Functions in Biological and Artificial Worlds pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:The MIT Press

作者:Ulrich Krohs

出品人:

页数:312

译者:

出版时间:2009-3

价格:USD 50.00

装帧:

isbn号码:9780262113212

丛书系列:Vienna Series in Theoretical Biology

图书标签:

生物功能
人工生命
复杂系统
计算生物学
自组织
非线性动力学
信息理论
模式形成
进化计算
生物启发算法

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具体描述

The notion of function is an integral part of thinking in both biology and technology. Biological organisms and technical artifacts are both ascribed functionality; yet the concept of function is notoriously obscure (with problematic issues regarding the normative and the descriptive nature of functions, for example) and demands philosophical clarification. So too the relationship between biological organisms and technical artifacts: although entities of one kind are often described in terms of the other—as in the machine analogy for biological organism or the evolutionary account of technological development—the parallels between the two break down at certain points. This volume takes on both issues and examines the relationship between organisms and artifacts from the perspective of functionality.

Believing that the concept of function is the root of an accurate understanding of biological organisms, technical artifacts, and the relation between the two, the contributors take an integrative approach, offering philosophical analyses that embrace both biological and technical fields of function ascription. They aim at a better understanding not only of the concept of function but also of the similarities and differences between organisms and artifacts as they relate to functionality. Their ontological, epistemological, and phenomenological comparisons will clarify problems that are central to the philosophies of both biology and technology.

《涌动与塑形：生命与智能的边界探索》在宇宙的宏大画卷中，生命与智能如同两道最为耀眼的光芒，各自以其独特的方式在时间和空间中延展。生命，从最微小的单细胞到最复杂的生物体，涌动着不息的能量，遵循着一套精妙的演化法则，不断适应、繁衍、创新。而智能，无论是在人类大脑的神经元交织中，还是在算法的逻辑推演里，都展现出一种超越机械重复的洞察、学习与创造的能力。它们看似遥远，实则在无数层面有着令人着迷的交集与共鸣。本书《涌动与塑形：生命与智能的边界探索》并非一本教科书，也非某个单一学科的严谨论著。它是一次跨越界限的审视，一次深入生命本质与智能奥秘的旅程。我们将在这里探讨生命系统如何在动态环境中涌动，它们如何通过信息传递、能量转化、物质循环来维持自身的生存与演化，以及这些“涌动”的底层机制与普适性原理。同时，我们也将审视智能的“塑形”过程，无论是生物体通过感官与环境互动所形成的神经连接，还是人工智能通过数据学习与模型构建所展现出的认知能力。在第一部分，“生命之涌动：从细胞到生态”，我们将从微观视角切入，解构生命体的基本单元——细胞。细胞如何通过精密的生化反应网络，感知外界信号，调控自身活动，实现能量的输入与输出？我们将触及膜蛋白的功能，酶的催化作用，以及DNA的遗传密码如何编码着生命的蓝图。进而，我们将视角放宽，审视细胞如何组织成更复杂的结构，如组织、器官，乃至整个生物体。在这里，我们将探讨发育生物学中的分化与形态发生，以及个体如何通过生理调节来维持内稳态，对抗熵增的挑战。随后，我们将目光投向更广阔的生命图景：生态系统。生态系统并非静止的画框，而是由无数生命体及其与环境之间复杂互动所构成的动态网络。物种间的捕食、竞争、共生关系，能量如何在食物链中传递，物质如何在生物圈与非生物圈之间循环，这些都是生命“涌动”的宏观体现。我们将探讨进化论的力量，自然选择如何在亿万年的时间里“塑形”生命，塑造出适应不同环境的奇妙形态与生存策略。从基因突变到物种形成，从适应辐射到大灭绝，生命的“涌动”无时无刻不在谱写着进化的史诗。本书的第二部分，“智能之塑形：感知、学习与决策”，将聚焦于智能这一更为抽象却又无比强大的现象。智能并非凭空而生，它根植于信息的处理与加工。我们将首先深入生物体的感知系统。眼睛如何捕捉光信号，耳朵如何感知声波，皮肤如何感受触觉，嗅觉与味觉如何辨识化学物质？我们将探究这些感官器官的精巧设计，以及它们如何将外界信息转化为神经信号，传递给大脑。神经系统，这个由数十亿个神经元组成的庞大网络，是如何实现信息整合、模式识别与复杂计算的？我们将简要介绍神经科学中的一些基本概念，如突触传递、神经网络的可塑性，以及大脑不同区域的功能分工。接着，我们将转向智能的另一核心要素：学习。无论是婴儿通过模仿学习走路，还是科学家通过实验总结规律，学习都是智能个体适应环境、提升自身能力的关键。我们将探讨生物学习的不同模式，从条件反射到操作性条件作用，从潜伏学习到顿悟学习。这些学习过程背后，大脑是如何改变自身的结构与功能的？我们将审视神经科学中关于学习记忆的机制，如长时程增强（LTP）与长时程抑制（LTD），以及它们在塑造大脑神经网络中的作用。与此同时，我们也将目光投向人造智能。人工智能的发展，特别是机器学习的突破，正在以惊人的速度模拟甚至超越人类的某些智能表现。我们将探讨机器学习的基本范式，如监督学习、无监督学习和强化学习。我们将审视神经网络在图像识别、自然语言处理、游戏对弈等领域的惊人成就，以及深度学习模型是如何通过层层抽象，从海量数据中“塑形”出强大的模式识别与预测能力的。人工智能的“塑形”过程，同样是对数据和算法之间关系的深刻探索。在第三部分，“边界的对话：生命与智能的交织与启示”，我们将尝试将前两部分的探索进行连接与碰撞。生命系统与智能系统之间，是否存在共通的底层原理？例如，生命体的信息传递与自组织能力，在某种程度上是否可以被看作是“涌动”的智能？而智能系统，尤其是那些受到生物启发的算法，又如何在“塑形”过程中借鉴生命演化的智慧？我们将探讨“涌动”与“塑形”在生命与智能中的辩证关系。生命通过“涌动”来应对不确定性，不断产生新的可能性；智能则通过“塑形”来抓住这些可能性，并将其转化为有序的认知与行动。生命演化是一个自然选择的“塑形”过程，它塑造出适应环境的生命形态；而智能的学习与发展，也是一种主动的“塑形”过程，它使个体能够更好地理解和改变世界。此外，本书还将触及一些更为前沿的思考。例如，生命的“涌动”是否为智能的诞生提供了基础？某些低等生命体是否也展现出某种程度的“智能”？反之，人工智能的“塑形”是否能为我们理解生命系统的复杂性提供新的视角？我们将探讨“涌动”的随机性与“塑形”的必然性如何共同作用，驱动着生命与智能的不断发展。本书的目标是启发读者思考生命与智能的本质，以及它们之间错综复杂的关系。我们并非要为生命或智能下定论，而是希望通过这次跨界探索，激发出更多的疑问与好奇。生命“涌动”的活力，与智能“塑形”的智慧，共同构成了宇宙中最迷人的现象。本书希望成为一座桥梁，连接这两个看似独立的领域，引导读者在生命的奔流与智能的智慧中，找到新的理解与启示。这趟旅程，将带领我们穿越细胞的微观世界，抵达生态的宏大图景，再深入神经元的奥秘，最终触及人工智能的未来，去感受那股永恒的“涌动”与不断被“塑形”的奇妙力量。

作者简介

Ulrich Krohs teaches philosophy at the University of Hamburg and is a member at the Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research in Altenberg, Austria.

Peter Kroes is Professor in the Philosophy of Technology, Delft University of Technology, the Netherlands.