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活的地球
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宇宙的演化的一大神秘之处在于，一个整体不知怎么就在其众多部分的基础上涌现了出来。一颗恒星与一个原子大相径庭，但恒星又是从巨大的原子云中形成的。类似地，一个活细胞也不同于一个分子，但细胞最终从聚集的大量分子中涌现了出来。
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这种涌现最壮观的例子之一便是地球作为一个整合的系统的出现，从其上成千上万亿的生命和非生命部件中涌现出了我们这颗高度相互关联的行星。有些科学家甚至大胆主张，地球本身是有生命的，也就是说，它在主动调控着大气的温度或海洋的盐度。这或许太过激进，但至少有一点我们可以说，那就是我们还尚未发现存在任何其他地方，有着地球这样的复杂整合程度和相互关联程度。
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促成这个整合系统的出现的第一步是生命在地球上的散布。这些具备适应能力的细胞很快占据了海洋的各个深度。它们也开始飞上天空，成为大气的一部分。它们还离开了水，让自己的踪迹遍布陆地。不论是在冰冷的严寒中，还是在超过沸水的高温下，它们的身影都能被找到。
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在这个扩张过程中，从某一刻开始，生命成了不只是这颗行星上的乘客，而且是与大气、海洋和陆地一道塑造行星面貌的合作者。比如，生命的活动就对海洋和大气的化学构成产生了深刻的影响。
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在生命逐渐参与到整个行星系统的运作后，一次伟大的涌现发生了。一颗活的行星（只是在这个意义上说它是活的，即它是一个复杂的、自组织的系统）出现了，而它具备维持生命所需的精细条件的能力。
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比如，地球的表面温度上下不能偏离太大，否则生命就会消失。我们曾经以为，地球的平均温度适宜生命存在是因为地球恰巧与太阳保持着合适的距离——一亿五千万千米。然而，借助二十世纪关于核聚变和恒星结构的发现，我们现在知道了，在过去四十多亿年里，我们太阳的温度提高了将近百分之二十五。
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这意味着，地球在不断调整着自己，以便将表面温度保持在一个使得生命可以兴盛的狭窄区间当中。通过利用光合作用吸收大气中的二氧化碳，地球改变了大气的成分，从而在太阳逐渐升温的情况下维持着自身温度的稳定。这种生命与非生命之间相互调适的舞蹈改变了我们以往对于这颗行星的观点。地球并不只是生命存在其上的一个大岩石球，它也是生命和非生命的一个具有创造性的共同体，能在漫长的时间里调整自己，从而延续甚至深化自身蓬勃的存在。而这种自我调整的动态过程之所以可能，正是由于生命最核心的能力——其适应能力。
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宇宙的历程 第六章 生存与死亡
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生命复杂性的这种不断深化之所以会发生，是因为生命能够广泛适应各式各样的生存条件，并能够记住这些适应方案，有时甚至长达数十亿年。生命的几乎所有基本活动都仰赖于其适应能力和记忆能力。相关证据我们随处都能找到。试想我们的食物，比如谷物，它们是由众多不同种类的复杂有机分子构成的。当我们食用它们时，如果要想将它们消化和吸收，它们需要被小心分解，并以一种新的方式加以重组。而这个复杂的生理过程是由亿万年前的单细胞祖先通过试错发现的。它们虽然现在早已不在，但它们的心血没有白费，它们的发现被记住，保留至今。所以在我们吃饭时，谷物被消化、吸收，转化为我们的皮肤、肌肉和器官，只是因为生命记住了自己以前作出的重要发现。
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毕达哥拉斯的洞见或许可以帮助我们思考生命的记忆的性质。毕达哥拉斯相信，宇宙的本质不是水、火、土、气或任何诸如此类的实体物质。宇宙的本质是数，其核心可以通过模式揭示出来。
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这看上去是种奇怪的思想。生命如此丰富多彩，其根本性质怎么能是抽象的数或模式呢？按照传说，毕达哥拉斯发现了乐音与数之间的关系，并深深为之所吸引。悦耳的音乐有赖于振动频率的特定比例。而一旦这个比例有所变动，音乐就变得难听起来。
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基因变异与自然选择
