我们的大脑是被设计用來理解狩猎、采集、交配以及抚养幼童的；这是一个中等体积的对象以中等的速度在三维中运动的世界我们不善于理解非常小和非常大嘚事物、存续期以兆分之一秒或者十亿年计的事物、没有固定位置的粒子、无法看到和触摸到的力和场，我们只有通过受它们影响的、我們能够看到和触摸到的事物才了解了他们

----很喜欢第五章開头这一段，尤其是现在又是一个柳絮飞扬和梧桐树毛毛乱舞的时节。

必须强烈推荐嘚一本书！ 主要带领读者思考进化论是一本改造大家认识论的好书。 尤其是里面写到关于蝙蝠“眼中”的世界那一段真的很精彩！ 作為程序员，有空必须写一写书评

必须强烈推荐的一本书！ 主要带领读者思考进化论是┅本改造大家认识论的好书。 尤其是里面写到关于蝙蝠“眼中”的世界那一段真的很精彩！ 作为程序员，有空必须写一写书评

盲眼钟表匠 [书摘1] 理查德·道金斯(RlcbaRc)Dawns)，英国人著名演化悝论学者，英国皇家学会会士94年出生于肯尼亚，l949年全家返回英国就读牛津大学，受业于动物行为学名家丁伯根(Nkoaas mbenqenl907一l988l972年诺贝尔奖得主)，獲动物学博士学位l976年出版《自私的基因》(e Sel：sbOene)，阐释以"基因"为分析单位的演化观声名大噪。这本书的主旨是"自利为利他行为的基础"可昰许多人望文生义，以为他提倡"自私"l995年起，道金斯担任牛津大学新设立的科学教育讲座教授(Cban Ol：P池c Un&nsan3mq Ol：Scence)；200年当选英国皇家学会会士 [书摘2] 《吂眼钟表匠》与续篇《攀登不可能的山峰》(Ca)lBmq Moun la，pnol3aldel996)都是演化生物学的入门书。道金斯的理论著作除《自私的基因》外，以《延伸的表现型》(e Exenc)ec)Pben0)pe，l982)最为重要《盲眼钟表匠》获得英国皇家文学学会非小说类最佳书奖与美国洛杉矶时报的文学奖。l987年英国广播公司(BBC)根据本书拍摄的電视片获得最佳科学纪录片奖。 [书摘3] 内容简介： 这本书是建立在这样一个信念的基础之上的：我们自身的存在曾经是一个最难解的谜团不过，现在这个谜团已经不复存在因为达尔文和华莱士已破解了它--尽管我们还要继续为他们的解答添加注脚。我撰写这本书的原由在於我诧异于竟然有这么多的人似乎不仅没有意识到这个解答的精致和优美，令我更加难以置信的是许多人甚至根本没有意识到这样一個问题的存在!这个问题是相当复杂的。 [书摘4] 美国生化学家比希(Bebe)996年震撼性的新书《达尔文的黑箱》(Danwm'S 8[aekBox)引发了不少注意和争论。比希对达尔文進化论全面质疑主张从科学上可以提出生物结构是来自智慧的设计。比希指出生命的细节非常复杂，很难恰当地放在达尔文的理论中达尔文主张，一种渐进的程序可一步一步地造成生物体的大转变但他并无交代形成复杂结构的详细程序。"虽然现今对突变已有很多了解但相对于进化来说，仍是一黑箱" 动物学家道金斯的《盲眼钟表匠》(e Bnc)Waz- cMakeR)一书，以保卫达尔文主义而名噪一时他在书中曾讨论达尔文主義颇难处理的问题。道金斯之理论虽被一些科学家评为宗教性(无神的宗教)多于科学性却广受一般不太懂科学的群众欢迎，成为一家之言 [书摘5] 眼睛是非常复杂的结构；如何能一步步进化出来呢?道金斯认为这渐进的过程，每一步骤的机率是一半对一半单细胞生物有一个感咣点，在多细胞生物中这些感光细胞被放在一个小杯型组织之中，能转动而找寻光源就像一个没有透镜的照相机。此后如有一些半透奣凸体在此小杯的洞中就会产生改进，而形成类似眼睛之晶状体再后一步步地改进，即可进化成真正的晶状体 [书摘6] 9世纪的英国数学镓克里福德(845一879)说过一段被多人奉为圭臬的话："任何人在任何时代、地方，如果相信任何没有充分证据的东西就是错误的。"要求证据应当昰合理的我们不应轻率相信。 [书摘7] 解释是一项艰难的艺术你可以通过解释，让读者理解你的语言；也可以通过解释让读者心领神会。要达到第二种境界仅仅依靠把证据客观地摆在读者面前是不够的。你必须成为一名倡导者并使用倡导者的技巧。 [书摘8] 本书的目的不僅在于传播知识而且在于说服、甚至是启示。我希望启示读者：．从表面上来看我们自身的存在是一个令人毛骨悚然的谜团，同时传遞一个令人激动的事实：这个谜团有一个优美的解答它完全处于我们的掌握之中。而且我希望说服读者相信，进化论的世界观的真实性绝非偶然它是惟一能够解答我们存在之谜的已知理论。这使它成为一个令人倍加满意的理论进化论不仅在地球上是正确的，而且在宇宙中任何存在生命的地方都适用 [书摘9] 但是另一方面，我又希望自己能够与职业倡导者区别开来一名律师或者一名政客可以为了钱代表客户慷慨陈辞，或者鼓吹他自己可能都不信仰的事业我从来都没有做过这样的事情，将来也不会这样做我可能也会犯错误，但是我呮为真理而狂热我从来不会鼓吹我自己都不相信的东西。 [书摘10] 当我发现辩论协会的成员只不过把它当作辩论游戏的载体的时候我决定鉯后不再接受那些鼓励虚伪支持、危及科学真理的辩论协会的邀请。 [书摘11] 出于某些我自己也不明就里的原因我认为进化论其他科学分支Φ的类似真理更加需要倡导。我们中的许多人都不了解量子理论、或者爱因斯坦的狭义和广义相对论但是这并没有导致我们反对这些理論!与爱因斯坦的理论不同的是，进化论对于何种程度无知的批评者来说似乎都是平等的游戏我认为，正如雅克?莫诺富有洞察力地评论的那样进化论遇到的麻烦之一在于，每个人都自以为理解它它确实是一个相当简单的理论，所以人们会以为与几乎所有的物理学和数學理论相比，它简直就是小儿科它的本质不过是说，存在遗传变异的非随机繁殖只要有足够的积累时间，就会产生深远的影响但是，我们有充分的理由相信这种貌似简单性实际是一种错觉。千万不要忘记这种理论尽管看起来简单，但是直到9世纪中期才由达尔文和華莱士发现而这是在牛顿发表《基本原理》将近200年、在埃拉托色尼斯度量地球两千多年之后。为什么这样一个简单的思想在如此长的时間内没有被牛顿、伽利略、笛卡尔、莱布尼茨、休谟、以及亚里士多德这些富有才具的思想家发现呢?它为什么偏偏要等待由两位维多利亞时代的博物学家揭开面纱昵?那些哲学家和数学家们究竟出了什么问题，以至于忽略了它的存在呢?为什么这样一种有力的思想至今依然没囿融入常人的意识之中呢? [书摘12] 似乎人的大脑是专门设计用来误解进化论 [书摘13] 比如说"偶然性"的问题往往会被歪曲成为盲目的偶然性。大多數攻击进化论的人都会迫不及待地、贸然地错误断定除了随机偶然性进化论别无所有。既然生命的复杂性包含着偶然性的对立面如果伱认为进化论等价于偶然性的话，那么你会明显地发现驳倒进化论是一件轻而易举的事情!我的任务之一，就是摧毁这种认为进化论是一種"偶然性"理论的轻率观点使得人们倾向于置疑进化论的另外一个原因，在于我们的大脑习惯于处理的时间量程与进化过程中典型的时间量程有着天壤之别我们习惯于理解需要数秒钟、数分钟、数年，或者至多数十年完成的过程而进化论是一个关于缓慢积累的过程的理論，这些过程需要上万年、甚至上千万年才能够完成我们所有的直觉判断在被放大许多个数量级之后都变成了谬误。我们精心调整的充滿怀疑论和主观概率论的器官失去了效力因为它被调整为--具有讽刺意味的是，它是由进化本身加以调整的--在几十年的生命过程中发挥作鼡它需要想像力来帮助它冲破熟悉的时间量程的羁绊，而我正希望努力协助读者发挥他们的想像力 [书摘14] 完全习惯地认为，复杂而精美嘚事物必然是深思熟虑的、精心设计的结果这可能是绝大多数人信奉存在某种超自然的神明的最重要的原因。 [书摘15] 这其中想像力的跨越昰如此的巨大以至于时至今日似乎有许多人依然不愿意迈出这一步。这本书的主要目的就是帮助读者进行这种跨越 [书摘16] 作者自然会希朢自己的著作产生长远的影响，而非昙花一现但是，任何倡导者除了要倡导永恒不变的真理之外还必须对同时代的反对观点做出回应。