四进制造物主

《二进制和三进制，以及四进制计算机原理》《基因编码为何选择了“四进制”，而不是计算机系统的“二进制”？》 计算机已经成功的证明，“二进制”是一种简洁又高效的编码方案(且与物理硬件相得益彰)，它可以传递和映射任意复杂度的信息。但基因编码，绝大部分却使用了4种碱基(DNA是ATCG，RNA是AUCG)，而不是2种碱基，这到底为什么呢？ 计算机与基因：计算机应用“二进制”，其实隐含了两个层面，即：编码与计算。 编码——是使用“2种数字”进行信息的表达与传递。 计算——是对“2种数字”进行控制，从而完成对信息(包括表达与传递)的控制。 那么，基因编码就是碱基的排列组合，它可以完成遗传信息的表达与传递，而基因计算就是对碱基的控制，它可以完成对遗传信息的控制。 碱基——简单来说，就是一种环形含氮化合物。 对于编码，碱基就可以看成是一种“抽象数字”，2种碱基就是2种“数字”，4种碱基就是4种“数字”，而“数字编码”所形成的序列，就“信息内涵”而言，“二进制”与“四进制”并没有什么本质的区别。 因为不同的编码方案，都可以表达和传递出相同的信息，就像不同的语言可以描述相同的意思一样，只不过信息编码的冗余度与能量消耗，不尽相同。 对于信息存储，计算机是基于物理介质的二维平面结构(即信息存储在平面上)，而基因信息的存储，是基于生物分子的三维空间结构。 这两种形式，功能复杂度不同，但都可以动态的改变信息，计算机是改变存储介质的微观结构，而基因本身就是微观，因此其结构即是信息，修改结构即是修改信息，如：DNA甲基化。 DNA甲基化——是DNA化学修饰的一种形式，能在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。其过程，是在转移酶的作用下，使甲基添加到DNA分子上。 对于计算，计算机是基于抽象数学(“二进制”就隐含进位的运算法则)，其计算过程是数学逻辑的运算，而基因是基于具体数学，其计算过程是化学变化与量子效应。 抽象数学——是人类对自然规律的认知总结。 具体数学——是在自然规律下“进化”随机试错的产物。 显然，具体数学一定蕴含着抽象数学可以描述的自然规律，只不过“进化”并不需要“认知”自然规律，只需要“遵守”；而人类就是在，用抽象数学去模拟计算具体数学，只不过人类未必可以认知所有自然规律中的抽象数学。 综上可见，计算机与基因在信息的编码、存储与计算等方面，都可以找到一一对应的模式，并且这两套系统，都可以完成对信息的表达、传递与控制。 在《盗火》(Stealing Fire)一书中，根据当前合成生物学的研究成果，作者想象了未来可能发生的一个场景：“通过把遗传密码字母中的4个字母，当成电脑编码中的1和0，合成生物学使我们能像为计算机编写程序那样简单地编写——活细胞程序。一旦代码编写好了呢？把它发送到一个DNA(基因)合成器，数天内，你会在快递包裹中收到一个冷冻干燥的小瓶，里面装着你的基因创造物。”那么，基因编码在进化过程中，为了完成信息遗传的“任务”，选择了“4种碱基”而不是“二进制”，这是一个值得深思的问题。 而在这个问题之前，我们需要多问一句——如果基因编码采用“2种碱基”，同样也可以完成信息遗传的“任务”吗？ 基因“二进制”编码 事实上，如果使用“二进制”，基因照样可以编码出同样的功能。现在是3个碱基，编码一个密码子，每个碱基位有4种碱基可选，那么密码子的种类就是：4 x 4 x 4 = 64种。密码子——是指信使RNA分子中，每相邻的三个核苷酸编成一组，在蛋白质合成时，代表某一种氨基酸的规律。 同样，如果每个碱基位有2种碱基可选，此时使用更多的碱基位来编码一个密码子即可，如：6个碱基位编码一个密码子，就可以编码同样种类和数量的密码子，即：2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 64种。 但这样的问题就在于，编码密码子的碱基位变多，这种“排列增长”扩展到整个DNA链来看，会变得非常容易出错，因为二进制编码一个密码子需要正确排列6位(6个2)，四进制只需要正确排列3位(3个4)。同时，这还会消耗更多的能量，DNA结构会变得更长更复杂，等等一些列问题。 基因“三进制”编码 事实上，如果使用“三进制”，基因编码也没问题。一个密码子就可以决定一种氨基酸，理论上64种密码子，可以决定64种氨基酸，但在实际中只有20多种氨基酸。原因就在于，多个密码子可以对应同一个氨基酸，还有一些特殊的密码子，代表着编码肽链的“起始”与“终止”指令。其中终止密码子，有3种——不对应任何氨基酸。肽链——是由多个氨基酸相互连接，形成含有多个肽键的一条链状结构。 肽键——是连接两个氨基酸的化学键。那么，20多种氨基酸，其实只需要3种碱基(三进制)和3个碱基位即可，即：3 x 3 x 3 = 27种。但这样，密码子就失去了简并性，这会降低氨基酸对有害突变的“抗性”。密码子的简并性——在分子生物学中，是指同一种氨基酸，具有两个或更多个密码子的现象。因为，密码子中的一位或两位，可以突变成多种可能，但都依然保持密码子对应同一个氨基酸，这样就保证了氨基酸(及上层肽链和蛋白质)功能的稳定性。而更进一步，如果随机突变产生了终止密码子(有3种)，则就会立马终止肽链的合成，这会产生非常严重的功能性错误。那么显然，三进制终止密码子的占比(3/27)，约是四进制占比(3/64)的2.4倍——这个倍数将会在亿万次密码子的编码过程中，形成可观的突变积累效应。由此可见，“四进制”编码并不“简洁”，但正是这个冗余性，可以极大提高基因编码的容错性(即减少有害突变)，进而提高进化的稳定性。 何为“四进制” 综上可见，“四进制”——使用4种碱基(编码)，并不是基因完成信息遗传“任务”的唯一方案，而这个方案在进化过程中，能够胜出的重要原因，主要有两个，即：冗余性与随机性。关于冗余性，其最大的好处就是——容错性，其原理就在于：让错误发生在“冗余”之上，从而就避免了“非冗余”的错误。 那么对于计算机来说，也经常会使用冗余性来增加容错性，甚至对于量子计算机，“冗余校验”更是一个必要的功能步骤——因为量子计算的结果是一个概率，验证概率，就需要用统计数据，其原理就是：利用“冗余”操作的统计结果，来对比判断“非冗余”操作结果的正确性。 当然，进化并不会用“无限冗余”来保证“无限正确”，其原则就是“够用就好”，而如何抵达这个“够用”，这依靠的就是随机性。 关于随机性，其最重要的作用就是——随机试错，自然进化就是在随机试错的过程中，发现了“四进制”这个“够用就好”，接着“四进制”就被选择，成为了基因的编码。 我们可以看到，“四进制”很好的平衡了容错与够用，以让进化中的不利突变，降低到可以保证上层功能的稳定够用，同时编码过程的复杂性与能量消耗，也可以维持在稳定够用的平衡态。 因此，“四进制”其实是随机试错产生的，可以适应环境的概率产物。 那么可以想象，曾经“二进制”或“三进制”的基因编码，可能也是存在的，只是被环境给淘汰了——因为它们无法抵达“够用就好”。 结语 自然选择，适者生存，否则消失——因此，能够适应环境的“玩家”，就是进化过程中留存的“赢家”。但适应环境，并不需要出类拔萃或尽善尽美，而只需要——够用就好，因为随机试错一旦遇到了够用就好，就会停止试错(甚至抑制试错)，并等待着环境变化给予进一步的“指示”，方能继续试错。事实上，够用就好，在此之下的都消亡了，在此之上企图追求完美的，最终也消亡了——因为完美就会缺少冗余，进而缺少容错，最终变得脆弱——而保持够用就好，就能很好的维持适应的平衡点，从而一直好好的存在着。 ​​​​那么进化，在局部来看充满了随机性，但在漫长的时间尺度下，就会呈现出——规律，而在规律视角下，就拥有了方向——随机就变成了迭代。因此，进化在微观局部来看——是随机试错，但在整体宏观来看——就是迭代试错。 三进制计算机，是以三进法数字系统为基础而发展的计算机。三进制逻辑相比较现今的计算机使用二进制数字系统更接近人类大脑的思维方式：二进制计算规则非常简单但并不能完全表达人类想法。在一般情况下，命题不一定为真或假，还可能为未知。在三进制逻辑学中，符号1代表真；符号-1代表假；符号0代表未知。这种逻辑表达方式更符合计算机在人工智能方面的发展趋势。它为计算机的模糊运算和自主学习提供了可能性。

