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《為什么偉大不能被計(jì)劃》第九章:徹底告別對目標(biāo)的幻想
《為什么偉大不能被計(jì)劃:對創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)造的自由探索》,作者是肯尼斯·斯坦利(Kenneth Stanley)和喬爾·雷曼(Joel Lehman),他們是目前享譽(yù)全球的創(chuàng)業(yè)公司OpenAI科學(xué)家。兩位作者持續(xù)多年扎根人工智能前沿領(lǐng)域,這本書是他們在科學(xué)研究的過程中蹦出的意外火花。他們在學(xué)校、TED、科研論壇等場合公開演講,讓這一新思維方式影響并激勵(lì)了許多人。他們自身也憑借寫入本書的“尋寶者思維”“踏腳石模型”“新奇性探索”等具體思維方法,在人工智能研發(fā)領(lǐng)域取得了飛躍式的突破和進(jìn)展,產(chǎn)生了一系列惠及人類的偉大創(chuàng)造。
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《為什么偉大不能被計(jì)劃》第十章:案例研究1,重新詮釋自然進(jìn)化
核酸造就了人類,使我們即使在月球上也能繁衍生息?!鳡枴な┢じ駹柭?Sol Spiegelman)
組成人體的每一個(gè)細(xì)胞都充滿了生命的活力。線粒體作為“發(fā)電廠”,通過氧化糖類為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量;核糖體則是蛋白質(zhì)“制造廠”,負(fù)責(zé)生產(chǎn)修復(fù)老化細(xì)胞膜或形成新細(xì)胞結(jié)構(gòu)所需的蛋白質(zhì);溶酶體負(fù)責(zé)清理細(xì)胞器“工廠”產(chǎn)生的代謝廢物;而細(xì)胞核作為“行政中樞”,通過DNA的構(gòu)成來調(diào)控細(xì)胞活動(dòng)。人類全身上下都由細(xì)胞構(gòu)成,但我們往往對這一事實(shí)并不在意。
人類身體里的每個(gè)細(xì)胞,都是一套極其精密的微型機(jī)器——每個(gè)細(xì)胞本身,堪比一座迷你城市。令人驚奇的是,人類個(gè)體的存在,都得歸功于五十萬億個(gè)細(xì)胞的團(tuán)結(jié)一致和協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。光從數(shù)字上看,人類體內(nèi)的細(xì)胞數(shù)量幾乎是世界人口的一萬倍。如果這還不能令你吃驚的話,現(xiàn)代科學(xué)還證明,正是“毫無章法的”自然進(jìn)化,創(chuàng)造并組織起了這個(gè)龐大的細(xì)胞集團(tuán),從而成就了現(xiàn)在的我們。
除此之外,自然進(jìn)化設(shè)計(jì)了這個(gè)星球上的每一種有機(jī)生物。地球上所有生命體都在同一棵不斷延展的進(jìn)化樹上相互關(guān)聯(lián)。從加利福尼亞州北部一株名為“亥伯龍神”(Hyperion)的海岸紅杉(樹齡700多歲,高115.92米),到印度尼西亞水域中的射水魚(能在9英尺,即2.74米外噴出水流擊落昆蟲),所有生物都是人類的親戚,雖然只能說是有十億分之一“共同基因”的表親,但每種生物都源出一脈:地球上第一個(gè)可自我復(fù)制的細(xì)胞。
通常,在試圖學(xué)習(xí)某樣?xùn)|西時(shí),只有理解了其運(yùn)行原理,所學(xué)才算是落到了實(shí)處,基礎(chǔ)部件和深層原理之間的聯(lián)系,也因此而變得更加清晰明朗。自行車運(yùn)作的原理,是踏板帶動(dòng)鏈條,鏈條帶動(dòng)輪子,車子才能向前走。不懂這個(gè)原理,你把自行車撂在一旁,放上一百萬年,也只能收獲一堆生銹的廢鐵。