风险在于无论这些争论在今天看来是如何的白热化，它们在几十年之后都会显得陈旧过时但是，人们往往会注意到这样一个矛盾现潒：《物种起源》的第一版比第六版更加具有说服力这是因为达尔文认为有必要在后来的版本中对那些对第一版的批评做出回应，这些批评在今天看来是如此地落伍以至于对它们的回应不仅显得画蛇添足，甚至有误导之嫌疑尽管如此，出于对批评者以及可能会被迷惑嘚读者的礼貌我不能沉迷于对那些只会昙花一现的批评观点置之不理的诱惑。虽然我对本书中的哪些章节最终会成为过眼云烟有自己的看法但是我相信读者--以及时问--会做出判断。 我说过物理学是研究简单事物的。这个观点初听起来似乎也是奇谈怪论物理学看起来是┅门相当复杂的学科，因为物理学的观点是我们难于理解的我们的大脑是被设计用来理解狩猎、采集、交配、以及抚养幼童的：这是一個中等体积的对象以中等的速度在三维中运动的世界。我们不善于理解非常小和非常大的事物、存续期以兆分之一秒或者十亿年计的事物、没有固定位置的粒子、无法看到和触摸到的力和场我们只有通过受它们影响的、我们能够看到和触摸到的事物才了解了它们。 我们之所以认为物理学复杂是因为我们难以理解它而且因为物理学书籍充斥着繁难的数学计算。但物理学所研究的对象依然是简单的对象它們是具有无限重复的原子模式的气体或者微粒，或者像水晶一样的同质聚合体至少从生物学的标准来看，它们不具备复杂的工作部件即使是像星体这样由有限的部件组成的庞大的物理学对象，也是随机排列的物理学的、非生物学的对象的行为是如此的简单，以至于我們能够以现有的数学语言对它进行描述这正是物理学书籍充满数学的原因所在。 [书摘19] 物理学的书籍可能是非常复杂的但是它们跟汽车囷电脑一样，都是生物学对象--人类大脑的产物物理学书籍描述的对象和现象比其作者身上的一个细胞还要简单。而其作者是由上百万兆個这样的细胞构成的而且其中的许多细胞都彼此各异，它们以复杂的组织结构和精确的设计构成一台能够撰写书籍的机器 [书摘20] 迄今为圵，还没有任何物理学家发明了描述这样一个对象、甚至是它的一个细胞的整体结构及其行为的数学语言我们所能够做的只是理解关于苼命体如何运转、以及它们为什么存在的某些基本原则。 这就是我们的切入点 [书摘21] 许多人至今仍然相信上帝造人，这或许是因为对我们洎身存在的真正的、进化论的解释依然没有成为大众教育课程的一个常规部分因此，它必然受到广泛的误解 书名中的"钟表匠"借用自8世紀神学家威廉?帕列夫的一篇著名的论文。他的出版于l802年的《自然神学--源于自然现象的上帝的特征和存在的证据》是阐述上帝造人论点的著洺著作也是支持存在上帝的最有影响力的作品。那是一本我非常推崇的书因为作者在他所处的时代成功地完成了我现在希望完成的事凊。他提出了一个观点狂热地信奉这个观点，并且不遗余力地向读者灌输这种观点他对生物界的复杂性怀有恰当的敬畏之情，并且意識到这需要一种非常特殊的解释方式他所犯的惟百错误--也是公认的重大错误--却恰恰是解释本身。他对谜题给出的是传统的宗教式的解答只不过他的解释比任何前人都更加明确、更加具有说服力。但是真正的解释却是迥然不同的直到有史以来最具革命性的思想家之一查爾斯?达尔文，它的真面目才为世人所知 [书摘23] 帕列夫在《自然神学》中有一段著名的开场自： 在穿越一片荒野的时候，假如我踏到了一块石头有人间我那块石头是怎样出现在那里的，我可能会回答说它一直都躺在那里--即使事实并非如此，别人也难以证明这个答案是荒谬鈳笑的但是，假如我在地上发现了一块手表有人问我那块手表为什么会出现在那个地方，我几乎不可能想到上面的那个回答即据我所知，那块手表始终是待在那里的 在这里，帕列夫已经意识到了像石头一样的自然物体与像手表这样经过设计和制造的物体之间的区别他接下来详细阐述了手表中的齿轮和弹簧的精确性，以及它们之间组合的复杂性如果我们在荒野中发现一件像手表这样的物体，即使峩们不知道它是如何出现的仅仅依靠它自身的精确性和设计的复杂性，我们就不得不得出这样的结论： 这块手表一定有一个制造者；一萣有一个或者多个能工巧匠在某个时间、某个地点出于某种目的制造了它是他或者他们领悟了它的构造、设计了它的用途。 没有人能够匼理地反驳这个结论帕列夫坚持认为，即使是无神论者在思考自然的作品的时候，也不得不得出这样的结论因为：手表中所展示的烸一个人工的痕迹、每一处设计的证明都会出现在自然的作品当中，只不过自然的作品更加巨大程度更加难以计算而已。 帕列夫接下来鉯优美的、虔诚的描述解剖了生命体中的机械性构造，以图进一步阐述他的论点他首先从人的眼睛开始，这也是达尔文后来最喜欢举嘚例子而且它也将在本书中反复出现。帕列夫将人的眼睛与设计的仪器--例如望远镜--进行了比较并且得出结论说："有几乎完全相同的证據表明，眼睛是被制造用来获得视觉的正如有证据表明望远镜是被制造用来辅助视觉的一样。"他认为眼睛一定是有设计者的--正如望远鏡一样。帕列夫的观点热烈而真诚并且披着当时最先进的生物学知识的外衣，但它却是错误的而且大错特错。望远镜与眼睛、手表与苼命组织之间的类比是虚假的事实与表面现象完全相反，自然中的惟一的"钟表匠"就是物理学的盲目力量尽管它是以一种非常特殊的方式在发挥作用。一名真正的钟表匠是具有预见力的：他设计齿轮和弹簧利用心智之眼规划未来的用途，计划它们之问的联结自然选择--這个达尔文发现的盲目的、无意识的、自动的过程，今天所知的、对于生命的存在以及看似有意图的生命形式的解释一一本身是毫无目的性的它没有心钳，也没囟'心智之眼更不会对未来进行规划；它没有洞察力，没有先见之明甚至根本没有"视力"。如果非要说它在扮演叻"钟表匠"角色的话那么它就是一"个"卣眼钟表匠"。 [书摘24] 尽管在达尔文之前的无神论在逻辑上尚可维系但是只有达尔文才使得成为一名在學术上满足的无神论者变成可能。休谟的某些著作表明他低估了生物设计的复杂和优美。我想他会同意这一点如果休谟在世的话，年輕的博物学者查尔斯?达尔文可能向他展示一两件东西不过当达尔文进入休谟曾经所在的爱丁堡大学的时候，休谟离开人世已经40年了 [书摘25] 一块粉色的牛奶布丁或者牛奶冻是简单的事物，因为如果我们把它切成两半这两部分具有相同的内部构成，也就是说牛奶冻是同质的一辆汽车是非单一结构的，与牛奶冻不同的是汽车的几乎任何...一个部分都与其他部分不同。半辆汽车乘以2并不等于一辆汽车这就相當于说，一个复杂的事物与简单的事物不同它拥有许多的部分，而且这些部分属于不同的种类 [书摘26] 这种异质性，或者"多部分性"是一個必要条件，但并不是充分条件大量的物体有许多组成部分，而且内部结构也是非单一的但是却并不具有我所说的那种复杂性。例如布朗峰。是由许多种不同的岩石构成的，这些岩石混杂在一起无论你从任何地方把山峰切成两半，这两部分的内部构成肯定是互不楿同的布朗峰拥有牛奶冻所不具备的异质性，但是它依然不具备生物学家所说的复杂性 [书摘27] 如果你把一架匕机的各个部件随机地组合箌一起，你碰巧组装成一架可以运转的波音匕机的概率几乎为零将架飞机的部件组合到一起的可能方法有数十亿种，但是其只有一一种或者少数儿种组合能够得到一架飞机。而要把人的复杂部件组合到一起的方法更是不日胜数 [书摘28] 如果这份清单真的可以无限延续下去嘚话，我假想的这位哲学家就有话要说了如果无论你多么随机地组合物质，最终的结果都擅长某些东西的话那么就可以说我在燕子和鯨鱼的问题上欺骗了读者。但是生物学家可能需要更加明确地界定什么是"擅长某些"的东西我们认定一个事物是动物或者是植物的最低要求，就是它应该能够以某种方式谋生(更加准确地说它应当能够存活得足够长，以便能够繁殖)谋生的方式确实有许多种--飞翔、游泳、在樹木之问荡秋千，等等但是，尽管存活的方式有许多种死亡或者无生命的方式却必定更多。 这是一个漫长的争论过程现在是时候让峩们提醒自己，我们是如何陷入这场争论中来的了当我们说一个事物复杂的时候，我们要寻找一个准确的方式来表达我们的意思我们試图要弄清楚人类与鼹鼠、蚯蚓、飞机、手表--而不是与牛奶冻、布朗峰、或者月亮--之间的共同点。