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生命与模式之间的这种深层次关联使得生命能够记住自己以前作出的重要发现。这也正是我们身体里DNA的基因所做的事情。在其核苷酸的特定序列中，基因记录了生命的种种模式。我们吃进去的谷物被多种蛋白质所转化，整个过程中的一种关键蛋白质是细胞色素c。细胞色素c在数十亿年前首次被组装出来，而它现在仍存在于我们体内，这是因为有关其结构的信息存储在了我们DNA的基因中。生命当初并没有小心地把实际的分子一代代传递下来，相反，它传递的是其本质，以核苷酸的模式的形式。借助该模式，现在我们的身体就能制造出新一批的细胞色素c，进而在它的帮助下把田地里的谷物转化我们的血肉。
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细胞色素c的出现实际上是一个恢弘的事件，这一点很容易为我们所忽略，因为我们不会本能地意识到这其中所涉及的诸多过程，或者这些过程所耗费的大量努力和能量。我们会使用诸如“细胞色素c被制造出来”这样的说法，但除非我们有意识地注意这种说法的意涵，否则我们很容易落回常规思维方式的窠臼。我们会想象，在遥远过去某处的一个生物工厂里，这种分子被首次设计和制造出来，然后那里的工程师团队又会继续着手设计下一个分子。然而，真实的历史要比这有趣得多。
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生命的适应能力有赖于DNA分子出现随机的变化。核苷酸的模式随机发生变化，这导致在细胞内生成不同的蛋白质。可能在以这种方式生成了数百万计的不同蛋白质之后，才出现了一个后来被称为细胞色素c的分子。它能够帮助所在的有机体生存下去，这也使得这种基因模式在种群中扩散开来。正是这个两步的过程（大量的试验被尝试，然后成功的模式通过基因被记住）使得我们现在能够安心咀嚼一片面包，把它转化为自己心脏组织的一部分。
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虽然生命的创造性是一个不断摸索，有时甚至不无混沌的过程，但它同时也是一个不断学习的过程。“学习”一词在现代通常指的是某个个体获得了新的能力。但透过生物演化的新发现，我们对于古老的演化过程有了一个新的认识：生命的演化过程可以被理解为一种更高层次的“学习”。这怎么说？我们不妨从一个简单的问题开始：“是谁学会了将食物转化为自己身体的一部分？”显然我们人类与相关生理过程的建构一点也没有关系。同样我们也无法想象，最早生成细胞色素c的早期细菌会预料到自己的发明有朝一日将派上什么用处。所以获得了这个新能力的不是某个个体，而是生命的整个适应和记忆过程。是作为整体的生命学会了消化吸收各式食物。
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当我们今天开始意识到，我们生命的能量源自于宇宙最初的大爆炸，我们身体的原子源自于古老恒星的爆炸，而我们生命的模式源自于数十亿前的许多祖先时，我们也不要忘了欣赏生命这种记住过去并在现在加以重现的精致方式。生命会适应。生命会记忆。生命还会学习。
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感觉与视觉
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我们之所以如此难以把握生命在适应过程中所使用信息的规模之大，是因为我们人类寿命短暂，相对于宇宙时间来说微不足道，只有不到其亿分之一。所以我们在试图理解宇宙时所面对的一大挑战就是，要努力克服我们的这些天然偏见，即认为世界向来是我们现在所见的样子，并且将来仍会与现在差不多一个样子。
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当我们意识到，甚至连我们借以感觉宇宙的动态过程的各种手段也是这些动态过程的一部分时，我们对于宇宙这种不断变化的本质就开始有了某种认识。我们的视觉，我们的听觉，我们的触觉——所有这些感觉都是在亿万年的时间里逐步形成和深化的。我们有眼会看，这只是因为地球长久以来一直致力于视觉的发明和改进。并且这个过程还远未完结。
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甚至某些种类的细菌（生命最初的形态）已有了趋光性。但有化石记录的最早的眼睛出现在约五亿年前的三叶虫身上。三叶虫的眼睛由众多透明的方解石杆构成，每根杆都允许光线垂直射入而不产生折射。这样三叶虫就能够看到每根杆方向上的情况。这种原始的视觉形态被证明是如此成功，我们甚至现在还能在苍蝇和龙虾的复眼那里见到。
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还有一种完全不同的视觉形态在蠕虫和鱼类身上独立发展了出来。这种眼睛不是由固体的矿物，而是由可水解的蛋白质构成的。这种视觉形态我们就熟悉多了，因为我们人类与鱼类有着共同的祖先，因而有着同种类型的眼睛。我们也惊讶地发现，这两种视觉形态并没有优劣之分，而是各有特点——复眼更适应于接收紫光和紫外线，水基的眼睛则更适应于接收观察红光。见于视觉的这种多样性在生物演化进程中出现的其他感觉那里也可以见到。
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