我們所知的大多數(shù)事物,都因原理簡單而略顯無趣,因?yàn)椤八牢铩睙o法自主衍生新產(chǎn)品。但生物進(jìn)化是獨(dú)特的,因其能不斷地推陳出新,就像一臺永動(dòng)機(jī)。不同于自行車這類“死物”,如果你把“生命進(jìn)化”擱在那兒一百萬年,它完全可以自行衍化出一整套全新的生態(tài)系統(tǒng)。你對進(jìn)化研究得越多,就越覺得它不可思議。像人類大腦這般復(fù)雜的器官,怎會(huì)僅通過一個(gè)看似機(jī)械的過程,就能創(chuàng)造出來呢?正是這種懷疑論的存在,推動(dòng)了智能設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。
這些懷疑論者認(rèn)為,正如每一塊工藝精湛的瑞士手表背后都有一位才華橫溢的制表師,地球上形形色色的復(fù)雜生命體背后肯定也存在著一位天賦異稟、聰慧異常的“造物主”。但達(dá)爾文的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn),推翻了這種觀點(diǎn)。最終,一臺微有瑕疵的自我復(fù)制機(jī)器,就能夠展現(xiàn)出智能設(shè)計(jì)的“表象”。
想象一下,你有一臺能夠自我復(fù)制的機(jī)器,如果復(fù)制過程是精準(zhǔn)無誤的,那么這些機(jī)器其實(shí)沒什么看頭,因?yàn)槟阒荒艿玫綕M滿一倉完全一模一樣的玩意兒。如果自我復(fù)制的產(chǎn)物存在些許不完美,意外就隨之而來了。不完美的復(fù)制帶來的結(jié)果是,你最后會(huì)收獲一批五花八門的機(jī)器,因?yàn)槊颗_機(jī)器生產(chǎn)出的東西都與上一臺稍有不同。當(dāng)然,有些復(fù)制出來的機(jī)器可能存在毛病,失去了再次復(fù)制的能力,或者隨著時(shí)間的推移,另一些還能自我復(fù)制的機(jī)器可能會(huì)變成霸占大量資源的“吞金獸”,阻礙其他機(jī)器收集用來自我復(fù)制的金屬材料。
那些失去復(fù)制能力的機(jī)器,會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸生銹直至報(bào)廢,最終“斷子絕孫”。但在每一代復(fù)制品中,那些能自我復(fù)制的機(jī)器,總能留下一些與它們相似的“子嗣”,且繼承了父代的部分特性。這便是達(dá)爾文“物競天擇”理論的要義——只有具備復(fù)制能力且成功進(jìn)行了自我復(fù)制的生物,才能在進(jìn)化之路上走得更遠(yuǎn)。不精確的自我復(fù)制和自然選擇共同編碼了進(jìn)化過程,讓各類稍不完美但可自我復(fù)制的機(jī)器以不同的方式生存下去。如果你能讓這個(gè)過程持續(xù)幾十億年,便同樣會(huì)得到類似地球上的各類復(fù)雜生命體。
所以,我們最終得出的結(jié)論是,達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)的生物進(jìn)化過程便是那個(gè)神秘“造物主”的真身。事實(shí)上,我們幾乎沒有理由去質(zhì)疑自然進(jìn)化理論——不像那些智能設(shè)計(jì)論的擁護(hù)者——因?yàn)橹С诌M(jìn)化論的科學(xué)證據(jù)確鑿無疑。
盡管如此,因?yàn)檫M(jìn)化是非常復(fù)雜的過程,科學(xué)知識也在不斷地自我擴(kuò)張和質(zhì)疑,生物學(xué)家并不能完全理解地球生命進(jìn)化的方方面面。例如,關(guān)于生命確切起源的爭論,仍然沒有完全塵埃落定(雖然科學(xué)家們提出了不少令人信服的理論)。不同的生物學(xué)家對進(jìn)化也持有不同的解釋。這種分歧并未質(zhì)疑進(jìn)化這一過程本身,而在于看待進(jìn)化的角度,以及進(jìn)化過程中“有哪些因素使其如此強(qiáng)大且富于創(chuàng)造性”。換句話說,是關(guān)于“哪種力量在推動(dòng)進(jìn)化的過程中發(fā)揮了主要作用”這一問題,公說公有理,婆說婆有理。然而有一點(diǎn)尤為關(guān)鍵,即自然選擇在進(jìn)化中扮演了怎樣的重要角色?