我们得到的答案是复杂的事物具有某種预先确定的属性，这种属性极其不可能仅仅依靠偶然性而获得对于生命体而言，这种预先确定的属性就是"精通"要么精通某种特定的能力，例如飞翔；要么精通某种更加普遍的事物例如躲避死亡的能力，或者通过繁殖传递基因的能力 人造的机器是一个例外，尽管我們已经同意把它们当作是名义的生命体但非生命的事物是不会这样工作的。它们接受意图使它们与周围环境保持均衡的力量布朗峰已經存在7很长的时间，或许还将继续存在很长的时问但是它并没有努力求存。岩石只是因为重力的影响才停留在那里不需要其他的工作使它继续停留在那里。布朗峰存在着而且会继续存在着，直到逐渐风化或者发生'场地震将它摧毁。它：不会像生命体一样对风化的蔀分进行修补，也彳会在崩塌之后重新站立起来它只是遵循着物理学的普通定律。 我们以运动学定律为例如果你将一只死鸟扔到空中，它会像物理学书籍所说的那样画出一道优美的抛物线，然后落到地上并且停留在那里。它的行为与具有一定的质量和空气阻力的固體应当表现出来的行为完全一一致但是如果你将一只活着的鸟扔到空中，它不会沿着抛物线落到地上而是远走高飞。原因是它拥有抗拒身体承受的重力以及其他物理力的肌肉肌肉的每一个细胞仍然遵守物理学的定律，它牵动翅膀使得整个身体浮在空中。鸟并没有违反重力的规律它一直承受着重力的向下牵引力，但是它的翅膀在积极地工作--它的肌肉在遵循着物理学的定律--以抗衡重力使其浮在空中。 当然物理学家们不会理所当然地接受铁质活塞杆。他们会问为什么它是坚硬的而且会继续层层推进，直至基本的粒子和夸克但是對于我们绝大多数人来说，生命如此短暂无法效仿这些物理学家追根究底。对于任何特定的复杂组织在通常情况下，我们只需要向下縋究一两个层次就能够得到令人满意的解释。汽车发动机的行为可以用汽缸、汽化器和火花塞来解释当然，每一个部件都处于更低级別的解释的金字塔的顶端但是，如果你问我发动机是如何工作的我用牛顿定律和热力学定律来进行解释，或者用基本粒子进行解释伱一定会认为我是在高谈阔论，甚至是彻头彻尾的反启蒙主义者毫无疑问，对汽车发动机的行为的最本质解释就是粒子之间的相互作用但是如果用活塞、汽缸和火花塞之间的相互作用来进行解释会更有用。 电脑的行为可以用半导体的电子门电路来进行解释而半导体的電子门电路的行为又可以由物理学家用更低级别的组成部分的行为来解释。但是在实际当中对于大多数的目的而言，如果你想要理解整個电脑的每一个层面的话你简直就是在浪费自己的时间。因为电子门电路的数量极其庞大而且相互作用不计其数。能够令人满意的解釋必须把相互作用的数量控制在较少的范围之内这就是为什么当我们在试图理解电脑的工作原理的时候，我们喜欢首先用几个主要的部件--内存、处理器、存储器、控制器、输入输出控制器等进行解释理解了这些主要部件的相互作用之后，我们可能希望就这些主要部件的內部结构提出问题只有专业的工程师才会深入到AND和NOR门电路的层次，也只有物理学家才会继续深入到电子在半导体介质中的行为的层面 對于那些喜欢某某"主义"这种词汇的人来说，我的理解事物工作原理的方法可能会被称为"等级简化主义"如果你阅读了最新的知识分子杂志嘚话，你会发现"简化主义"像罪恶一样只有反对它的人才会提起它。在某些圈子里如果你自称是简化主义者，那就简直像承认自己吃婴兒一样骇人听闻但是，正如没有人真正吃婴儿一样也没有人是值得反对的简化主义者。这种不存在的简化主义者--人人反对、但是实际仩只存在于他们的想像之中的简化主义者--试图直接用最简单的部分甚至用部分之和来解释复杂的事物。另一方面等级简化主义在解释級别结构中的任何级别的复杂实体时，是用仅比该实体低一个级别的实体进行解释；而这些用来解释的实体本身可能也是相当复杂的需偠简化到它们自身的组成部分，依此类推 [书摘35] 但是，等级简化主义者认为汽化器可以用更低级别的实体进行解释而这些更低级别的实體又可以用再更低级别的实体进行解释......最终可以用最小的基本粒子进行解释。从这种意义上来说简化主义只不过是理解事物的诚实愿望嘚别名而已。 [书摘36] 我们会解释它的出现是一个渐进的、累积的、逐步的从简单的事物、从简单到足以偶然出现的原始对象演变而来的过程正如"大步骤简化主义"无法解释机械原理，必须用逐步的、层层剖析的方法取代一样我们不能一步就解释复杂事物的起源。我们必须再佽诉诸于一系列的小步骤这一次是按照时间的顺序。 [书摘37] 牛津大学的物理化学家彼得?阿特金斯在其文笔优美的《造物》一书中写道： 我偠带你的心灵做一次旅行这是一次领悟之旅，它会带领我们来到空间、时间、以及理解力的边缘在旅途之中，我会告诉你没有任何倳物是无法理解的，没有任何事物是无法解释的所有的事物都是极其简单的......宇宙中的大量事物，例如大象根本无需解释。一旦分子学會了竞争和创造类似自身的另外一个分子大象--以及类似大象的事物，不久之后就会徜徉在乡野之间。 阿特金斯假设一旦相应的物理條件得到满足，复杂事物的进化--本书的主题--将是无可避免的他研究了必须具备什么最低的物理条件，一个非常懒惰的造物者必须付出怎樣的最少量的设计工作才能够保证宇宙、以及后来的大象和其他的复杂事潮物在某一天出现。从他作为一个物理学家的立场答案是造粅者是无限懒惰的。为了理解万物的起源我们需要假设的基本的初始单位要么是虚无(根据某些物理学家的观点)，要么是最简单的单位簡单到根本不需要造物者来干预。 [书摘38] 物理学家的问题是最终的起源和最终的自然法则生物学家的问题是复杂性问题。生物学家试图用簡单的事物来解释复杂事物的起源和作用机理如果他到达了简单到足以安全地移交给物理学家的程度，他就可以认为完成了自己的任务 [书摘39] 我很清楚，我对复杂对象的界定--统计学上概然率极低的、事前未知的方向--似乎十分怪异我认为物理学是研究简单事物的界定同样看似怪异。如果你喜欢其他定义的复杂性方式我并不介意，并且为了讨论的目的我也可以采用你的定义。但是我真正关心的是，无論我们怎么称谓这种"统计学上概然率极低的、事前未知的方向"这都是一种需要付出特殊解释努力的属性。正是这种属性将生物学对象和粅理学对象区别了开来我们所要进行的解释不能违背物理学的定律。相反我们要利用、并且仅利用物理学的定律进行解释。但是我們要以一种不同于物理学教科书的特殊方式来利用物理学定律。这种特殊的方式就是达尔文的方式我将在第三章"微小变化的积累"当中介紹它的基本内涵。 [书摘40] 同时我也想效仿帕列夫，强调一下我们的解释所面临的问题--生物的巨大复杂性以及生物设计的美和优雅--的难度 [書摘41] 我们在第五章将看到，每一个细胞核都拥有一个数字编码的数据库其容量超过30卷大不列颠百科全书的总和。这个数字是针对每一个細胞的而不是人体所有的细胞。 [书摘42] 因此某些眼睛能够发现单独的一个光子。摄影师们能够使用的最快、最敏感的胶卷感光乳剂需要25倍的光子才能够探察到一点光线 [书摘43] 人体中细胞的总数大约为l0万亿个。当你在吃排骨的时候你相当于正在撕碎l 000亿本大不列颠百科全书。 [书摘44] 自然选择是一个"盲眼钟表匠"之所以说它"盲"，是因为它并没有事先预见也没有计划顺序，更加没有目的但是自然选择的现实结果却让我们惊讶莫名，因为其设计的外观仿佛出自"钟表制造大师"之手让我们误以为那是事先设计和规划的结果。本书的目的就是破解这個充满矛盾的现象令读者满意，而本章的目的则是让读者进一步感受设计错觉的力量我们要考察一个特例，并将得出这样的结论：说箌复杂性和设计之美帕列夫的言论根本没有触及精髓。 在本章当中我将给出一个特殊的实例，我相信它能够给任何设计师留下深刻的茚象这个实例就是蝙蝠的声纳(雷达)。在逐步解释的过程中我会首先提出生命体面临的问题，然后我将考虑一个明智的设计师可能会考慮的解决方案最后我会给出自然实际采用的解决方案。当然这个例子仅仅用于举例说明。如果哪个工程师对蝙蝠感到惊讶的话一定還有无数其他生命体的实例同样会令他惊讶。 [书摘46] 顺便说一句夜间活动可以追溯到我们所有哺乳动物的祖先。在恐龙统治白昼的时代哺乳动物的祖先们得以生存的原因是它们找到了在夜晚谋生的手段。只是在6500万年前恐龙神秘地大规模灭亡之后我们的祖先才得以大规模哋从事白昼的活动。 [书摘47] 美国动物学家唐纳德?格立芬--蝙蝠声纳的主要发现者--创造了"回声定位法"这个词来概括动物和人类仪器使用的声纳和雷达的原理在实际中，这个词更多的是用于指动物的声纳 [书摘48] 不同种群的蝙蝠使用声纳的方式是截然不同的，仿佛它们是各自独立"发奣"了声纳就像英国人、德国人、和美国人独立发明了雷达一样。并非所有的蝙蝠都使用回声定位法 [书摘49] 从理论上来说，一个声音的音調越高它就越适合于精确的声纳。这是因为低音调的声音的波长很长它无法分辨相隔很近的物体。因此在所有其他条件都相同的情況下，利用回声作为制导系统的导弹最好能够产生高音调的声音实际上，绝大多数的蝙蝠都使用音调极其高的声音--超声人类的耳朵无法听到。Rouseus拥有良好的视力能够利用相对低音调的声音来进行微量的回声定位，以弥补视力的不足与它不同的是，小型的蝙蝠似乎是技術更先进的回声机器它们的眼睛很小，在绝大多数情况下不能视物它们生活在回声的世界里，或许它们的大脑能够利用回声做一些类姒"看"图像的工作尽管我们几乎不可能"呈现"这些图像的模样。它们制造出来的噪音太高了人类根本无法听到。在大多数情况下它们比任何人曾经听到过的、甚至想像得到的音调都要高得多。我们无法听到它们是一件幸运的事因为它们非常强大，如果我们能够听到的话一定是震耳欲聋，那时候我们想安心睡觉一定是不可能的了 [书摘50] 这些蝙蝠好像是微缩的问谍飞机，携带着"先进的仪器"呼啸而过它们嘚大脑是经过精心调整的电子技术的微缩包，并用能够实时对回声世界进行解码的软件进行了编程它们的脸经常会扭曲成令人生厌的怪異的形状，然后我们才会发现原来它是精心设计的、往想去的方向发射超声波的仪器。 [书摘51] 一个正在跳舞的人看起来好像是木木偶似间歇地动作着显而易见，我们把闪光灯设置得越快图像就与正常的"连续"移动的图像越接近。每秒钟"取样"0次的频闪观测仪可以满足普通用途的需要但是还不足以适应接球或者捕捉昆虫的要求。 [书摘52] 如果蝙蝠能够把取样率提高到每秒钟200次它为什么不始终保持这种取样率呢?既然在它的"频闪观测仪"上有一个频率控制"调节器"，它为什么不把它始终调节到最高从而使得对世界的感知始终最准确，以应对紧急情况呢?原因之一是这么高的频率只适用于近距离的目标如果后一次脉冲与前一次脉冲相隔太近的话，它会跟从遥远的目标返回的回声重叠在┅起即使情况不是如此，不能始终保持最高的脉冲频率也有很充足的经济方面的原因产生很高的超声脉冲的成本一定也会很高，不仅消耗能量、消耗声音和耳朵还可能消耗大脑的计算时间。每秒钟处理200次不同回声的大脑可能没有余力考虑其他的事情 [书摘53] 工程师能够想到什么其他的解决方案昵?当二战中雷达的设计者遇到类似问题的时候，他们偶然发现了...+个称为"发送一接收雷达"的解决方案发送出去的雷达信号是强度足够大的脉冲，它有可能破坏高度敏感的、等待接收微弱的返回信号的天线"发送一接收"电路会在发送脉冲之前暂时断开接收天线，然后在要接收回声的时候重新打开天线 [书摘54] 蝙蝠在很久之前--或许是在我们的祖先从树上来到地面之前几百万年--就建立了一种"發送一接收"开关技；术。它的工作原理是这样的：在蝙蝠的耳朵里面声音从耳鼓通过三块分别叫做锤骨、砧骨、镫骨的小骨头，传递到聲音敏感细胞这三块骨头的安装就好像是一个高保真机，工程师可能会设计它来实现必要的"阻抗匹配"功能重要的是，某些蝙蝠的镫骨囷锤骨上附着着发达的肌肉当这些肌肉收缩的时候，这些骨头传递声音的效力就会下降就好像人用拇指堵住振动膜防止麦克风扩音一樣。蝙蝠能够利用这些肌肉暂时关闭自己的耳朵在蝙蝠发出脉冲之前，这些肌肉会立即收缩从而将耳朵关闭，以免受到很响的脉冲的傷害随后，这些肌肉会放松耳朵又恢复到最大的敏感度，以便接收回声 [书摘55] 一个声音如果延续的时间过长，它还没有结束的时候囙声就已经返回了，即使发送一接收肌肉部分减弱了这个声音它也可能妨碍对于回声的探测。理想状态是蝙蝠的声音应该是非常简短嘚。但是声音越简短，它的能量也越难产生一个质量较高的回声由于物理学定律，我们似乎又遇到了一个不幸的折中局面 [书摘56] 我们聪奣的工程师可能会想到两个解决方案他们在研究雷达的过程中，遇到这个问题的时候确实也想到了这两个方案。这两种方案的优劣取決于测量距离(对象离仪器的远近)和测量速度(对象相对于仪器运动的快慢)二者哪个更为重要雷达工程师们把第一种解决方案称为"线性调频雷达"。 [书摘57] 线性调频雷达的特殊功能是它的每次发射的载波频率并不固定，而是在大约上下八度音阶之间变化如果你把它想像成声波嘚话，每次雷达发射昕起来就好像狼嚎一样与固定音调脉冲相比，线性调频雷达的好处在于当回声返回的时候，原始的发射音是否结束无关紧要它们不会彼此混淆。这是因为任何时间探测到的回声都是较早时候发射音的反射从而具有不同的音调。 [书摘58] 人造雷达的设計者们很好地利用了这个巧妙的设计有没有证据表明，蝙蝠也"发现"了这个技巧并把它应用到自身的发送一接收系统中去呢?事实上，有無数种蝙蝠确实能够产生减弱的叫声幅度通常在一个八度音阶之内。这些狼嚎般的叫声称为调频(M)它们似乎正是线性调频雷达所需要的。 [书摘59] 蝙蝠生活在近距离回声、远距离回声、以及中距离回声的世界里如果它发出减弱的叫声，也就是狼嚎般的叫声就可以通过音调來很好地区分回声。当来自于远距离物体的回声最终到达蝙蝠的时候它比从近距离物体返回的回声"更古老"，因而音调更高当蝙蝠面临著多个物体返回的回声的时候，它就可以应用这样的经验规则：音调越高距离越远。 [书摘60] 我们的工程师可能想到的第二个聪明的解决方法就是利用物理学家们称为"多普勒位移"的现象，这种方法尤其适合测量移动目标的速度它也可以被称为"救护车效应"，因为人们最熟悉嘚现象就是当救护车从倾听者身边高速经过的时候救护车警报的音调会突然降低。 [书摘61] 蝙蝠的运动导致了双重多普勒位移其强度能够精确地反映蝙蝠的速度。通过比较自身叫声的音调和返回的回声的音调 [书摘62] 实际上，还有一些蝙蝠所使用的：技巧比简单地发射固定喑调的声波再测量回声音调更加有趣。它们小心地调整发射出去的叫声的音调从而保持经过多普勒位移的回声的音调保持不变。当它们赽速飞向一个运动物体的时候它们的叫声的音调是在不断变化的，它们在不断地寻找能够使得回声保持固定音调的叫声的音调这种巧妙的做法使得回声的音调保持在它们的耳朵最敏感的区域 [书摘63] 我不知道人造的仪器--无论是声纳还是雷达--有没有使用这个技巧。但是由于这個领域的许多聪明的想法都是首先由蝙蝠发现的我不介意打赌说答案是肯定的。 [书摘64] 可以预期这两种截然不同的方法--多普勒位移法和線性调频雷达法--将被用于不同的特殊目的。某些种类的蝙蝠擅长其中的一种方法其他种类的蝙蝠擅长另外一种方法。某些种类的蝙蝠似乎试图兼收并蓄把调频式"狼嚎"附加到长时间的、固定频率的叫声的末尾(有时候是开始)。马蹄铁蝙蝠的另外一个有趣的技巧是活动外耳翼跟其他蝙蝠不同的是，马蹄铁蝙蝠能够将外耳翼快速地前后移动可以想像，接听表面相对于目标的快速移动导致了对多普勒位移的有鼡调制从而提供了额外的信息。 [书摘65] 蝙蝠是怎样避免其他蝙蝠的干扰的?人类还没有彻底弄清楚这个问题但是一个试图干扰蝙蝠的试验卻提供了有趣的线索。这个试验表明如果人为滞后地向它们播放它们自己的叫声，就可以欺骗某些蝙蝠换句话说，就是给它们听自己叫声的假回声甚至可以通过小心地控制滞后性假回声的电子仪器，使得蝙蝠准备降落在"幻觉中的"岩脊上我想，这就相当于蝙蝠透过眼鏡看世界一样 蝙蝠似乎使用的是一种可以称之为"异物过滤器"的东西。蝙蝠叫声的一系列连续的回声描绘了一幅周围世界的图画这幅图畫只有跟之前的回声所描述的图画相似的情况下，才会对蝙蝠有意义如果蝙蝠的大脑听到另外一个蝙蝠叫声的回声，并且试图借此融入の前已经建立起来的世界图画的话它将不会成功。它将使得先前世界中的物体突然发生了随机跳动现实世界中的物体是不会发生这样嘚疯狂举动的，因此大脑可以放心地把它当作背景噪音过滤掉如果人类试验者向蝙蝠播放人为滞后或者加快的它自身叫声的回声，这些假回声将会对蝙蝠先前建立起来的世界图画产生影响 [书摘67] 哲学家托马斯?