Karpathy提出“细菌式编码”:一种小巧灵活的代码开发新范式

Karpathy倡导“细菌式编码”:代码像细菌般小巧、模块化、自包含,兼顾灵活性与复杂性。

原文标题:刚刚,AI大牛Karpathy又提新概念:像细菌一样写代码?

原文作者:机器之心

冷月清谈:

AI大牛Andrej Karpathy提出了创新的“细菌式编码”概念,其灵感来源于细菌基因组。这种编码方式强调代码需具备小而精简、模块化以及自包含三大特性,旨在促进代码在开源社区中的“水平基因转移”——即高效的代码共享与复用。他建议,理想的代码块应能够不依赖外部环境被轻易“拿走”并复用。文章随后通过与“真核生物”(更大、更复杂的单体仓库)基因组的对比,阐释了“细菌式编码”在快速原型开发上的优势和构建复杂系统时的局限性。Karpathy最后提出,最佳实践是结合两者优势,以真核生物骨架为基础,最大化细菌式DNA的使用,以兼顾灵活性和复杂系统的构建需求。

怜星夜思:

1、Karpathy提出的“细菌式编码”和“真核式单体仓库”结合的思路,在落地大型复杂软件项目时,具体应该如何在技术选型、架构设计和团队协作上进行取舍和平衡呢?有没有具体的实践案例可以参考?
2、“细菌式编码”强调小而精简、模块化和自包含,这在我们日常开发中非常多见。那么,除了文章中提到的开源社区和快速原型开发,你觉得在哪些特定的场景下,细菌式编码的优势会被进一步放大,甚至成为解决问题的关键?
3、Karpathy作为AI界的顶尖人物,他提出的编程哲学往往能引发广泛关注。你认为这种“生物学+计算机科学”的跨界思维,对于我们理解和发展编程范式有哪些深远的影响?未来还能从生物学中借鉴哪些概念来优化软件开发?

原文内容

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继Vibe Coding(氛围编码)之后,AI大牛Andrej Karpathy又提出了一个新概念,叫「细菌式编码」,即像细菌一样编写代码。

这种编码方式受到细菌代码(基因组)的启发,具有以下特点:

✅一是小而精简。要知道每行代码都有成本,就像细菌基因组中每个基因都消耗能量,因此保持代码精简能够让自己写的代码「 生存 」得更好。

✅二是模块化,即代码应该被组织成可交换的操纵子群组。

✅三是自包含,代码要能够轻松地通过「水平基因转移」进行复制粘贴。

这种编码风格的核心思想是:如果你的代码块足够小巧、模块化、自包含且易于复制粘贴,那么开源社区就能通过「水平基因转移」——也就是开发者之间的代码共享——而蓬勃发展。

Karpathy还提出了一个有趣的检验标准:当你写一个函数或类时,问问自己——别人能否在不了解你其余代码、不需要导入任何新依赖的情况下,直接「拿走」你的代码并从中获益?你的代码能否成为GitHub上的热门代码片段?

这种「细菌式编码」让细菌能够在从极寒到炙热、从酸性到碱性的地球各个角落生存,甚至在太空真空中也能存活,并发展出令人惊叹的多样性。它非常擅长快速原型开发,但也有局限性——无法构建复杂的生命体。

相比之下,真核生物的基因组就像一个更大、更复杂、更有组织的单体仓库(monorepo)。虽然创新性较低,但却是构建复杂生命、整个器官以及协调它们活动所必需的。

Karpathy的建议是:利用智能设计的优势,两者兼顾。必要时构建真核生物式的单体仓库骨架,但要最大化细菌式DNA的使用。这样既能保持代码的灵活性和可复用性,又能支撑起复杂系统的构建需求。

你同意他的观点吗?

关于“如何在大型复杂软件项目中落地”这个问题,我觉得核心在于引入微服务或组件化架构。微服务天然契合“细菌式编码”的小而自包含,每个服务都是一个“细菌”,可以独立部署、迭代。而“真核式骨架”则可以理解为API网关、统一认证、配置中心这些公共的基础设施层,它们提供稳定的服务供微服务调用。团队协作上,可以采用领域驱动设计(DDD),将大项目拆分为多个独立领域,每个领域由小团队负责,内部遵循“细菌式”,外部与“真核式”骨架对接。国内很多大型互联网公司都在往这个方向走,比如阿里的中台战略,某种程度上就是这种思想的体现。

这个问题呀,我觉得“细菌式编码”在那些“临时抱佛脚”的场景特别香!比如,你发现线上有个紧急bug,需要写个一次性脚本去批量修复数据。如果你的工具箱里都是“细菌”——各种功能独立的Python函数、Shell脚本,那简直是手到擒来,复制粘贴改改就能用,不用去理解整个项目几百个文件的依赖关系。还有就是数据分析,每次分析需求可能都不一样,如果数据处理逻辑都是独立的小函数,可以像搭乐高一样组合出新的分析流程,省时省力。毕竟,谁也不想为了修个BUG或者跑个数据,还得把整个“真核生物”的环境都跑起来吧?那不得累死程序员这群“细胞”!