自然選擇,又稱物競天擇,即某個(gè)在生存競爭中存活的生物個(gè)體,很可能會(huì)獲得更多的繁殖機(jī)會(huì),繼而將自己的基因擴(kuò)散至整個(gè)種群。因此,在自然選擇中,不利于生物生存的基因往往會(huì)隨著時(shí)間的推移而湮滅,而增強(qiáng)生物生存能力的基因則會(huì)被保留并發(fā)揚(yáng)光大。有時(shí)在大眾的認(rèn)知中,“自然選擇”這個(gè)詞似乎等同于“進(jìn)化”,但進(jìn)化不僅僅是自然選擇,進(jìn)化的動(dòng)力源不止一種,自然選擇只是其中之一。事實(shí)上,自然選擇是否比其他的推動(dòng)力更重要,已經(jīng)在生物學(xué)家群體中引發(fā)了激烈的爭論。舉個(gè)例子,最著名的一場辯論便發(fā)生在前文提到過的古爾德和約翰·梅納德·史密斯 (John Maynard Smith)之間,兩位都是業(yè)內(nèi)知名的進(jìn)化生物學(xué)家。古爾德認(rèn)為,進(jìn)化過程中機(jī)遇和歷史的重要性可能高于自然選擇,而史密斯則認(rèn)為自然選擇比機(jī)遇更重要。盡管兩人都認(rèn)可了進(jìn)化論,但在其解釋上存在分歧。
重要的是,選擇不同的解釋,將影響我們對進(jìn)化的理解。進(jìn)化到底是由自然選擇下的適者生存和繁衍來驅(qū)動(dòng),又或僅是一個(gè)分化的過程碰巧積累了不同的生命形式?合理的解釋可以幫助我們理解生命的多樣性,是如何在“無章可循”“無規(guī)無矩”的自然過程中產(chǎn)生的。本著這種精神,本章將以另一種解釋——從非目標(biāo)搜索的視角來審視自然進(jìn)化過程。
正如本書前幾章所述,本研究的一大動(dòng)機(jī)是為了明確非目標(biāo)思維作用于創(chuàng)造性發(fā)現(xiàn)時(shí),其是如何顛覆我們的視角的?但與此同時(shí),我們也希望對進(jìn)化的重新審視,能使我們獲得更深層次的理解。重要的是,我們的目標(biāo)不是要推翻既定的生物學(xué)理論。相反,我們提出了另一種觀點(diǎn),即有助于我們理解進(jìn)化的一種與眾不同的進(jìn)化論解讀方式——進(jìn)化如何能夠?qū)⒛切┎豢伤甲h的事情化為現(xiàn)實(shí)。但在介紹我們的新觀點(diǎn)之前,先來回顧一下,有哪些最常見的進(jìn)化解讀方式?以及為什么它們與目標(biāo)導(dǎo)向思維的聯(lián)系如此緊密?
進(jìn)化論中,最著名的一個(gè)觀點(diǎn),可能就是“適者生存”,其中“適者”是指生物學(xué)上的適應(yīng)性概念,即一個(gè)生命體平均能產(chǎn)生多少后代。雖然“適者生存”這個(gè)詞并非出自達(dá)爾文之口,也不是現(xiàn)代生物學(xué)家的慣用詞(他們更喜歡“自然選擇”這一術(shù)語),但“適者生存”還是成為公眾大腦中根深蒂固的觀念。不僅如此,這個(gè)詞還牢牢抓住了進(jìn)化背后的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力:更能適應(yīng)特定生態(tài)位的生物,往往比適應(yīng)性較差的同類更“多產(chǎn)”。
霓黃色皮毛的兔子在自然環(huán)境下更容易被捕食者發(fā)現(xiàn),其生存能力便會(huì)大打折扣,繼而黃色毛發(fā)的基因也不大可能會(huì)在整個(gè)兔子種群中廣泛傳播,因?yàn)閿y帶這種基因性狀的兔子存活率低,平均產(chǎn)生的后代也更少。另一方面,攜帶“飛毛腿”基因的兔子更有可能從捕食者的追逐中活下來,該基因便會(huì)在整個(gè)種群中擴(kuò)散,因?yàn)榕艿酶斓耐米樱畹酶L,繁殖機(jī)會(huì)也更多。所以這些基因,不管是表現(xiàn)出霓黃色皮毛,還是跑得更快的性狀,最終都會(huì)彼此競爭。結(jié)果兔子也被迫參與生存的競爭,因?yàn)樗鼈兝^承了相互競爭的基因。