内戈尔曾经写过一篇著名的论文，名字叫做《蝙蝠的世界是怎样嘚?》这篇论文对于蝙蝠着墨并不多，更多的是讨论这样一个哲学问题即想像成为另外一种生物将是什么样子。蝙蝠之所以总是成为哲學家手中的一个生动的例子是因为作为一只依靠回声定位的蝙蝠的体验是非常奇特的，与我们的生活完全不同的 [书摘68] 唐纳德?格立芬曾經讲述了一个故事，说的是在940年他和他的同事罗伯特?加勒姆布斯首次在动物学家会议上公布他们对于蝙蝠回声定位的新发现时所发生的一些事情一位著名的科学家愤怒地表示了自己的怀疑： 他抓住加勒姆布斯的肩膀，用力地摇晃批评我们不应该提出如此令人无可容忍的觀点。当时雷达和声纳仍然被列为尖端的军事技术，对大多数人来说认为蝙蝠可与最新的电子工程伟绩相提并论的观点，不仅是难以置信的而且令人反感。 [书摘69] 尽这位著名的怀疑者很容易获得同情者人们难以相信这种观点是有原因的。人的能力是有限的正是我们囚类的感官无法做蝙蝠能够做到的事情这一事实，才使得我们难以接受这种观点因为我们只能从人造仪器的层面来理解它，而且只能在紙面上进行数学计算所以我们觉得难以想像一只小动物竟然能够在其大脑中实现。正是因为用来解释视觉原理的数学计算也是非常复杂囷繁难的所以人们都觉得难以接受这个小动物可以"视物"的观点。我们的怀疑体现出双重标准的原因是十分简单的--我们可以视物而不能利用回声定位。 代的神学家们不像帕列夫那样直截了当他们不会直指复杂的生命体，并说它们跟钟表一样显然是造物者设计的。而是說"难以相信"这样的复杂性，或者说"完美性是通过自然选择进化而来的"令人难以相信每当我读到这样的评论的时候，我总是会在边上的涳白处写下"自我辩护"'的字样伯明翰主教休?孟特菲奥雷在最近的新书《上帝的可能性》中列举了无数的例子(根据我的统计，一章中有35个)茬本章的剩余部分里，我将借用这本书中的例子因为这是一位著名的、博学的作家所做的比自然神学更新的真诚尝试。跟他的神学同事鈈同孟特菲奥雷主教并不惧于指出，上帝是否存在的问题是一个明确的事实问题他没有使用"基督教是一种生活方式。上帝是否存在的問题已经消除了：它只是现实主义的幻想所造成的错觉"之类的废话作为托词他的书的一部分讲述的是物理学和宇宙学，对于这些内容我沒有能力做出评论但是我注意到他似乎是将真正的物理学家引为权威。在生物学部分他也会这样做吗?不幸的是在这里他化乎偏爱引用亞瑟?科斯特勒、弗莱德?霍伊尔、高登?赖特利．泰勒以及卡尔?帕伯的著作!这位主教相信自然选择，但是无注理解自然选择足以解释进化的过程(部分原因可能是他像许多翼他人一样将自然选择可悲地误解为"随机的"和"无意义的，)。 [书摘71] 我在其书的某一章中发现了以下的字句順序如下： ......似乎没有发现达尔文主义的根据......要解释决不容易......很难理解......不容易理解......同样难以解释的是......我觉得难以理解......我发现不容易理解......我认為难于理解......要进行解释似乎并不可行......我不明白怎样......新达尔文主义似乎不足以解释许多复杂的动物行为......难以理解这些复杂的行为怎／z,能够只通过自然选择得以形成......不可能......这么复杂的器官是怎么进化来的......并不容易理解......难以理解...... [书摘72] 在此，他的假设是只有被捕猎的对象需要伪装怹忽略的事实是"猎手"也能够从伪装起来、不被猎物发现中获益。北极熊会悄悄地靠近歇息在冰面上的海豹如果海豹从远处就可以看到北極熊，它就可以逃脱掉 [书摘73] 事实证明，关于北极熊的争论很容易被消除但是从某个重要的意义上来说，关键并不在于此即使世界上朂权威的人也无法解释某些生物现象，这并不意味着它是不可解释的许多谜团延续了几个世纪，最终还是得到了解释绝大多数的现代苼物学家都能够很轻松地用自然选择理论解释这位主教提出的35个例子，只不过并不是所有的例子都像北极熊那样简单而已但是我们并不昰在考验人的智力。如果我们发现自己对某个例子无法进行解释我们不会得出冠冕堂皇的结论，借以掩饰自己的无能达尔文自己也非瑺清楚这一点。 [书摘74] 这种对达尔文所说的"极端完美和复杂的器官"的直觉怀疑的潜在基础有两点 首先，我们对于进化所用的极长时问没有矗觉上的了解 [书摘75] 如果把所有这些狗从狼进化而来所用去的时间比作正常的一步。那么使用同样的步伐，你要走多远才能够回到露西囷她的同类--最早的直立行走的人类化石--的时代?答案是大约2英里你要走多远才能够回到地球进化的起点呢?答案是你必须从伦敦走到巴格达。 [书摘76] 对于像人的眼睛和蝙蝠的耳朵这样高度复杂的器官的进化的自然怀疑的第二个基础是对概率论的直觉应用。 [书摘77] !雷文的论点有丽處错误：()他混淆了自然选择与"随机性"突变是随机的，而自然选择却恰好是随机的对立面(2)"每一个步骤本身是无用的"这句话并不正确，整個完美的工作必须同时实现的说法也是不正确的每一个部分对于整体的成功都是至关重要的说法同样不正确。一个简单的、初级的、不荿熟的眼睛、耳朵、回声定位系统、布谷鸟寄生系统等等也胜过一无所有 [书摘78] 当你考虑最终产品与起点相比的复杂性时你就会发现整个累积的过程绝非是偶然的过程，而是一个受到非随机生存引导的过程 [书摘79] 如果你在一个多卵石的海滩漫步，你会注意到那些鹅卵石并不昰随机排列的体形较小的鹅卵石往往出现在孤立的地区，而体形较大的鹅卵石则出现在其他的区域或者窄长的条形地带 [书摘80] 这种微小嘚秩序实际上来自于无秩序，其中根本没有头脑的规划波浪和鹅卵石共同构成了一个能够自动创造非随机性的简单系统。世界上充满了這样的系统 [书摘81] 首先需要区分"一步选择"和"累积选择"。到目前为止我们在本章中考虑的简单的筛子都是一步选择的例子，而生命组织则昰累积选择的产物 [书摘82] 改良''之后实现了目标"MENKs电脑究竟花费了多长时间实现目标无关紧要。如果你确实想知道的话我可以告诉你，在我絀去吃午饭的时候电脑就完成了测试，花费了大约半个小时的时间(电脑专家可能认为不应该这么慢原因是这个程序是用BASC语言编写的，楿当于电脑的咿呀学语我用PASCAL语言重新改写之后，整个测试只花了ll秒) [书摘83] 因此，累积选择(每次改进无论多么微小，：郜被用作未来建設的基础)和单步选择(每次尝试都是崭新的)存在着巨大的差别如果革命性的进步不得不依赖单步选择的话=．它永远不会发生。但是如果吂目的自然力量能够建立累积选择的必要条件的话，将会产生奇妙的结果事实上，这就是在这个星球上所发生的一切我们人类就是最菦的、或许也是最奇妙的结果。 [书摘84] 概率在达尔文理论中只是微不足道的部分最重要的部分则是累积选择，而它恰恰是非随机的 [书摘85] 進化并没有长期的目标，没有遥远的标靶没有最终的完美结果作为选择的依据，尽管人类的虚荣心促使我们乐于接受我们人类是进化的朂终目标的观点在现实生活当中，选择的依据永远是短期的要么是简单的生存，要么从更加广义上来说是繁衍成功 [书摘86] 在现实生活Φ，每一种动物的形状都是通过胚胎发育形成的进化之所以发生，是因为在连续的世代更迭中胚胎发育有略微的不同。这些区别来自於控制发育的基因的变化(突变--这就是我说的过程中微小的随机因素)因此，在我们的电脑模型中我们必须具有等价于胚胎发育的东西，戓者等价于能够突变的基因的东西有许多种方法可以满足电脑模型中的这些要求。我选择了一种方式并把它编入了电脑程序之中。我現在要描述一下这个电脑模型因为我想它具有启发意义。如果你对电脑一无所知你只要记住，电脑是严格遵照你的指令行动并经常带來令你惊讶结果的机器对电脑的一系列指令称为程序。 [书摘87] 递推分支法则也是植物和动物胚胎发育的很好类比我并不是说动物胚胎看起来像分叉的树木，事实上它们并不像但是所有的胚胎都通过细胞分裂来生长。细胞总是分裂成两个子细胞 [书摘88] 每一棵树都有自身独特的"基因公式"，也就是9个基因的数值我没有写下基因公式，因为它们对你毫无意义对于真正的基因也是如此。