约翰·亨利·霍兰德(John Henry Holland,1929.2.2-)复杂理论和非线性
科学的先驱,
遗传算法之父,又译“约翰·霍尔兰” 。
约翰·霍兰德1929年生于印第安娜,在
俄亥俄州西部长大。小的时候,约翰就对表现出了强烈的求知欲。他的数学和物理都非常好。高三那一年,在全州的数理考试中,他以仅比第一名低两分的成绩获得第三名,并赢得了进入
麻省理工学院学习的全额奖学金。从那时起,他就开始了用计算机来模拟自然界生物进化的探索。“这种研究花了他二十年的时间才取得成果,也让人们二十多年以后才开始认识到其重要性”霍兰德的第一个博士学位是计算机科学。他十分着迷于基于程序的人工智能神经网络(以
神经元细胞构成网络,借以产生记忆和复杂的行为的想法),因为这种方法和他人造生命智能的思路不谋而合。
就像霍兰德所看到的,生物和计算科学有着紧密地联系。机器可以像动物一样被训练去适应周围的环境。自底向上,“从虚拟的随机状态开始,把自然特性编写到程序中。”一本名为“自然选择的遗传原理”的书改变了霍兰德的生活。在这本书中,进化被视为是引擎的自我适应。“进化就像学习适应环境的一种方式。进化是次代叠加的,而不是只发生在某一生命周期里。”霍兰德认为如果这个原理存在于有机体中,那么也有可能存在于计算机程序中。这就是他所提出的遗传算法。“遗传算法是基于达尔文物种选择理论的问题分析方法。它开始于一定数量的初始点,每一个节点具有随机生成的特征,用一些方法来评估哪些节点的成功率高。成功的节点被合并来生成孩子,孩子因而具有双亲的特征。”这是霍兰德算法高明的一步。“遗传算法在两方面取得了突破:一是它利用进化论的思想来提供强有力的方法去进行
计算机函数优化,二是它提供了研究进化论的空间和研究自然现象的独特方法。”
从遗传算法发展出霍兰德的模式定理. 霍兰德发现可以在单个基因应用菲舍原理。
霍兰德被邀请作为圣菲学院的外部教师,这个学院没有全职工作的本部教师。学院就像一个复杂的思想库。“圣菲学院成立于1984年,是一个私立、非营利、多学科的教育与科研机构,致力于创建一种新的科研社区,探索新兴课题。”在这些方面,霍兰德做出的一些最重要的成就。
《自然系统和人工系统中的适应》Adaptation in Natural and Artificial Systems (1975,1992)(遗传算法开山之作)