這種關(guān)于“競爭”的觀點(diǎn),就將“適者生存”與目標(biāo)導(dǎo)向思維聯(lián)系起來。整個(gè)生存競爭的概念,就是通過競爭性來選出適應(yīng)性更強(qiáng)的生物,最終實(shí)現(xiàn)成為“最合適”或“最佳繁殖體”的目標(biāo)。我們希望能有一個(gè)比“最適者”更具體的目標(biāo),但這也促使我們開始思考“(進(jìn)化的目標(biāo))可能是什么”這一問題。像所有目標(biāo)驅(qū)動(dòng)型的檢索一樣,一項(xiàng)衡量生物某種能力的標(biāo)準(zhǔn)由此被確定(在本案例中就是“適應(yīng)性”),而進(jìn)化的目標(biāo)就是不斷提升和改進(jìn)這方面的能力。
出于類似的原因,“適者生存”使人們普遍將自然進(jìn)化視為生物之間的血腥競爭。如果只有最適者才能生存,那么大自然就會(huì)擺出“天地不仁,以萬物為芻狗”的姿態(tài),消滅所有“不符合目標(biāo)要求”的生物。正如丁尼生(Tennyson)所說,“大自然即鮮血淋漓的尖牙和利爪?!标P(guān)注進(jìn)化中的競爭性,會(huì)得出另一種觀點(diǎn),即大自然總是在努力地自我優(yōu)化和完善,那么有意思的問題來了——其目的何在?大自然想努力達(dá)成什么目標(biāo)?早期的進(jìn)化論者認(rèn)為,而且許多非專家人士仍然相信,進(jìn)化是進(jìn)步性的,是朝著某種完美目標(biāo)的方向發(fā)展,是對超級生命體的一種探索。這種解讀有時(shí)會(huì)將人類奉為當(dāng)下物種進(jìn)化過程的巔峰。換言之,從進(jìn)化的角度來看,相比細(xì)菌或者蟑螂,人類似乎是“更高等的進(jìn)化目標(biāo)”。
但即便從目標(biāo)的角度思考進(jìn)化問題,也存在著不同的解釋。進(jìn)化的目標(biāo)就是要明確地檢索到人類,此想法無疑是最幼稚的。這種“人類至上”的觀念,始見于早期人們對進(jìn)化樹的描繪——人類被突出地置于最頂端的樹枝上,言下之意便是,人類代表了進(jìn)化的進(jìn)步?,F(xiàn)今的大多數(shù)生物學(xué)家當(dāng)然不會(huì)贊同這種以人類為中心的觀點(diǎn)。事實(shí)上,如果人類真是進(jìn)化的既定目標(biāo),我們最終會(huì)遇上前文提及的、關(guān)于目標(biāo)的悖論:如果每一種由地球上第一個(gè)細(xì)胞衍化而來的生物體,在進(jìn)化過程中都向類人這一進(jìn)化的既定目標(biāo)靠攏,那么就永遠(yuǎn)不可能進(jìn)化出人類(作為最終參照物)。問題在于,與任何“高大上”的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)型檢索一樣,具備踏腳石特性的事物,與最終產(chǎn)物并不相似。比如扁形蟲——人類在進(jìn)化之路上的祖先之一,和人類毫無相似之處。所以進(jìn)化不可能一直在主動(dòng)地尋找人類,如若不然,人類永遠(yuǎn)都不會(huì)出現(xiàn)!因此,如果進(jìn)化確實(shí)是由某個(gè)明確的目標(biāo)驅(qū)動(dòng),那么這個(gè)目標(biāo)絕對不會(huì)是創(chuàng)造出人類。
那么這個(gè)目標(biāo)會(huì)是什么呢?一種可能性就是,如果人類并非進(jìn)化的既定目標(biāo),那么使我們進(jìn)化出有別于其他物種的特征,可能才是真正的目標(biāo)。比如智力也許是進(jìn)化的目標(biāo),而人類只是過程中的某一產(chǎn)物。但問題是,即便以此為目標(biāo),本書前文提到的關(guān)于反對執(zhí)迷于“高大上”長期目標(biāo)的內(nèi)容,在此仍然適用,因?yàn)橐勒障惹暗恼撌?,用于?shí)現(xiàn)智力這一進(jìn)化目標(biāo)的踏腳石,自身應(yīng)是不具備智力特征的(如前文所言,踏腳石和最終產(chǎn)物是毫無相似之處的兩種事物)。舉個(gè)例子,沒有人會(huì)知道遠(yuǎn)古時(shí)期的扁形蟲和其他昆蟲相比,誰有可能進(jìn)化出高等智能,但人類并非昆蟲的后代。從扁形蟲進(jìn)化到人類,如果要預(yù)先把這一路上所有的踏腳石都安排好,這對自由散漫慣了的“造物主”(進(jìn)化過程)來說太勉為其難了。我們真正要探討的,是目標(biāo)的欺騙性。目標(biāo)的欺騙性就意味著將進(jìn)化視為對人類、對智力或任何其他類型的類人特征的有目標(biāo)檢索是毫無意義的。如此,“人類至上”的觀點(diǎn)就站不住腳了。