说实话，这个小说我也蛮喜欢的，看多了爽文，偶尔换换脑子也很好，虽然看不懂那些专业名词，但是享受一下这种知识从脑子里流过的感觉也让我很满足。

罕见的不把读者当弱智的，可以让人思考的网文

很喜欢这本书，就算为了作者的专业和硬核，为了生物科学，也不得不喜欢这本书。 很希望作者能继续自己的风格一直写下去。 书一直在书架上，每月月票投满，等下就开自动订阅，然而却感觉自己没办法每天追更读下去，一则是更新太慢；更重要的是，书写的很详尽，各种细节和参考文献让人不自觉的让人感觉书里的情节具备现实可行性，然而书里的情节是一种很糟糕的现实，是人类玩崩了的现实。 一个或者几个天才，莫名其妙就可以决定人类和世界的未来，绝大多数人只能默默承受，甚至是不知道发生了什么。这么操蛋的情节甚至不完全是小说里的妄想，让作为普通人的我很没有安全感，感觉很糟糕。 毁灭和破坏的确比创造与建设来得容易，但还是希望小说里能允诺一个更好的未来，毕竟现实已经够糟糕了。

别被书名和简介给唬住了，这是本纯纯的科幻，科的浓度高。

看了大概1/3，说一下感想，首先，确实是一本科幻文，但怎么说，太过于科了，作为文科生，主角说的大部分的内容我完全无法理解，当然这并不影响对整篇小说情节的把握。我还是能看出来。主角是什么人？干了什么事，接下来要干什么，感觉就像是在高中时期语文题，用多少多少字把一大段话信息总结出来。

见识浅薄，完全个人自嗨之言。 1环境巨变没有气象卫星的国家出门都得看运气，丧失维持统治能力。小国崩坏，大国各有绝招，还必须是资源和高科技制造大国，否则很难同时满足能源和食物需求。像阿三那样的我看够呛，英法也不看好。 2海上航线危险，要么造抗风巨舰，成本太高，要么沿海岸航行，有海盗，时间长。传统海权没落，只有造船强大的国家能成为新海权国家。 3国际金融，美元崩溃。粮食能源硬通货。 4陆权崛起，不过陆路更容易遭抢，武装行商必导致开疆拓土。 5全球变暖，主角的所在基地应该往内陆建。

这书也算是起点上很不错的正经科幻了, 怎么读者这么少的样子

你这个科学性比较强，隔壁智人就是完全放飞自我开始搞巨企征服世界了。

你还是写实体书吧，网文不适合你