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要是我问一个工程师：蒸汽机如何运转？对于令我满意的答案我有一个相当清楚的概念，知道一般而言它该是什么样的。我与朱利安·赫胥黎（Julian Huxley，1887～1975，生物学家）一样，要是这个工程师说“牵引力”，我不觉得受用。要是他继续大谈什么“整体大于部分的总和”，我就会打断他：“别说那个了，告诉我它如何运转。”我想听的是：这台蒸汽机的各个零件如何互动，导致整个蒸汽机的行为。一开始我会接受以非常大的零件做单位的解释，那些零件的内部构造与运转也许非常复杂，迄今仍无从解释。一开始就令人满意的解释，使用的单位也许是“燃烧室”、“锅炉”、“汽缸”、“活塞”、“蒸汽阀”。工程师一开始不必解释它们每一个是怎么运转的，只要说出它们的功能就可以了。我会暂时接受，不追问它们怎么会有那些功能。知道了每个零件是做什么的，我就能了解它们如何互动，造成整个引擎的运转。
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当然，然后我会随意询问每个零件的功能从何而来。我先接受蒸汽阀是调节蒸汽量用的，这个知识帮助我了解整个引擎的行为，现在我回过头来对蒸汽阀十分好奇。在零件中有个层级结构。我们解释任何层级的零件的行为，都以那个零件的组件为起点，弄清楚各组件的功能，暂时不问那些功能的来由。我们将层级结构揭开，一层层揭掉，直到那些组件简单到我们不再觉得需要解释为止—就日常生活需要而言。举例来说（这也许对，也许不对），我们大多数人都不认为铁活塞棒的性质是个问题，我们接受它作为单位来解释复杂机器，只要那些机器有铁活塞棒。
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当然，物理学家不会认为铁活塞棒是理所当然的玩意儿。他们会问：为什么铁活塞棒是坚硬的？然后继续从事揭露零件层级的工作，直到基本粒子与夸克的层次。但是我们大多数人都觉得人生苦短，就不追随他们了。复杂的组织中，解释任何一个层次，通常向下揭开一两个层次就能令人满意了，不必穷究。汽车的行为以汽缸、化油器、火星塞就能解释。没错，这些零件每个都在一个解释金字塔的塔尖上，下面还有许多层零件与解释。但是，要是你问我汽车是怎么运转的，而我从牛顿定律与热力学定律讲起，你会认为我太虚矫了，要是我从基本粒子谈起的话，铁定是在蒙人（obscurantist）。汽车的行为，追根究底，得用基本粒子的互动解释，这绝无疑问。但是，以活塞、汽缸、火星塞的互动解释，最为实用。
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电脑的行为可以用半导体电子闸门之间的互动解释，接下来，这些半导体电子闸门的行为，物理学家以更低层级的零件解释。但是，就大多数目的而言，要是你想从上述层次了解整个电脑的行为，根本就是在浪费时间。电脑里有太多电子闸门，它们之间的互动更难以计数。令人满意的解释只能容纳很小数目的互动，数量小，我们的脑子才能有效处理。要是我们想了解电脑的运转，我们偏爱的是以六个主要组件为基础的解释，这六个主要组件是内存、中央处理器、硬盘、控制组件、输入/输出控制组件，就是这个道理。了解了这六个主要组件的互动之后，我们也许会想知道它们的内部组织。只有专门的工程师才可能深入AND闸门与NOR闸门的层次，只有物理学家才会继续深入，到达追问电子在半导体中如何行为的层次。
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对那些喜爱什么“主义”之类的词的人来说，我这种了解事物运作原理的路数，最俏皮的名字也许是“层级简化主义”（hierarchical reductionism）。要是你读时髦的知识分子杂志，你也许已经注意到了：“简化主义”是那种只有反对它的人才会使用的词，就像原罪（sin）一样。在某些圈子里，你说自己是“简化主义者”，会让人觉得你承认了你吃了婴儿。但是，没有人吃过婴儿，也没有人真的是值得反对的“简化主义者”。莫须有的“简化主义者”—人人反对，但只在他们的想象中存在的那种人—直接以最小的构成零件解释复杂的事物，根据这个神话的某个极端版本，他甚至认为零件的总和等于复杂的整体。另一方面，层级简化主义者对于任何一个组织层级上的复杂实体，只以下一层的实体解释；那些实体本身也可能非常复杂，必须以组成零件的互动解释；就这样简化下去。用不着说，适用于较高层级的解释种类，与适用于低层次的解释种类非常不同—可是据说神秘的食婴简化主义者反对这种看法。这正是以化油器而不以夸克解释汽车的关键。但是层级简化主义者相信化油器可以用更小的零件解释，更小的零件最终要以最小的基本粒子解释。以这个意义而言，所谓简化主义不过是个代名词，指的是了解事物如何运转的真诚欲望。
