的系统？
• RQ5 可采用何种实验框架来评估并验证人工系统中未来的生命定义？

主要发现

• 所提出的定义包含边界、具备即兴应变与适应能力的自持程序，以及用于能量生产的非干扰性反应集合。
• 符合标准的数字生物体——特别是具备再生与环境适应能力者——在该定义下可被视为生命。
• 并非所有数字生物体都是生命的，但部分因结构与功能与定义高度契合而可被认定为生命。
• 生命定义的测试框架基于整体系统的连续性与组件的潜在不连续性，从而实现经验性评估。
• 该定义涵盖可被重新组装为生命系统的不完整系统，从而保留其潜在的生命性。
• 本研究为使用正式、可测试且具有哲学基础的标准来评估人工生命系统奠定了基础。