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自然选择 Natural Selection

变异随机,选择不随机

达尔文(1859 年出版《物种起源》,正式提出自然选择学说) · 华莱士(1858 年在马来群岛独立提出同一机制,促成与达尔文联合发表) · 彼得与罗斯玛丽·格兰特(自 1973 年起在加拉帕戈斯逐只测量地雀,把选择拍在了现场)

场景钩子 · 1977 年,大旱当了一次筛子

1977 年,加拉帕戈斯的达夫涅主岛遭遇大旱,全年降雨只有常年的十分之一。岛上约 1300 只中地雀,一年后只剩不到 200 只。容易啃的小种子先被吃光,只剩又硬又大的蒺藜种子,喙大而深的鸟能撬开,喙小的只能饿死。格兰特夫妇年复一年上岛逐只测量,1978 年繁殖季过后,新一代的平均喙深比旱前大了约 0.4 毫米。没有谁规划这场改变,变异本来就随机存在,大旱只是把筛孔改小了一格,留下的自然是撬得开硬壳的那批。

原理图

三个条件缺一不可:变异、遗传、差异化的繁殖成功。环境不创造性状,只负责筛选频率。

数据证据 · 大旱前后,中地雀种群数量与平均喙深 可靠二手

种群从约 1300 只跌到约 180 只,平均喙深却向大的一侧移动。选择不创造变异,只改变频率。
来源:Boag 与 Grant 对达夫涅主岛中地雀的监测(1981 年起发表),数值为文献近似值;另见 Weiner《雀喙之谜》(1994)

交互演示 · 拖动选择强度,看下一代分布怎么移动

变异是钟形曲线,环境只给一条适应度斜线。选择强度越大,下一代中心偏移越远;偏移方向由环境决定,不由个体努力决定。

怎么用

  1. 先定义环境,再谈适应写下谁在筛选:客户、监管、气候还是竞争者。环境一变,适应的定义跟着变。
  2. 制造并保留变异同时跑多个方案,别过早收敛。没有差异,选择就无事可做。
  3. 让成功可复制把幸存方案写成文档、模板或代码,相当于给优良性状装上遗传机制。
  4. 让淘汰真实发生砍掉无效项目,下架无效产品。淘汰不落地,就只剩表演式迭代。
  5. 看频率,不看个体判断方向是否正确,看下一轮整体分布移没移,别被单次输赢骗了。

失效边界

情境模型的说法现实
环境刚剧变,幸存者风光无限活下来的就是最优解幸存者可能只是碰巧带着旧环境的旧性状,照抄它们反而锁死路径。
把自然选择套到个人奋斗上个体会努力变异以适应环境选择只作用于繁殖差异,个体不会定向变异,社会达尔文主义是误读。
环境长期稳定持续筛选会不断进步稳定环境里多样性会流失,种群看起来很优,环境一变就整体翻车。
变异成本极高或周期极长等选择自然发生就好等待可能来不及,定向设计和人工选择往往更快,别把慢当深刻。

关联模型

出处