基因只有经过蛋白质合荿翻译成为胚胎发育规则之后才具有意义。在电脑模型中也是如此9个基因的数值只有在被翻译成树木分支模式之后才有意义。但是你鈳以通过比较两个已知具有特定基因差别的树体来了解基因的作用例如，你可以将中央的基础树与它左右两侧的树进行比较这样你就鈳以了解5号基因的作用。 [书摘89] 这也是基因学家在现实中的做法基因学家通常不知道基因是如何对胚胎发挥作用的，也不了解任何动物的唍整基因公式但是通过对两个已知存在特定基因差别的成年动物身体的比较，他们就可以看到该基因的效应不过，现实中的情况更加複杂因为基因的效应是相互影响的，而不仅仅是简单的叠加电脑树也同样如此，在后面的插图中我们将看到这一点 [书摘90] 从现在开始，我刁再将这些生物称为"树"而是改称为"生物体"或者"生物形态，生物形态是德斯蒙德?莫里斯为他超现实主义绘画中模糊的亏物形状所起嘚名字。我特别喜欢这些绘画因为其中一幅用在了我的第一本书的封面上。德斯蒙德?莫里斯说这些生物形态柏他的大脑中"进化"，可以通过连续的画作来追寻其进化的过程还是回到电脑生物形态和8种可能的突变其中一些有代表一目的如图3所示。 [书摘91] 我要强调指出的是這些图形没有经过人为的调整，没有经过任何方式的润色完全是电脑绘画进化的结果。人眼所扮演的角色仅限于在许多代累积进化的突變后代中进行选择 [书摘92] 在我编写程序的时候，我从来没有想到它会进化成各种树的形状之外的东西我曾经想像到垂柳、黎巴嫩雪松、倫巴底白杨、海藻、甚至鹿角。我的生物学家的直觉、20多年电脑编程的经验以及最狂野的想像都没有使我想到在电脑屏幕上出现的画面。我不记得自己是在什么时候想到进化的结果看起来可能像一只昆虫的我带着大胆的猜测，着手从最像昆虫的后代开始改良随着进化結果越来越像昆虫，我的疑心也与之俱增你可以看到图4底部的最终结果。应该承认它拥有像蜘蛛一样的8条腿，而不是像昆虫一样的6条腿但是尽管如此，我依然不得不承认当我在电脑屏幕上看到这个优美的生物的时候，我禁不住欣喜若狂我的头脑中忍不住回响起了斯特劳斯的"查拉图斯特拉如是说"。我兴奋得茶饭不思一闭上眼睛，眼前就浮现出那个昆虫的样子 [书摘93] 如果能够阅读所有动物的基因，伱就能够极其容易地选择一个特定的基因公式但是自然选择并不是直接选择基因．．而是选择基因对整体的效应，即表型效应 [书摘94] 为叻能够让电脑直接选择表型效应，我们可以编写一个非常复杂的模式识别程序模式识别程序确实存在。它们能够被用来阅读打印甚至手寫的文字但这些程序是繁难的、复杂的程序，需要大型、快速的电脑 [书摘95] 为了在电脑中模拟自然选择，我们应该忘记洛可可装饰和所囿其他的视觉特征；相反我们应当把注意力集中到非随机死亡上面。生物形态应当在电脑模拟的敌对环境中相互作用它们的形状应当決定它们能否在这种环境中生存下来。在理想状况下敌对环境应当包括其他进化中的生物形态："捕食者"、"被掠食者"、"寄生虫"、"竞争对手"。 [书摘96] 不幸的是作为一名程序员，我觉得自己没有能力建立这样一个虚拟世界 如果有足够聪明的人能够做到的话，他们一定是那些开發了嘈杂、暴力的街机游戏--太空入侵者的程序员这些程序模拟了一个虚拟的世界，它拥有三维的地理环境以及快速发展的时间维度实體在虚拟的三维空间中快速移动，互相碰撞彼此射杀，互相鲸吞并伴随着令人生厌的噪音。游戏的模拟非常成功以至于操纵游戏手柄的玩家产生了强烈的幻觉，以为自己就是这个虚拟世界的一部分 [书摘97] 有一个先例是蜜蜂导致了蜂兰花的进化，这也正是我产生希望的原因蜂兰花经过多代的累积选择之后，形成了类似蜜蜂的形状吸引雄性蜜蜂与之交尾，从而携带传播花粉想像图5中的蜂花拥有了绚爛的色彩，如果你是...只蜜蜂的话你难道不会喜欢上它吗? [书摘98] 有一句很流行的俗话："你从电脑当中获得的，永远不可能多于你输入电脑的"另外一个版本是："电脑只会执行你的指令，因此电脑根本没有创造力"这些话只是在微不足道的意义上才是正确的，它们如同是说莎士仳亚只会写他的老师教他的那些单词一样我在电脑中编制了"进化"程序，但是我并没有计划昆虫、蝎子、咬人的狗或者月球登陆车。对咜们的出现我一无所知确实，我的眼睛进行了指导它们进化的选择但是在每一步中我都把选择限制在随机突变后的少量后代之中，而苴我的选择"策略"也是多变的、短期的跟自然选择一样，我并没有任何长期的目标 以前我确实有一度试图确定一个长期的目标，这件事凊非常具有戏剧性首先我必须进行坦白。或许你已经猜到了图4中的进化历史是重建的结果。那并不是我第一次看到的"我的"昆虫当它們吹着胜利的号角出现的时候，我没有办法记录下它们的基因它们就出现在屏幕上，我却没有办法理解它们不能破解它们的基因。我嶊迟了关闭电脑的时间绞尽脑汁试图想办法把它们保存下来，但是一无所获跟现实生活一样，基因埋藏得很深我可以打印出昆虫体嘚图像，但是不知道它们的基因我立即对程序进行了修改，以便能够在将来记录下基因公式但为时已晚。我失去了"我的"昆虫 你可能會认为，重新构造进化路径是轻而易举的事情但事实上并非如此。原因是即便只有9个基因发生变化一条足够长的进化路径产生的生物形态也将是天文数字。在生物形态王国中朝圣的旅途中有几度我似乎已经接近了我的昆虫的先驱，但是尽管我竭尽所能进化还是走向叻错误的方向。最后经过反复的尝试，我终于再一次找到了它们我不知道这些昆虫是否与最初的昆虫相同，但它们已经足够好了这┅次我没有犯任何错误：我记了基因公式，现在我可以随时"进化"昆虫了 我根本没有办法控制进化过程，当我试图追溯某个特定的进化路徑的时候事实证明这是不可能的。如果我没有打印出全部进化先驱的图形的话我想我不可能重新找回我的昆虫，即便如此这个过程吔是冗长艰难的。程序员无法控制和预测进化的过程是否显得矛盾?这是不是意味着电脑内部发生了一些神秘的事情?当然不是现实世界中嘚动物和植物的进化过程也没有任何神秘之处。我们可以利用电脑模型破解这个矛盾并借此更多地了解真实的进化过程。 当你在电脑模型中通过人工选择进化一个新的生物的时候那似乎是一个创造过程。事实上确实如此但是，你做的事情只是寻找生物因为它已经存茬于生物形态王国的基因空间里了。它是一个创造过程的原因是：找到某个特定生物的过程是极其困难的生物形态王国是非常非常巨大嘚，其中的生物数量是无穷无尽的无目的的随机搜索是根本不现实的。你必须采取更加有效、更有创造力的搜索程序 有的人天真地认為能够下棋的电脑的工作方式是在内部尝试所有可能的棋子着数的组合。当 他们被电脑击败之后他们以这种想法自我安慰。但是他们大錯特错了棋子着数的可能性太多了：搜索次数将达到数十亿次，盲目尝试根本无法成功编写一个优秀的下棋程序的艺术在于考虑穿越搜索空问的有效捷径。累积选择--无论是电脑模型中的人工选择还是现实世界中的自然选择--就是一种有效的搜索程序，其结果看起来非常類似具有创造力的人的智能 [书摘103] 在一个只包含少量实体的小空间之内搜索通常不会有创造的感觉。随机翻开对象并且希望恰巧碰到要找的对象的方法，适用于搜索空间很小的情况随着搜索空问的增大，需要更多复杂的搜索程序当搜索空间足够大的时候，有效的搜索程序与真正的创造别无二致 [书摘104] 电脑生物形态模型很好地体现了这些要点，它们在人类创造过程--例如规划下棋的制胜策略--和自然选择的進化创造性(盲眼钟表匠)之问搭建了一座桥梁为了说明这一点，我们必须把生物形态王国的想法发展到数学空间数量无穷然而排列有序嘚多样生物形态，每个生物都停留在其正确的位置上等待着被人发现。图5中的7个生物没有特殊的顺序但是在生物形态王国中，每个生粅都占据着自己独特的、由其基因公式决定的位置周围是其特定的邻居。生物形态王国的所有生物互相之间都有确定的空间关系这意菋着什么?我们能够从空间位置上领悟到什么昵? [书摘105] 我们谈论的空间是基因空间。每一个动物在基因空间中都有自己的位置基因空间中的菦邻们彼此只有一个突变基因的差别。 [书摘106] 我曾经试图把基因空间用图片表示出来但是问题在于，图片是二维的而生物形态所处的基洇空间不是二维空间，甚至不是三维空间而是九维空间(关于数学，我们需要记住的重要一点是千万不要被它吓倒。它并不像某些数学宗师假装的那样困难每当我感到畏惧的时候，我总是想起希尔凡纳斯?汤姆森在《简单的算术》中的格言："一个傻子能够做到的事情另外一个傻子同样能够做到。")只要我们能够画出9个维度我们就可以以每个维度分别对应一个基因。某个特定的动物一一例如蝎子或者蝙蝠戓者昆虫--在基因空间中的位置就由其9个基因的数值确定了进化就是在九维基因空间里逐步前行，动物之间基因差别的数目、进化所用的時间以及进化的难度可以用二者在九维空间中的距离来衡量。 [书摘107] 从理论卜桌子说跳跃可能使你更快地拿到奖金。但是由于成功的概率是天文数字分之一所以一系列的小步骤--每一步都比上一个步骤更接近成功--是惟一可行的方法。 [书摘108] 上面几个段落有可能使我受到误解我必须消除这种误解。它们听起来给人的感觉似乎是说进化是有遥远的目标的，是以蝎子之类的事物为导向的正如我们已经看到的那样，从来都不是这样但是如果我们把目标看做是能够提高生存机会的事物的话，这种观点还是成立的如果某个动物是一个父(母)亲，咜必须至少存活到成年时期它的突变后代可能更加善于生存。但是如果这个后代发生了重大的突变也就是说它在基因空间中移动了很長的距离，那么它优于母体的概率有多大呢?答案是：概率非常小其原因我们在生物形态模型中已经讨论过了。如果基因发生重大突变突变的可能结果的数量是一个天文数字。 [书摘109] 在基因空间中的随机大步跳跃很可能以死亡告终跳跃的步伐越小，死亡的可能性就越低洏且更可能导致改进。 [书摘110] 我希望你不会认为我的描述过于抽象有另外一个数学空间，它所充满的不是9个基因的生物形态而是由数十億的细胞--每个细胞都包含着几万个基因--组成的有血有肉的动物。这不是生物形态空问而是真正的基因空间。曾经生活：在地球上的动物昰这个理论上曾经生存过的动物的一小部分现实中的动物是基因空间中少数进化路径的产物。 [书摘111] 在这个巨大的数学空间的某个位置上是人类、土狼、阿米巴变形虫、土豚、扁形虫、鱿鱼、渡渡鸟和恐龙。从理论上来说如果我们对于基因工程足够擅长的话，我们可以從动物空间中的任何一点移动到另外一点我们可以从任何起点穿越迷宫，重新创造渡渡鸟、霸王龙、和三叶虫--只要我们知道需要修补哪┅个基因需要复制、转化、删除哪一个染色体。我不知道我们能否做到这一点不过这些珍贵的古生物却永久地停留在那个巨大的基因涳间里，等待着我们去发现--如果我们拥有足够的知识能够找到走出迷宫的正确道路的话。我们甚至可以通过有选择性地改变鸽子重新創造出渡渡鸟，只不过要完成这个试验可能需要l00万年的时间虽然我们在现实中无法实行，但是想像却是一个不错的替代物对于像我这樣不是数学家的人们来说，电脑将成为想像的强有力的朋友像数学一样，它不仅能够使得想像得以延伸而且能够规范和控制想像。 因此在实际中自然而然就会产生一个问题：有没有足够的时间来形成许多代的X，从而完成这个连续的过程?对于这些必需的世代(阶段)的数目我们没法给出一个精确的答案。但我]m道地质时间相当之长。这儿可以给你一个对我们正在谈论的巨大数字的概念将我们与我们最早嘚祖先分隔开来的世代的数目，已被测定为数干个百万之巨这也就是说，至少有10亿个X因此我们应该能构建出一个细微变化的合理的等級系列，这个系列连接着人眼和任何事物! [书摘113] 这些看法经常出现估计是因为人们想要相信它的结论。看看这段话："如果最细小的东西出叻差错......如果调焦时出错......一个可识别的图像就无法形成" [书摘114] 尽管这很明显，他还认为晶状体和视网膜相互依赖，缺了谁都不能工作这昰基于哪种权威的理论?和我很熟识的一个人，两只眼睛都做过白内障手术她眼睛里根本就没有晶状体。没有眼镜她甚至不能玩草地网浗或瞄准枪。但她让我确信有一只没有晶状体的眼睛，远比没有眼睛好得多 [书摘115] !真正的自然选择至少有l00万次，就和我们所经历的世代┅样多正是在这些选择中，这种模拟得以逐步完善 [书摘116] 顺带再提一下，我们自身也已经论证了5％的视力要比根本无视力要好；正好落茬我视网膜边缘的视觉质量可能要比5％的视觉落在视网膜中央的质量还要差。然而我仍然能够通过我眼睛的最边缘觉察到大卡车或公囲汽车的存在。因为我每天骑自行车去上班而这一事实就很有可能保全我的性命--下雨天我戴着帽子时注意到了这些区别。处于黑夜时峩的视觉质量肯定要比5％的视力处于大白天时的质量要差得多。而许多动物的祖先可能会在黑夜中通过视觉看到某种东西，如一头呲牙咧嘴的"老虎"、或者是一段悬崖从而得以脱离险境。 [书摘117] 我们每一个人都能从自身的体验(比如处于黑暗之中)可以得知：从全盲一直到完美嘚视力之间有一个无法感知的、渐变的、连续不断的系列的过程沿着这个过程的每一步都赋予了对未来结果的意义非凡的好处。 [书摘118] 不僅仅是因为有一部分眼睛要远比无眼好得多我们也能在现代动物中找到合情合理的中间阶段系列。当然这并不意味着这些现代的中间階段就真正代表了其古代的类型，但这的确显示了处于这样中问阶段的动物是能够工作的 [书摘119] 事实上，鹦鹉螺本身就有点怪自从它的祖先开始进化出一只小孔眼到至今的亿年过程中，为什么它从来没有找到晶状体的秘密?晶状体的优点是它使得图像既清晰又明亮让鹦鹉螺困惑的是它的视网膜的质量显示，它可以真正地、极大地、迅速地受益于一个晶状体它的情况，就好比一个高保真系统有着出色的扩喑器但留声机的唱针却是生锈的。在遗传的多维空间里鹦鹉螺看上去就像是坐在一扇明显轻轻一碰即可打开的进化一。大门的外面泹它却没有迈出这细微的一步。为什么没有昵?苏塞克斯大学的麦克尔兰--无脊椎眼的最重要权威--曾为之迷惑我同样也如此。是鹦鹉螺的胚胎发育过程中没有产生必要的突变吗?我不愿相信这一点但我没有更好的解释。至少鹦鹉螺戏剧性地表明了这一点即一只没有晶状体的眼睛，要比根本无眼的状态要好 呃，我依然还在这儿我把过氧化氢倒进对苯二酚里，当然什么事也没发生。它甚至没有变热当然，我知道它不会：我不会那么鲁莽!"当这两种化学物质混合到一起时肯定会发生爆炸的"--这话说得相当简单、错误，尽管在众多动物学家的著述里经常被重复引用顺便说一下，如果你对投弹甲虫很好奇那么所发生的事实如下所述：它将滚热的过氧化氢和对苯二酚混合物喷箌敌人身上，这是真实的但除非是加入催化剂，否则过氧化氢和对苯二酚不会发生剧烈的化学反应这也是投弹甲虫所做的。 [书摘121] 有许哆动过手术的病人只有一只肺也能走来走去，而他们有些人的肺甚至只有普通健康人的肺的／3大小他们可以行走，但他们不能走得太遠也不能太快。这就是关键肺的面积逐渐减① 平方码=0．836平方米--编者沣少，其结果在生存方面并不会导致那种绝然的非生即死它对人能走多远、能走多快，是一个逐步的、持续的改变的结果的确，对人能存活多久这也是一个逐步的、持续的结果。死亡不会即刻降临箌一个肺部面积严重减少的病人身上当肺部面积减少到低于某个最适宜的点(以及当它增加到高于这个点时)，死亡的可能性就会渐渐变大 [书摘122] 有意思的是，许多现代鱼类保留了它们的袋子并将之用于完全不同的目的。尽管它最初可能是一只肺在进化的过程中它已变成叻一种囊状物--一种精巧的装置，可以用于长久的平衡身体里没有空气囊的动物通常比水略重，因此沉向水底这就是为什么鲨鱼必须不斷地游水以防止下沉。有一个大空气袋的动物比如我们就有着很大的肺，比较容易浮出水面在这个连续体系列中的某个地方，有着空氣囊的动物可能大小正好不沉也不浮，可以毫不费力地、平衡平稳地漂游这就是除了鲨鱼以外的现代鱼类得以完美的聪明之处。 [书摘123] 囿些至今依然存活的动物很漂亮地诠释了这个连续进化过程的每一阶段。青蛙的脚趾间布满很大的蛙蹼；树蛇的身体很平滑便于接触涳气；蜥蜴的身体有着翼；而各种各样不同的哺乳动物，它们的肢翼问都布满了蹼这让我们看到了蝙蝠翼的开端方式。 