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这一部分我们以一个问题开场：对于复杂的事物，什么样的解释才令我们满意？前面的讨论从机制下手：这事物如何运转？我们的结论是：复杂事物的行为应该以组件的互动来解释，而组件可以分析成有序的层级结构。但是另一种问题是：复杂的事物如何出现的？这个问题是本书的核心，我不打算在这里多做演绎。我只想提一点：适用于了解机制的一般原则，也适用于这个问题。复杂的事物就是我们不觉得它们的存在是不需要解释的事物，因为“那太不可能了”。它们不会因为一个偶发事件就出现了。我们解释它们的存在，是把它们当作一个演变过程的结果，最初是比较简单的事物，在太古时代就存在了，因为它们实在太简单了，偶然的因素就足以创造出来，然后渐进、累积、逐步的演变过程就开始了。前面已经讨论过，我们不能用“大步简化论”（以夸克解释电脑）解释机制，而应该以一系列规模比较小的步骤从事，就是从高层逐级揭露各层的组件互动模式；我们也不能说复杂的事物是以“一步登天”的模式出现的。我们还是必须诉诸一系列小的步骤，这一次它们是以时间序列安排的。
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牛津大学的物理化学家阿特金斯（Peter W. Atkins）写过一本文字优美的书《创造》（The Creation，1981），他一开始就写道：
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我将带你的心灵出外旅游。这是一趟理解之旅，我们会造访空间的边缘、时间的边缘、理解的边缘。在旅途中，我会论证：没有不能了解的事物，没有不能解释的事物，每个事物都极为简单……宇宙大部分都不需要解释。例如大象。一旦分子学会竞争，学会以自己为模版创造其他分子，大象以及像大象的事物，就会在适当的时候，出现在郊外，漫步。
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阿特金斯假定：一旦适当的物理条件就绪，复杂事物的演化，也就是本书的主题，就是不可避免的。他问道：为了使宇宙以及后来的大象与其他复杂事物，有一天必然会出现，最小的必要物理条件是什么？一个非常懒惰的创造者至少该做什么设计？从一个物理科学家的观点来看，答案是创造者可以无限的懒惰。为了了解万物的生成，我们必须假设的基本原始单位，要不是零（空无）（根据某些物理学家），就是极为简单的玩意儿（根据其他的物理学家），简单到不值得麻烦他老人家。
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阿特金斯说大象与复杂的事物不需要任何解释，但是那是因为他是物理科学家，将生物学家的演化论视为理所当然。他并不真的认为大象不需要解释，而是他很满意生物学家可以解释大象，生物学家也可以把一些物理学的事实当作理所当然。因此，他的任务是为我们生物学家辩护，证明我们将那些事实视为理所当然是正当的。他做得很成功。我的立场与他的互补。我是一个生物学家。我将物理学事实、简单世界的事实视为理所当然。要是物理学家对于那些简单事实是否已经了解透彻了还没有共识，那不是我的问题。我的任务是以物理学家已经了解的（或正在研究的）简单事物解释大象以及复杂事物的世界。物理学家的问题，是终极起源与终极自然律的问题。生物学家的问题是“复杂”。生物学家尝试以比较简单的事物解释复杂事物的机制与起源。当他触及可以放心地移交物理学家接手的，就会认为他的任务已了。
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我知道我对复杂物体的刻画—不是以后见之明定义的“统计上的极小概率”—也许看来个人色彩太过浓厚。我将物理学说成研究“简单”的学问也一样。要是你偏好某个其他定义“复杂”的方式，我不在意，我愿意与你讨论。我在意的是：不论我们把我称之为“复杂”的性质叫作什么，它都是一个重要的性质，需要费时间解释。它是生物物体的特征，并将生物物体与物理物体区别开来。我们提出的解释绝不能与物理定律抵触。我们的解释会利用物理定律，也只会利用物理定律。但是我们运用物理定律的方式很特别，物理学教科书中一般不会讨论到。那个特别的方式就是达尔文的方式。我会在第三章以“累积选择”（cumulative selection）这个名目介绍它的精义。
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现在我要追随培里，强调我们想解释的问题的重要性、生物复杂的巨大程度以及生物设计的优美简洁。第二章要举一个特别的例子做广泛的讨论，那就是蝙蝠的“雷达”，在培里之后很久才发现的。这里我放了一张眼睛的图（图1），图中还有两幅局部放大图—培里想必会爱死了电子显微镜。图1上方，是眼睛的解剖图，显示眼睛是一个光学仪器。眼睛与照相机十分相似，那是不用说的。虹膜负责调节瞳孔。晶状体负责调整焦距，它其实是一个复合透镜系统的一部分。调整焦距的方式是改变晶状体的形状，以睫状肌达成这个目的—看近处的事物，睫状肌就收缩，使晶状体变厚，表面弧度增大。（变色龙的眼睛调整焦距的方式是向前或向后移动晶状体，和照相机一样。）影像投射在眼球后面的视网膜上，视网膜有好几层感光细胞。
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图1