事實(shí)上,進(jìn)化論只是眾多重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一,它們共同打破了人類“天上地下唯我獨(dú)尊”的愚昧心態(tài)。比如,哥白尼證明了地球不是宇宙的中心;弗里德里?!ぞS勒(Friedrich Wohler)證明了有機(jī)化學(xué)與無機(jī)化學(xué)之間并非涇渭分明;達(dá)爾文同樣發(fā)現(xiàn),人類只是生命之樹上的眾多葉片之一。當(dāng)然,這些打破人類既有認(rèn)知的發(fā)現(xiàn),都不能削弱我們作為人而具備的獨(dú)特能力和特性,比如人類分享復(fù)雜思想的能力或非凡的智力。真正的重點(diǎn)是,進(jìn)化并沒有對我們?nèi)祟惙滞庹辗?,進(jìn)化論中沒有任何跡象表明人類比其他生物更加高級。
無論如何,雖然人類可能不是進(jìn)化的目標(biāo)產(chǎn)物,但問題仍然存在,即進(jìn)化是如何造就像人類這般復(fù)雜而聰明的生物的?如果有的話,進(jìn)化的目標(biāo)到底是什么?這個(gè)答案很重要,因?yàn)樗梢詭椭覀兏钊氲亓私馊祟愖陨淼钠鹪础?/p>
正如本書第四章中所述,大多數(shù)接受過科學(xué)教育的人都會(huì)說,生存和繁衍是進(jìn)化的目標(biāo)。現(xiàn)在讓我們更深入地研究一下這個(gè)觀點(diǎn)。毋庸置疑,所有生物都具備生存和繁衍的能力——因?yàn)槿狈@兩種能力的物種不可能存活至今。但除此之外,上述觀點(diǎn)還承認(rèn)了進(jìn)化的另一種動(dòng)力,即“自然選擇”在提高物種生存能力方面的驅(qū)動(dòng)作用。所以根據(jù)這種觀點(diǎn),提高適應(yīng)性(生存和繁衍能力的生物學(xué)術(shù)語)通常被認(rèn)為是進(jìn)化的目標(biāo),而自然選擇則是驅(qū)動(dòng)適應(yīng)性提升的主要?jiǎng)恿Α?/p>
重要的是,自然選擇解釋了為什么生物體能很好地適應(yīng)其所在的環(huán)境。通過自然選擇,某一物種嘗試著不斷地優(yōu)化自身,以便適應(yīng)周遭環(huán)境。就像拼圖制作,通過切削打磨某一塊拼圖的邊邊角角,使其與周圍的拼圖塊更好地貼合。進(jìn)化生物學(xué)家費(fèi)奧多西·多布然斯基(Theodosius Dobzhansky)的話恰到好處地詮釋了這一點(diǎn),“除了進(jìn)化論的角度,生物學(xué)上沒有其他行得通的解釋?!睆淖匀贿x擇的視角觀察生物世界,生物多樣性的奧秘便昭然若揭了,即性狀A(yù)是為了幫助生物B應(yīng)對情況C而進(jìn)化產(chǎn)生的。這一思路似乎表明,“力圖不斷提高所有生物體的適應(yīng)性”才是對進(jìn)化論最深刻的解釋。簡而言之,進(jìn)化的目標(biāo),就是不斷提高物種對生存環(huán)境的適應(yīng)性。這種進(jìn)化觀點(diǎn)完全符合目標(biāo)的范式,也符合直覺的理解。事實(shí)上,學(xué)校一般都以這個(gè)角度來教授進(jìn)化論,所以但凡被問到進(jìn)化論,上過學(xué)的人很可能都會(huì)給出類似的解釋。但本書提醒我們,有時(shí)對常見的、基于目標(biāo)的觀念進(jìn)行質(zhì)疑,可以引發(fā)最深入的思考,所以我們不妨嘗試尋找不同的方式來思考物種的多樣性。
