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盲眼钟表匠：生命自然选择的秘密 [:1700267676]
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盲眼钟表匠：生命自然选择的秘密 第三章 累进变化
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生物不可能全凭偶然因素出现在世上，因为生物的“设计”既复杂又优美，我们已经讨论了。那么它们是怎么出现的呢？答案是：它们源自一个累积的过程，逐步从非常简单的开始，变化成今日的模样。地球上生命演化的起点是太古时期的某些实体，它们因为实在太简单了，只因偶然的机缘就在世上出现了。这是达尔文提出的答案。演化是个逐步、渐变的过程，每一步骤—相对于前一步骤—都非常简单，跨出去全凭机缘。但是整串连续步骤却不是个随机过程（chance process），从终点产物的复杂程度就可以看出，相形之下起点的朴素模样反而令人惊讶。引导这个累积过程的是“非随机存活”。本章的主旨是：这一累积选择的力量本质上是个非随机过程（nonrandom process）。
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要是你到布满卵石的海滩散步，一定会注意到卵石的散布不是毫无章法的。通常小卵石集中的区域沿着海滩一路上都有，并不连续，较大的卵石集中在不同的区域，错落其间。那些卵石已经分类、安排、挑选过了。生活在海岸附近的人类部落，看见海滩上卵石的分布，也许会觉得惊疑不置，认为那是“世上有过分类、安排”的证据，也许还会想出一个神话解释，“话说天上有一位巨灵，心思有条不紊、讲究秩序，卵石就是他安排的”。对这样的迷信观念我们也许会展露高傲的微笑，向“土人”解释：那种看来经过安排的现象，其实是物理学的盲目力量完成的，以海滩上的卵石分布而言，海浪是肇因。海浪没有目的也没有意图，没有井然的心，甚至根本没有心。海浪起劲地冲击海滩，将卵石抛向前方，不同大小的卵石，以不同的方式反应海浪的力量，落在或远或近的区域里。于是一个没有经过心灵计划的小型秩序就从混沌中出现了。
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有些系统会自动创造出非随机现象，海浪与卵石就构成了一个简单的例子。世上到处是这样的系统。最简单的例子我想是个洞。只有比洞口小的东西才会掉进去。也就是说，要是你在洞口上随意堆放一堆东西，并出力随机地摇晃、推挤它们，过了一段时间后，洞口上与洞口下的东西就会出现非随机分布。洞口下的空间里，东西比洞口小，洞口上则是比洞口大的东西。不消说，人类老早就懂得利用这个简单的原理创造非随机分类了，我们叫作筛子的东西不就是吗？（译按：可参见唐朝李洞的《喜鸾公自蜀归》诗中“扫石月盈帚，滤泉花满筛”。）
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太阳系很稳定，是绕日的行星、彗星与小行星碎块组成的，这种行星绕恒星公转的系统在宇宙中似乎不少，我们的只是其中之一。这种系统中，行星越接近恒星，公转速度就得越快，不然无法对抗恒星的引力、停留在稳定的轨道上。任何一条轨道，只有一个速度能使行星（或彗星、小行星）稳定公转而不逃逸。要是它以其他速度绕行，不是脱离轨道冲向太空深处，就是坠毁在恒星表面上，或进入另一条轨道。要是我们观察太阳系的行星，瞧！好家伙！它们每一个都以恰好的速度在恰好的轨道上稳定地公转。难道是神意设计的奇迹？不是，只不过是另一个自然“筛子”罢了。很明显，我们见到的所有绕日行星必须以特定速度绕行太阳，不然就无法稳定地停留在它们目前的轨道中—我们就不会看见它们在那里了。同样明显的是，这不能当作证据，说行星轨道是“有意识的设计”。
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这种从混沌中“筛”出的简单秩序，不足以解释我们在生物界观察到的大量非随机秩序。门都没有。还记得号码锁的例子吗？可以简单“筛”出的秩序，约略相当于只要拨对一个号码就能打开的锁：很容易凭巧劲儿就打开了。我们在生物系统中见到的“非随机”现象，相当于一个巨大的号码锁，必须转不知多少次、输入多少正确的数字才打得开。就拿血红蛋白（红血球中携带氧气的分子）来说好了。将组成血红蛋白的所有氨基酸全拿在手边，随意把它们组合起来，想凭巧劲儿就组成血红蛋白分子，你可知需要多大的运气？大到不可思议。著名科学作家阿西莫夫（Issac Asimov，1920～1992）与其他人就以这个例子有力地论证生物界的秩序不可能是偶然性的产物。