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图1的中间是视网膜切片的放大图。光线由左方进入。感光细胞不是光线最先撞见的，它们位于视网膜内面（接近眼球表面），背向光线。这个奇怪的安排后面还会提到。光线首先撞及的，事实上是神经节细胞（ganglion cells）层，神经节细胞构成感光细胞与脑子之间的“电子界面”。实际上，神经节细胞负责将信息以复杂的方式先处理过，再传送到脑子，在某些方面“界面”这个词不能表达出这个功能。“卫星电脑”也许是个比较恰当的名称。神经节细胞的传出神经纤维在视网膜表面延伸，一直到“盲点”，它们在“盲点”钻透视网膜，形成输往脑子的主要干线—视神经。“电子界面”中有300万个神经节细胞，它们收集到的信息来自1.25亿个感光细胞。
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图1的下方是一个放大的感光细胞，杆状细胞。你观看这个细胞的精细结构的时候，千万记住：同等复杂的玩意儿每个视网膜都有1.25亿个。而且同等的“复杂”在每个身体里都重复一万亿次。1.25亿这个数字，约等于高质量杂志照片分辨率的5000倍。图上杆状细胞的右侧是一沓质膜圆盘，其中包括光敏色素，这沓圆盘是实际的收集光线结构。它们的堆栈组织，提升了捕捉光子的效率。第一个圆盘没有捕捉到的光子，也许第二个会捕捉到，第二个没有，也许第三个会。结果，有些眼睛可以侦测到一个单独的光子。摄影家可以买到的速度最快、最敏感的底片，侦测一个点光源，需要的光子是眼睛发现光子的25倍。杆状细胞的中段有许多线粒体。线粒体不只感光细胞有，大多数细胞都有，每一个都可以说是一座化学工厂，可以处理700种不同的化学物质，主要产品是可以利用的能源。图上杆状细胞的左侧圆球是细胞核。所有动物与植物细胞都有细胞核。每个细胞核都有一个以数字编码的数据库，信息量比一套《大英百科全书》（30册）还大。这只是一个细胞呢！还记得身体有多少（携带同样数量信息的）细胞吗？
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图1下方的杆状细胞是一个单独的细胞。人的身体大约有10万亿个细胞。当你享受一块牛排的时候，你毁掉的信息量相当于1000亿套《大英百科全书》。
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盲眼钟表匠：生命自然选择的秘密 [:1700267675]
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盲眼钟表匠：生命自然选择的秘密 第二章 良好的设计
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自然选择是盲目的钟表匠，说它盲目，是因为它并不向前看，不规划结果，眼中没有目标。然而自然选择的结果活生生地在我们眼前，都像是出自大师级的钟表匠之手，令我们惊艳，在我们心中产生这些都是经过设计与规划的幻象，令我们难以释然。本书的目的是以令读者满意的方式解决这个矛盾，本章的目的是让读者进一步体验设计幻象的力量。我们要研究一个特定的例子，我们的结论会是：说起设计的复杂与美妙，培里甚至连边都没有沾到。
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要是一个活的生物或器官具有某些特质，我们怀疑它出自一个聪明、博闻的工程师之手，使它能够达成某个合宜的目标，例如飞行、游泳、观看、进食、生殖，或提升比较一般的生物功能，使体内基因的生存、复制机会增加，我们就会说它有良好的设计。没有必要假定生物的身体或器官符合工程师心目中的最佳设计。任举一个例子，往往可以发现一个工程师的最佳表现会被另一个工程师的最佳表现超越，技术史上更不乏晚出转精的例子。但是，一个东西要是是为了某个目的设计出来的，任何工程师都认得出来，即使设计得很糟，通常他只需观察那东西的结构，就能想出它的目的。第一章里我讨论的大多是这个问题的哲学面相。这一章我要讨论一个特定的实际例子，我相信每个工程师都会觉得这是个让人开眼界的例子，这就是蝙蝠的声纳（“雷达”）。我每一个论点，都以一个生物机器面临的问题开场，然后讨论一位明智的工程师可能提出的解决方案，最后说明“自然”实际采用的方案。当然，我举这个例子只是用来说明：要是蝙蝠能让工程师觉得开眼，那么类似的生物设计就多得数不胜数了。
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蝙蝠有个问题：如何在黑暗中找路，知所趋避？它们在夜间猎食，无法利用阳光寻找猎物，避开障碍。你也许会说：如果这叫问题，也是它自找的，干吗不在白天狩猎，改变习惯不就结了？但是白日营生已经有其他生物竞争得你死我活了，例如鸟类。因为夜里的活计尚有余地，而白天的活计已僧多粥少，所以自然选择青睐那些成功地在夜里干营生的蝙蝠。看官，夜里营生这活计也许是咱们哺乳类祖上传下的。想当年恐龙独霸陆地，日间活计全是它家天下，咱们祖辈能活下来，也许全因为它们发现夜里的糊口之道。要不是6500万年前所有恐龙神秘地灭绝了，咱祖爷爷还见不得清平世界、朗朗乾坤呢。哺乳类那时起才大量进占昼间经济的区位。
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