雖然乍看之下,生存和繁衍是進(jìn)化的合理目標(biāo),但進(jìn)一步審視后,就能發(fā)現(xiàn)一些漏洞。比如,據(jù)本書第四章所述,我們認(rèn)為生存和繁衍與常說的目標(biāo)一詞的含義并不契合。雖然詞義的辯論多多少少有些無聊,但在這個(gè)案例中很重要,因?yàn)檫x對了詞語,釋義便有了生命。目標(biāo)一詞的解釋和釋義是否有意義,取決于我們對“目標(biāo)”這個(gè)詞的真正理解。生存和繁衍并不像我們在日常生活中可能會(huì)遇到的常見目標(biāo),比如找回丟失的車鑰匙等。根據(jù)本書第四章,生存和繁衍是進(jìn)化的目標(biāo),這一觀點(diǎn)是有問題的,因?yàn)樯婧头毖茉谶M(jìn)化開始時(shí)就已經(jīng)完成了,即先得有地球上第一枚細(xì)胞的成功生存以及順利繁衍,生命的進(jìn)化之路才能隨之開啟,這就好比手里攥著車鑰匙還在繼續(xù)找它,有些“騎驢找驢”似的犯蠢。搜索到某物,通常標(biāo)志著目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),而非搜索過程的開始。但進(jìn)化就是這樣開始的搜索過程,最初的可復(fù)制的生命形式,就已經(jīng)成了“已達(dá)成的目標(biāo)”。
更深入地講,即便我們將進(jìn)化不僅僅看作“為了實(shí)現(xiàn)生存和繁衍”,還是“為了尋找‘適應(yīng)性最佳’的生命體(即適應(yīng)能力最強(qiáng)的有機(jī)體)”,矛盾仍舊存在。關(guān)鍵在于,這種觀點(diǎn)與“是什么讓進(jìn)化變得如此盎然有趣”這一進(jìn)化的深層直覺相沖突。因?yàn)樵诔R?guī)的搜索行為中,搜索的終點(diǎn)通常是最有趣的。例如,在尋找丟失的鑰匙時(shí),丟失的鑰匙本身就是主要的關(guān)注點(diǎn)。如果進(jìn)化的目標(biāo)是搜索“適應(yīng)性最強(qiáng)的物種”,那么整體適應(yīng)性最強(qiáng)的生物就應(yīng)該是搜索的終點(diǎn)。而生物學(xué)對“適應(yīng)性”的定義,是指某一生物平均能產(chǎn)生的后代數(shù)量。所以,如果進(jìn)化的目標(biāo)是為了提高生物的適應(yīng)性,那么它就是在尋找適應(yīng)性最佳的生物。
然而這種思路的問題在于,哪種生物有望產(chǎn)生最多的后代?如果一對人類夫婦生了五個(gè)娃,我們會(huì)覺得對方真是“頗為高產(chǎn)”;但對貓咪而言,一胎五仔只是常規(guī)操作,而且它們還能一胎又一胎地生個(gè)不停。這豈不是說,在“進(jìn)化”這位造物主眼里,人豈不是不如貓?更糟心的是,細(xì)菌比任何動(dòng)物都更“高產(chǎn)”。按照這個(gè)邏輯,在進(jìn)化之路上更早出現(xiàn)、構(gòu)造簡單得多的細(xì)菌,豈不是比人類更接近進(jìn)化的“目標(biāo)”?所以人類仍然在迫切尋找著問題的答案,如果細(xì)菌已是進(jìn)化的“最優(yōu)解”,那為何有我們?nèi)祟惖臋M空出世呢?
當(dāng)然,人類早已發(fā)現(xiàn),進(jìn)化中最吸引人的篇章并不是細(xì)菌。所以,如果我們把細(xì)菌置于進(jìn)化樹的頂端,那一定是錯(cuò)的。細(xì)菌這種生命形態(tài)可能“很有趣”,但僅憑研究“細(xì)菌”這個(gè)單獨(dú)的生物門類,便妄圖深入了解生命那不可思議的多樣性和復(fù)雜性,就是癡心妄想了。生命的多樣性,比如烏龜和郁金香、奶牛和牛痘、綿羊和海貝等,其由來可不會(huì)像找回丟失的鑰匙那般簡單。生命似乎更像是一位鑰匙收藏家,擁有經(jīng)年累月辛苦淘來的各種藏品,只不過其中有一部分更復(fù)雜精致。
事實(shí)上,進(jìn)化過程中產(chǎn)生的多樣性,讓我們想起了“其他的分化創(chuàng)造過程”,這在本書前幾章中有所探討。就像進(jìn)化這位造物主,隨手收集到了一塊名為扁形蟲的踏腳石,但并不知道日后會(huì)從里面蹦出人類來;把一張異形臉的圖片傳到圖片孵化器網(wǎng)站的人,也不會(huì)想到它最終會(huì)培育成一張汽車圖片。真空管的發(fā)明也是如此,當(dāng)時(shí)人們并不知道有一天它會(huì)成為發(fā)明計(jì)算機(jī)的契機(jī)。進(jìn)化開始看起來更像是圖片孵化器網(wǎng)站或人類創(chuàng)新的探索過程,而非基于目標(biāo)的成果。