本节书摘来异步社区《Java遗传算法编程》一书中的第1章，第1.5节，作者： 【英】Lee Jacobson（雅各布森） , 【美】Burak Kanber（坎贝尔），更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
生物通过自然选择的过程进化，这首先由达尔文（1859）在他的著作《物种起源》中提出。正是他的生物进化的概念，启发了早期的计算机科学家，转而用生物进化作为其优化技术的模型，并在进化计算的算法中实现。
因为在遗传算法中使用的许多思想和概念直接来自生物进化，对该主题有基本的了解，有利于深入了解这个领域。既然这样，在开始探索遗传算法之前，让我们先浏览一下生物进化的（有点简化）基础知识。
所有的生物都含有DNA，它编码了构成生物体的所有不同性状。DNA可以看成是生命的“说明书”，以便从头开始创建生物体。改变生物体的DNA会改变其性状，诸如眼睛和头发的颜色。DNA由单个基因组成，这些基因负责编码生物体的具体性状。
生物体的基因被分组放在染色体中，一套完整的染色体组成一个生物体的基因组。所有生物体至少具有一条染色体，但通常含有更多，例如人类有46条染色体，有些物种有超过1000条染色体。在遗传算法，我们通常将染色体称为候选解。这是因为遗传算法通常使用一条染色体来编码候选解。
对于特定性状的各种可能设置被称为“等位基因”，性状编码在染色体中的位置被称为“基因座”。我们将特定的基因组称为“基因型”，该基因型编码的物理生物体被称为“表现型”。
两个生物体交配时，来自两个生物体的DNA被带到一起，它们结合的方式导致产生的生物体（通常被称为的后代）从第一个亲代得到50%的DNA，并从第二个亲代得到另外50%的DNA。来自生物体DNA的基因偶尔会发生变异，为它提供双亲所没有的DNA。通过为种群增加以前没有的基因，这些变异为种群提供了遗传多样性。种群中的所有可能的遗传信息被称为种群的“基因库”。
如果产生的生物体对环境适应得足够好，能够生存，它自己很可能交配，让它的DNA继续留在未来种群中。然而，如果产生的生物体对环境适应得不够好，不能生存并最终交配，它的遗传物质将不会传播到未来种群中。这就是为什么进化偶尔被称为适者生存，因为只有适者才能达到个体生存并传递它们的DNA。正是这种选择性的压力，慢慢将进化导向发现越来越适应、越来越好的个体。
生物进化的一个实例为了阐明这个过程如何逐渐导致进化出越来越适应的个体，请考虑下面的例子。
在一个遥远的星球上，存在一个物种，它的形状是白方块。
白方块的物种已经和平生活了几千年，直到最近，一个新的物种赶到，即黑圆圈。
黑圆圈物种是食肉动物，并开始以白方块种群为食。
白方块没有任何办法来保护自己并抵抗黑圆圈。直到有一天，一个幸存的白方块随机变异，从一个白方块变成一个黑方块。黑圆圈不再以新的黑方块为食，因为它的颜色和自己一样。
一些幸存的方块种群交配，造就了新一代方块。这些新方块继承了黑方块的颜色基因。
然而，白方块继续被吃掉......
最后，由于黑方块的进化优势，看起来类似黑圆圈，他们不再被吃了。现在，只剩下黑方块了。
黑方块不再畏惧黑圆圈，它们再一次自由地生活在和平之中。
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