自繁殖系統

自繁殖系統是具有自我複製能力的系統。

即指生態學中舊結構互解時形成的一種特殊系統，又指計算機科學中與生物過程無關情況下的自繁殖機理的邏輯抽象。

基本介紹

• 中文名：自繁殖系統
• 外文名：self-reproduction system

計算機學含義

自繁殖系統最早由美籍匈牙利數學家馮 ·諾伊曼(von Neumann, J.)於1948年提出.為了構造出能夠解決非常複雜問題的機器，馮·諾依曼構想模仿人腦的行為。他認為像大腦這樣複雜的機器亦應包含自控制和自維護機制，他的思路是要排除處理數據和處理機之間存在的差異，認為它們處在同樣的基礎上，這引導他構想一種可以超出現有素材，構造自身的機器。

他提出的第一個自繁殖機是由二維方形格線組成的，是由數千個基本元胞構成的自繁殖系統，每個元胞有多達29個可能狀態，演化規則依賴與每個元胞的狀態及其最靠近的4個位於東、西、南、北方向的鄰居的狀態，由於其複雜性，只在計算機上部分實現了馮諾依曼規則。

馮諾依曼發現了元細胞本身藉助於一定訣竅產生新的完全相同個體的離散結構，儘管這一結果連原始的生命形式也算不上，通常以為機器只能構造出比自身簡單的客體，而採用自複製元胞自動機，卻可以獲得一種能產生新的、具有同樣複雜性和功能的“機器”，即人造智慧型的初級階段。

生態學含義

在生態學中系統演化的過程中，自繁殖系統是舊結構互解時形成的一種特殊系統。它標誌著系統原有穩態結構迅速打破，發生崩潰，造成系統舊穩定結構急驟互解，系統以暴風驟雨般的氣勢向新的穩定結構過渡。

形成條件

自繁殖系統的形成許多是由於負反饋控制 機制的破壞引起的。

在自然界，某一種群與它的天敵種群往往形成互為因果的維持該種群數量平衡的負反饋機制，從而使得該種群的自繁殖現象被有效的控制著，一旦該反饋機制被破壞，自繁殖現象就會發生，自繁殖系統就會開始形成。

任何自繁殖過程往往都有一個臨界值，當系統變數大於這一臨界值的時候，自繁殖現象就發生了。一般而言，這個臨界值取決於系統結構的穩定程度，系統越穩定，抗干擾能力越強，相應的臨界值就會越大。