按照這種思路(如本書第四章所述),回顧進(jìn)化中最具里程碑意義的成果,如光合作用、飛行能力或人類同等水平的智能,有意思的是,它們始終未被視為進(jìn)化的目標(biāo)。如果我們對進(jìn)化的產(chǎn)物確實(shí)感興趣,并想進(jìn)一步了解它們誕生的過程,那么把進(jìn)化看作對目標(biāo)的檢索則完全無益。從根本上說,從目標(biāo)的角度解讀生物進(jìn)化,嚴(yán)重忽略了一個(gè)事實(shí),即進(jìn)化最有趣的產(chǎn)物,只是其為實(shí)現(xiàn)“生物的高度適應(yīng)性”這一目標(biāo)過程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品而已。一種更可靠的說法便是,作為進(jìn)化產(chǎn)物的生命多樣性才是進(jìn)化過程的核心,而非其副產(chǎn)品。
就此而論,關(guān)注進(jìn)化的創(chuàng)造性,而不是試圖將其生搬硬套到基于目標(biāo)的定式中,可能會(huì)形成對進(jìn)化的更深理解。將自然界中的生存和繁衍等同于目標(biāo)是一種誤導(dǎo),因?yàn)樗c目標(biāo)驅(qū)動(dòng)型搜索中的常見目標(biāo)截然不同。常見的目標(biāo)通常不會(huì)在搜索開始時(shí)就是“已完成”的狀態(tài),且目標(biāo)驅(qū)動(dòng)型搜索幾乎總是以最終的產(chǎn)物為導(dǎo)向。因此,從我們心中的創(chuàng)造力角度而非目標(biāo)導(dǎo)向的角度出發(fā),重新審視自然進(jìn)化的過程,又會(huì)帶來什么新的領(lǐng)悟呢?
另一種看待生存和繁衍的方式是將其視為一種制約,即無法順利繁殖的生物將會(huì)走向滅絕,那些能夠繁殖的生物則會(huì)生存下來。但這種觀點(diǎn)可能顛覆我們一貫的理解,與其說自然選擇推動(dòng)了進(jìn)化,不如說其實(shí)際上限制了對生命的多元化探索。一些生物沒有被進(jìn)化“選中”而繁衍下來,這意味著它們作為踏腳石的潛力永遠(yuǎn)都得不到發(fā)掘。如此一來,由于自然選擇的存在,大部分的“搜索空間”實(shí)際上是被裁剪掉了。
為了說明這一點(diǎn),不妨想象有一個(gè)比地球更宜居的類地行星,我們可以稱其為“和諧之星”。在這個(gè)另類的虛擬現(xiàn)實(shí)星球上,自然選擇完全不存在。既然不存在任何生存競爭,那么尖牙和利爪的自然法則也將不再適用。事實(shí)上,在這個(gè)溫柔鄉(xiāng)里,每一種生物都可以自由繁殖。即便是那些已經(jīng)喪失獨(dú)立生存能力的生物,也會(huì)得到幫助,確保它們的基因在任何情況下都能延續(xù)。如此假設(shè),是為了完全消除自然篩選的影響。即便某些生命體沒有生殖器官,它們也能繁衍生息,甚至能在這里憑空創(chuàng)造后代(以此繼承其基因)。在這個(gè)星球上不用擔(dān)心太過擁擠,因?yàn)榈胤阶銐虼螅梢匀菁{在現(xiàn)實(shí)地球上所有會(huì)被自然選擇淘汰的生物。其結(jié)果是,許多在地球上無法通過進(jìn)化(選擇)誕生的生物,將有機(jī)會(huì)在“和諧之星”上(無需經(jīng)歷篩選地)生存和繁衍。
假設(shè)“和諧之星”和現(xiàn)實(shí)地球上的生物進(jìn)化,都起源于同一種原始單細(xì)胞生命,那么這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)會(huì)得到怎樣的結(jié)果?首先你可能認(rèn)為,這種進(jìn)化必會(huì)了然無趣——因?yàn)樯锿耆恍枰袚?dān)任何適應(yīng)環(huán)境的壓力。從生物特征的復(fù)雜性角度出發(fā),生物學(xué)家一般會(huì)給出如下解釋——如果不需要適應(yīng)環(huán)境,生物也就沒必要目標(biāo)性地自我優(yōu)化。但從最嚴(yán)格的意義上說,要?jiǎng)?chuàng)造地球上的復(fù)雜物種,自然選擇真的是必要條件嗎?或者它可能是對進(jìn)化創(chuàng)造性的一種限制?
