Vajon mi történik, ha egy biológus úgy dönt, hogy saját magát reprodukáló számítógépes programok kis világát teremti meg, hogy vizsgálhassa az evolúciót?
Az evolúciós folyamat modellezéséhez szándékosan el kellett rontani néhány bitet a modellbe betáplált "kód-organizmusokban". A tökéletesen működő számítógép belsejében egyfajta virtuális gépet hozott létre, amelyik kevésbé tökéletesen működik, mondjuk minden ötszázadik bitet hibásan másol át. Ezzel a másolási hibák gyakorisága szabályozott volt. Így alkotta meg Thomas Ray a "mesterséges Föld" absztrakt modelljét. Erre utalva a spanyol TIERRA nevet kapta, ami Földet jelent.
A TIERRA környezetben egy egység 5 bitből áll. Ezzel 32 utasítás volt kódolható. Ray kidolgozta, hogy milyen utasításkészlet alkossa a TIERRA programozási nyelvét. Úgy válogatta össze a 32 utasítást, hogy olyan programot lehessen írni, amik a TIERRA memóriájában létrehozzák önmaguk egy (a már említett random hibákkal létrejövő) másolatát.
Matematikusok később bebizonyították, hogy ez a szélsőségesen lecsupaszított számítógép is valójában éppen olyan univerzális, mint Neumann számítógépe volt. (Neumann megmutatta, hogy az univerzális számítógép képes önmagukat fizikailag reprodukáló robotok készítésére.) Ha megépítenénk valódi gépnek, azon is lehetne futtatni szövegszerkesztő-, játék- vagy böngészőprogramokat is. Ez fontos tény: nem lehet ugyanis azt állítani, hogy a TIERRA csak szimuláció, aminek alig van köze a valódi folyamatokhoz.
A TIERRA környezetben lényegét tekintve számítógépes vírusokhoz hasonló programok futottak. Egymással versenyeztek a processzor erőforrásaiért és a rendelkezésre álló memóriaterületért, amelyek az energia és az életterület absztrakt analógiájának tekinthetők. Ebben a környezetben az a program, amelyik kevesebb helyet foglal el, könnyen talál az utódjának helyet. Az amelyik gyorsabban, kevesebb processzorművelet felhasználásával szaporodik, szintén előnybe kerülhet.
A TIERRA környezet a benne futó konkrét programoktól függetlenül gondoskodik a másolási hibákról, illetve az idős, valamint a rendszert gyakran lefagyasztó programok elpusztításáról. (Találó neve ezen alrésznek a Reaper [Kaszás] volt. )
"Lehet zöld az ég, és lehet kék a fű..."
Amikor a környezet elkészült, Thomas Ray legjobb tudása szerint írt egy programot, amely képes volt elkészíteni önmaga másolatát. A legrövidebb ilyen program, amit el tudott képzelni, 80 utasításból állt. 1990. január 3-án sikerült először lefuttatnia ezt a programot a frissen elkészült TIERRA virtuális gépen, és mint írja, "ezzel elszabadult a pokol. [...] Kutatási programom egyszerre csak gyökeresen átalakult. Eddig egy rendszer tervezése volt a feladatok, innentől pedig csak a megfigyelés. Újra a dzsungelben voltam, hogy leírjak egy idegen világot, amelynek fizikája és kémiája teljesen másmilyen volt, mint az élet azon formáié, amelyeket ismertem és szerettem. Mégis, az élet olyan formái és folyamatai jelentek meg, amelyek egy gyakorlott természetkutató szemével valahogy nagyon is jól azonosíthatók voltak."
A gyakorlott természetkutató (és a hírszerzési dolgozó is) tudja, hogy amikor így ül megfigyelőhelyén, sokáig nem történik semmi érdekes. De figyelme nem lankadhat, bármikor történhet valami fontos dolog. Ray nem akart hinni a szemének, amikor egy 79 utasításból álló lényt látott, amely valamivel gyorsabban szaporodott, mint az ő 80-as utasítássorozata. Hosszabb programok is megjelentek, de azok idővel kihaltak. Egyszer csak megjelent egy 45 utasításból álló program, ami a vizsgálatok alapján egy valódi parazitának bizonyult: egy másik program kódjának részletét is felhasználta szaporodásához: megkereste az egyik 80-as kódját a memóriában, rákapcsolódott egy alkalmas ponton, és így magát a másolást (mint szaporodást) már ezzel végeztette el.
Számomra itt válik még érdekesebbé a történet. Egyes programok immunitást fejlesztettek ki az őket gyötrő parazita ellen, például a 79-es immunissá vált a 45-ös parazita egy változatára. Ám ekkor megjelent egy 51 soros, ami ezt a védelmet fel tudta törni. Még az altruizmus különböző formái is megjelentek, és hosszabb időn át fenn is maradtak. Előfordult, hogy egy parazita fejlesztett ki védelmet a "gazdaszervezete" számára, és ezzel annak ellenére jól járt, hogy maga egy kicsit hosszabbá vált.
Így történt, hogy Thomas Raynek soha többé nem kellett önreprodukáló programot írni. Gyártott neki rengeteget a TIERRÁ-ban zajló evolúció. Ezzel zárta ki azt a korlátozó tényezőt, ami az evolúció kutatásában állt a tudósok előtt: hogy csak egy van belőle, és azt is csak kis részletekben, régészeti leletekből vizsgálhatjuk. A TIERRA sokszori újraindítása során mindig más-más ökoszisztéma alakult ki, másfajta élőlényekkel és ezek legkülönbözőbb fajta összefonódásával. Néha még az ivaros szaporodás valamiféle formája is kifejlődött: egy programpár először is megkereste egymást a szaporodáshoz, ezek után mindkettő a TIERRA memóriájának ugyanarra a részére kezdte másolni önmagát, és így az utód által elfoglalt memóriaterület egy részére az egyik, a többi részére pedig a másik program kódrészlete került.
A TIERRÁ-nak sikerült elképesztenie Rayt, mint biológust és mint programozót. Egyszer váratlanul megjelent egy 22 utasításból álló program, amely teljesen egyedül is képes volt szaporodni. Nem volt sem parazita, sem másképpen nem függött más programoktól. Joggal döbbentette meg a program hatékonysága: negyed annyi utasítás is elég volt a kitűzött célhoz. Az evolúció minden megjelenési formájában csodákra képes.