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血红蛋白分子是四条氨基酸链绞在一起构成的。我们只拿其中一条来讨论。这条链包括146个氨基酸。生物体内的氨基酸有20种。以这20种氨基酸组成一条含有146个氨基酸的链，可能的组成方式是个大得难以想象的数字，阿西莫夫叫它“血红蛋白数字”。它很容易计算，但是不可能写给你看。这146个氨基酸组成的链，第一个可能是20种氨基酸中的任何一种。第二个也一样。因此头两个氨基酸的可能组合就有20×20种，就是400种。这条链头三个氨基酸的可能组合方式是20×20×20，就是8000种。整条氨基酸链的可能组合方式，就是20自乘146次（20的146次方）。这是个令人头昏的大数字。100万是1后面跟着6个0。1万亿是1后面跟着12个0。我们正在计算的数字—“血红蛋白数字”—接近1后面跟着190个0。这就是我们需要的运气：在这么多“可能”中，瞎搞出一个血红蛋白分子来。然而，就人体的复杂性而言，血红蛋白分子只是九牛一毛而已。光凭单纯的筛选根本无从创造出生物体内的大量秩序。生物秩序的发展过程，筛选是核心成分，但是筛选无法说明生物秩序，差得远呢。为了解释这一点，我必须分别“单步骤”选择与“累积”选择。在这一章里到现在为止我们讨论过的简单筛子都是“单步骤”选择的例子。生物组织是“累积”选择的产物。
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“单步骤”选择与“累积”选择的根本差异是这样的。任何实体的秩序，例如卵石或其他东西，若由“单步骤”选择造成，就是一蹴而就的。在“累积”选择中，选择结果会“繁衍”；或以其他的方式，一次筛选的结果成为下一次筛选的原料，下一次筛选的结果，又是下下一次筛选的原料，如此反复地筛选下去。实体必须经过许多连续“世代”的筛选。一个世代经过筛选后，就是下一个世代的起点，如此这般每个世代都经过筛选。“繁衍”、“世代”两个词通常用在生物身上，我们借用它们是很自然的，因为生物是“累积选择”主要的例子。也许实际上生物是唯一的例子。但是目前我会暂时搁置这个议题。
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天上的云经过风的随机捏揉、切割，有时看来会像我们熟悉的事物。有一张流传很广的照片，显示耶稣的面庞在云中凝视世人，那是一位小飞机驾驶员拍的。我们都看过让我们想起什么的云，像是海马，或一张微笑的面孔。这种相似是“单步骤选择”造成的，换言之，“如有雷同，纯属巧合”，因此并不令人惊艳。夜空中的星座，要是你拿它们的名字对号入座的话，也不会感到惊艳，就像星象家的预言一样，不信的话，告诉我天蝎、狮子、白羊什么的在哪里。生物适应就不同了，总令人觉得不可思议。而生物适应是“累积选择”的产物。一只虫与一片叶子的相似程度，或一只螳螂与一丛粉红花的相似程度，我们会以不可思议、诡异、壮观等词来描述。一朵像黄鼠狼的云，并不能让我们目不转睛，连提醒身边的友人都不值得。此外，那朵云究竟像什么，我们也很容易改变心意。《哈姆雷特》第三幕第二景就有一段对话：
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哈姆雷特（王子）：你看见天边那朵云吗？像头骆驼的？
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波罗纽斯（首席国政顾问）：很大的那一朵？真像骆驼，没错。
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哈姆雷特：我觉得像一只黄鼠狼。（Methinks it is like a weasel.）
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波罗纽斯：它确实像只拱起背的黄鼠狼。
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哈姆雷特：或像一头鲸鱼？
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波罗纽斯：很像一头鲸鱼。
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有人说过—我忘了谁是第一个—给猴子一台打字机，让它在上面随意乱敲，只要时间足够，整套莎士比亚作品都能打出来。当然，关键在“只要时间足够”。让我们对这只猴子面临的任务做些限制。假定我们只期望它打出一个短句子，而不是整套莎翁作品，就说是“我觉得像一只黄鼠狼”好了，我们给它的打字机也是简化的，只有26个大写字母键，外加一个空位键。这只猴子需要多少时间才打得出这一个短句子？
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莎士比亚写这个句子，使用了23个字母，其中穿插了5个空位。我们假定猴子不断地尝试，每次都敲28次键。一旦敲出了正确的句子，实验就结束。要是不正确，它就得继续尝试。我不认得任何猴子，好在我有个女儿，才11个月大，对随意乱搞很有经验，我告诉她我想找猴子做的实验后，她就迫不及待地想扮演那只猴子。她在电脑上打出的实例我放在这页上，读者也许能够欣赏。
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