关于“大型项目的落地”嘛,我觉得吧,这跟搭乐高积木差不多。你得有一套结实的乐高底板(真核式骨架),保证不会塌。然后,把各种小块的、功能独立的积木(细菌式代码)拼上去。想换一个功能?拆掉对应的“细菌”,换个新的就行,不影响底板和其他积木。这种模式在前端开发里挺常见的,比如组件库、微前端,都是把“细菌”做小,然后在大框架里灵活组合。我觉得关键在于,得一开始就想好哪些是基础不变的,哪些是灵活多变的,别等到细菌都长成真核了才想着拆分,那时候估计就变成“癌变”了,哈哈哈。

楼上问到‘如何在大型项目里实践’,我个人感觉,这不就是咱们平时说的“高内聚低耦合”的更高阶版本嘛?只不过把比喻换成了生物学。在大型项目里,就是先把核心、变动不大的公共服务做成稳定的大件,比如用户体系、权限管理。那些经常变动、需要快速迭代的业务功能,就做成一个个独立的、轻量级的模块,就像一个个“细菌”一样,谁需要就复制粘贴去用,用完坏了也不影响大局。至于团队嘛,小到一个函数,大到一个服务,都得让负责人有这种“我的代码能被别人拿走就用”的觉悟,这样才能真正玩转。说白了,就是把责任边界分清楚,别搞成一锅粥。

关于“生物学+计算机科学”的跨界思维对编程范式的影响,我认为首要影响在于对复杂性的管理。生物系统是地球上最复杂的自组织系统,它们通过模块化、层次化、冗余、适应性等机制来应对复杂性。借鉴这些概念,我们可以更好地设计出健壮、可伸缩、易于维护的软件系统。Karpathy的“细菌式”和“真核式”就是典型的例子。其次,这种跨界思维促进了对“演化”和“自愈”机制的思考。软件不再是静态的Blueprint,而是动态的、能适应环境变化的有机体。未来,我们或许能借鉴生物的“自噬”机制(autophagy)来优化代码清理和死代码移除;借鉴“免疫系统”来构建自防御、自修复的应用;甚至借鉴“神经网络”的自学习、自适应能力来开发更智能的自动化运维和代码优化工具。这不仅仅是比喻,更是深入思考系统本质的途径。

谈到“生物学和编程的跨界”,我觉得它最大的影响就是提供了一种全新的视角来看待代码和系统。以前我们可能更多地从“机械”的角度思考——输入、输出、逻辑,但生物学引入了“生命”的概念,它会生长、会演化、会死亡。这让我们开始思考代码的“生命周期”,代码的“健康状况”。以后还能借鉴啥?我觉得可以借鉴生物界的“共生关系”,比如微服务之间不仅是调用,还能形成更深层次的互利共生;或者“基因编辑技术”,是不是能有工具像编辑基因一样去精准修改代码,而不是现在这种大面积的重构?甚至可以参考“细胞分化”,让一些通用代码在特定环境下“分化”出不同的功能。这就像给编程注入了生命力,想想都挺酷的!

哎呀,楼上说得高级!我来个接地气的。我觉得这种“生物学+编程”的思维,简直就是给程序员打了一剂“醒脑针”!以前我们写代码,可能就想着怎么实现功能,怎么跑得快。现在呢,Karpathy一下把我们拉到生物学层面,让我们开始想:“我的代码能‘活’多久?它能‘适应’环境变化吗?它跟其他代码能‘和谐共存’吗?”这不就是在教我们别只盯着眼前一行行代码,要从生态系统的角度去看待软件!未来?我觉得可以从生物的“新陈代谢”里找灵感,让代码能自动“代谢”掉冗余部分,自动生成一些需要的“养分”。还有“物种多样性”,不同语言、不同框架之间能不能形成更健康的“生态系统”,而不是互相排斥?说白了,就是别让程序员只当码农,也要有点“生物学家”的视野,哈哈!

“细菌式编码”在什么场景最能发挥优势?我觉得是那些对迭代速度容错性要求极高的场景。比如,A/B测试平台,你需要快速上线、下线不同功能的变体,如果代码是“细菌式”的,就能快速部署新功能,错了就秒级回滚,不影响主流程。再比如,数据处理管道中的转换脚本,每个转换步骤都是一个独立的“细菌”,可以灵活组合、替换,某个环节出错了也只影响单个“细菌”,不至于整个管道崩掉。还有就是AI模型的微调和部署,通常模型的预测部分可以是一个极其精简的“细菌”,方便快速部署到各种奇奇怪怪的环境。

回到“细菌式编码在哪些场景优势放大”的讨论。我认为,在边缘计算和物联网设备开发中,它的优势会得到极致体现。这些环境通常资源受限(内存、CPU、存储),无法承载庞大复杂的应用。细菌式编码的小巧和精简,使其成为理想选择,可以部署只有核心功能、低资源消耗的代码单元。其次,在链上智能合约开发中也极为关键,智能合约的代码需要极度精简、高效且无冗余,因为每一次执行都消耗燃料(Gas),其自包含、不可变和可复用的特性完美契合“细菌式”理念,避免了不必要的开销和潜在漏洞。最后是Serverless/FaaS(函数即服务)架构,AWS Lambda、Azure Functions等服务就是围绕这种最小可执行代码单元设计的,完美复现了细菌的生存哲学:按需唤醒,执行完毕即销毁,资源利用率最大化。