与生物学家的著述言论相反动物们不仅可能只有半只翅膀，毯 至可能只有l／4只翅膀或者是3／4只翅膀，等等当我们记得， 非常小的动物无论其形状洳何，它们很容易在空气中轻轻漂浮 那关于飞行的连续性的概念就变得更容易接受了。有说服丈的理由是存在着一个从小到大的无限嘚渐变统一体。 [书摘124] 从普通的分泌物到剧毒分泌物也有一个连续不断的、渐变的系列。 [书摘125] 5％的视力要比根本没有视力好5％的听力比根本没有听力好，50／0的飞行能力也比根本无法飞行好完全可以相信的是，我们看到的每个器官和组织实际上都是动物通过进化的空间嘚连续轨迹的产物，在这个轨迹上每个中问阶段都促进其生存和繁殖。在一只现实存活的动物身上无论哪儿的X，由二这个x都太复杂洇此不可能通过简单的一步即可产生。 [书摘126] 达尔文曾写过如下的话(在《物种起源》)： 如果任何复杂的器官被论证了不可能由无数的、连续刁=断的、轻微的改善而形成那么我的理论会完全被推翻。25年过去了我们了解的动植物数目要比达尔文多得多，而捷我看来一个并非甴无数连续细微的改善进化而形成的复杂器官--这仍不是一个很简单的事例。我不相信能找到这么一个李例如果它是--它必须是真正复杂的器官，而且如同在后面章节中将看到的那样，你必须通过"细微"的方式来熟知你的所摊--那么我将不再相信达尔文主义 [书摘127] 斯蒂芬高尔德嘚优秀论文《熊猫的拇指》就已经指出了一点：明显的不完美的恶态对进化的支持可能更甚于那些完美的形态。我只是给出两卟例子 [书摘128] 但这样就产生了一个问题，有一只眼睛总是朝下看着海底的沙地没有得到有效的利用。这个问题在进化中解决了下面的眼睛向上侧翻转移动。我们看到这个眼睛向上移动的过程在每条幼小的扁平骨鱼的发育过程中都发生过。一只小扁平鱼是在海面上开始其生命的咜生长对称，像鲱鱼那样也是垂直扁平的。但它的头骨开始以一种奇特的、非对称的、扭曲的方式生长着因此一只眼，比如左眼慢慢向头顶移动，并越过它到了另一面为止鱼生活在海底，两只眼睛都朝上看着就像是一幅奇特的毕加索式的画面。顺带提一下有些品种的扁平鱼右边朝上，有些则左边朝上其他则两边都有。 进化过程会因为中间状态的动物不具备优势而不会发生如果具备则最终可能实现--关于这一点，我的第二个例子与我们眼睛(以及所有其他的脊椎动物)的视网膜有关像任何其他神经一样，视觉神经是一根缆是一束各自"绝缘"的线，大概有300多万根这样的线每一根线从视网膜中的一个细胞连接到大脑。你可以设想它们将300万光电管的储藏库(事实上是300万個从更大数目的光电管收集信息的中继站)和处理信息的电脑连接起来它们从视网膜上被收集到一束之中，这就是眼睛的视神经 "多罗的法则"声明，进化是不可逆转的这经常与进步的不可避免性等许多理想化的无稽之谈混淆到一起，也经常与那些说什么进化违背了热力学苐二法则的无知的胡言乱语联系在一起没有理由可以证明为什么进化的通常趋势不能反转。如果有一个向更大的鹿角进化的趋势那么佷可能在接下来的进化中鹿角又变得更小。"多罗的法则"事实上是一个声明它宣布任何一个进化点不可能两次遵循同样的进化轨迹(或者是任何特殊的轨迹)，这在统计意义上是不可能的一个简单的突变步骤很容易逆转。但是对于更多步骤的突变来说即使是只有9个小基因的苼物形态，从数学上说所有可能轨迹的空间是如此之大，以致于两个轨迹抵达同一点上的机会也会变得极其小而那些基因数目更多的動物就更甚。"多罗的法则"没有任何神秘不可测之处它也不是我们可以在自然中进行测试的，它只是简单地遵循于可能性的基本法则 根據同样的理由，要把相同的进化道路进行两次也是不可能的。而且根据同样的统计数字上的理由，进化的两条线从不同的起点趋同到哃一终点这也是同样的不可能。 [书摘131] 进化的不同线路在许多细节点上显露出它们独自的起源比如，章鱼眼很像我们的眼但是与它们嘚光电眼连接着的线并没有像我们的那样指向光线。在这方面来说章鱼眼设计得更"聪明"。它们已经从一个很大不同的起点到达了一个楿似的终点。 [书摘132] 基本的推论是如果某一个设计足够好而进化一次，同样的设计原理也足够好从而在动物世界的不同部分，从不同的起点进化两次要阐述这一点，回声定位的形成就是最好的例子我们对回声定位的大部分知识都来自于蝙蝠(和人类的工具)，但这种定位方法也在许多其他不相关的动物种群中出现至少有两个不同的鸟类种群是这样做的，海豚和鲸鱼在这方面也达到了一个很复杂的高度洏且，它差不多肯定是被至少两种不同种类的蝙蝠各自独立地发现的能够做回声定位的鸟类是南美的油鸟和远东的金丝燕，其巢被用作燕窝两种不同类型的鸟巢都筑在洞穴的深处，很少或根本没有光线能够照进这样的洞穴而且两种鸟都在夜问利用它们的叫声所产生的囙音来航行。它们所发出的声音不是超声波因此它们的叫声都能被人类听到，就像蝙蝠那种更特殊的声音一样的确，这两种鸟看来都沒有将回声定位发展到像蝙蝠那样复杂精密的高度它们发出的声音不是调频(M)，它们看上去也不适合于多普勒转换速度测量像水果蝙蝠(ROUSEUS)--樣，它们可能只是记录了在每一个声音及其回音之间的那段无声的时问问隔 在这个例子里，我们能肯定两种鸟创造了不同于蝙蝠的回声萣位而且在这两种鸟之间，其回声定位的方法也是不相同的其理由是进化学家频繁使用过的。 [书摘133] 其遵循的一点是：回声定位技术已茬蝙蝠和鸟类身E单独发展了就像这项技术亦由英国、美国和德国科学家单独研发一样：同样的理由，在更小规模(数量)上导致了一个结论：油鸟和金丝燕的共同祖先也没有使用回声定位而这两种鸟各自独立地发展了同样的技术。 [书摘134] 在哺乳动物里蝙蝠也不是惟一独自发展了回声定位技术的种属。有几种不同的哺乳动物如嗣鼯、老鼠和海豹，就像盲人一样在一定程度上也使用了回声定位技术，但在精密复杂程度上惟一能与蝙蝠媲美的是鲸鱼 [书摘135] 锯齿鲸包括抹香鲸、杀人鲸和各种各样的海豚，所有这个种类都用它们的下颌捕食相应大尛的猎物如鱼类和鱿鱼等等。有些锯齿鲸(其中只有海豚被彻底研究过)它们的大脑中已经进化成功了复杂的回声装置。 [书摘136] 海豚能发出┅串迅速的尖尖的高音其中一些我们能听到，一些是超声波海豚头部的前方的鼓状物(即"瓜")看上去很巧合地类似尼姆欧(NMROD)预警监视飞行器那奇怪的鼓起的雷达天线罩。"瓜"与向前发送声纳信号有关系但它确切的工作尚未完全明了。在蝙蝠的例子里有一个相对较慢的发出声喑的"速度"，当动物靠近猎物时上升到一种高速度(每秒发出400次声音)的嗡嗡声。即使这个速度相对较"慢"但也是非常快的。居住在河水中的河豚可能是技能最为娴熟的回声定位者但是一些海中的海豚在测试中显示出其技能也是相当的好。一种生活在大西洋的宽吻海豚仅使用其声纳系统就可以区分圆形、四方形和三角形。在两个目标距离约为7码而两者之间的区别只有l／4英尺①时，它也能分辨两个目标孰近孰远它能在70码范围内觉察出相当于高尔夫球一半大小的钢球。它的这种能力在强光下不如人类的视力但在月光下可能就比人类视力要恏得多了。有一个很有意思的联想亦即，如果海豚使用回声定位它们也许可以毫不费劲地以"心理图像"进行相互交流。它们需要做的是用它们极其多样的发音能力来模拟回声从一个特殊目标产生的声音模式。这样它们就能够互相传递这些目标的心理图像。这些令人欣聞的联想并没有证据可以提供理论上，蝙蝠能做同样的事但由于海豚通常更喜欢群居，所以它们的可能性也更大一些而且它们也许仳蝙蝠更"聪明"一些，但这并不是一个有必要的相应考虑事项 目前为止，没有发现有任何昆虫和任何鱼类能使用声纳系统但有极其不同嘚两种鱼，一种在南美另一种在非洲，它们发展了某种类似的导航系统看上去差不多，也是很复杂也可以看做是对相同问题的有关聯的解决方案，尽管它们有很大差别它们就是所谓的弱电鱼。"弱"这个词使它们区别于强电鱼强电鱼使用电，却不是用于导航而是用咜的电场来电晕猎物。顺便提及一下这种电晕技术也是da),种不相关的鱼独9发展而来，比如电"鳗"(不是真正的鳗而是其形状类似真鳗)和电鳐。 [书摘138] 南美和非洲的弱电鱼相互之问有很大的不同但两者都生活在各自大洲的同类水体之中，水质很浑浊因此视力变得没有用处。对於它们赖以生存的物理原理--水中的电场我们的所知还远不如我们对蝙