假設(shè)生物的突變和基因交流與地球上發(fā)生的一般無二,那么到目前為止,我們不僅可以看到和現(xiàn)實(shí)地球上同樣多的生命形態(tài),甚至猶有過之。雖然聽起來很奇怪,但這個(gè)結(jié)果會(huì)成為確切的事實(shí),因?yàn)樗斜蛔匀贿x擇“篩掉”的生物仍可能在“和諧之星”生存。消除了自然選擇的壓力,進(jìn)一步的進(jìn)化就不那么困難了。事實(shí)便是,在“和諧之星”上,沒有了弱肉強(qiáng)食的法則,生物不可能失去進(jìn)一步進(jìn)化的機(jī)會(huì)。因此,在現(xiàn)實(shí)地球上繁衍的每一種生物后代,也會(huì)在“和諧之星”上順利存活并繁衍,這意味著同樣的物種譜系也將得到進(jìn)化并誕生于世。當(dāng)然,因?yàn)閹缀趺恳环N生物(包括那些在地球上無法生存的生物)都能在“和諧之星”上順利繁衍后代,所以也會(huì)有很多原始而“無趣”的細(xì)胞團(tuán)存在。但這種折中帶來的積極一面是,許多碰巧不走運(yùn)而未能在現(xiàn)實(shí)地球上生存下來的有趣生物,將會(huì)在“和諧之星”上獲得第二次生存的機(jī)會(huì)。
例如,有一種百萬分之一的罕見突變,能為新生物種賦予有用的新能力。在現(xiàn)實(shí)地球上,這個(gè)變種在發(fā)展壯大之前,很可能會(huì)被捕食者吃掉,隨之永遠(yuǎn)失去成為一項(xiàng)生物史上重大發(fā)現(xiàn),以及成為其他新物種“祖脈”的機(jī)會(huì)。但在“和諧之星”上,這種突變只是開始。這個(gè)星球就好比是一位不遺余力地秉持“兼愛非攻”理念的探索者,不放過每一塊可能的踏腳石。誰知道生物在不需要生殖器官的情況下,會(huì)演化出怎樣令人意想不到的身體結(jié)構(gòu)呢?這個(gè)思維實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是要說明,自然選擇并非真正的創(chuàng)造性力量,它集中、優(yōu)化,并最終限制了進(jìn)化這位造物主的探索范圍。自然選擇的偉大作用,只是在于確保資源(在現(xiàn)實(shí)地球上是有限的)被用在能夠自我繁殖的物種身上。這種限制與無限的探索不同,所以生存和繁衍可以說是限制了進(jìn)化這位造物主去進(jìn)一步發(fā)掘可能帶來新物種的踏腳石,而不是進(jìn)化本身的目標(biāo)。
這種視角的轉(zhuǎn)變表明,進(jìn)化好比是一位典型的尋寶者,而不是單純的優(yōu)化員。也就是說,如何積累新穎性和多樣性,才是進(jìn)化的一大標(biāo)志性特點(diǎn)。就像人類在創(chuàng)新、在使用圖片孵化器網(wǎng)站或新奇性搜索過程中積累踏腳石一樣,自然進(jìn)化在地球上積累了不同種類的生命塑造方式。生命之樹的枝干從根部不斷向外分支,一邊擴(kuò)展,一邊收集新的生命的踏腳石。并不是所有的踏腳石都能保存下來,但它們確實(shí)成了促成新物種誕生的一個(gè)又一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
但是,是什么導(dǎo)致進(jìn)化以這種方式積累踏腳石的呢?進(jìn)化中產(chǎn)生驚人發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵因素,不僅僅在于生物之間的競爭,即使競爭的確發(fā)揮著重要作用。將競爭視為進(jìn)化創(chuàng)造性的一般性解釋,這樣做的問題在于,其通常會(huì)促使一切事物趨于“最佳化”,即適應(yīng)性最佳的生物才是唯一重要的存在,所有其他的、無限的踏腳石都是無關(guān)緊要的存在。例如,美國全國大學(xué)體育協(xié)會(huì)(NCAA)“瘋狂三月”籃球錦標(biāo)賽開賽時(shí),共有64支球隊(duì),但最終的贏家只有一位。好比在Betamax與盒式磁帶、DVD與激光碟、高清DVD與藍(lán)光碟之間的競爭中,最終會(huì)有一方壓過另一方。但自然進(jìn)化不同于此類競爭,因?yàn)槠涓呄蛴凇伴_枝散葉”,為生命問題探尋眾多不同的解決方案。就像其他非目標(biāo)性探索的例子一樣,正是這種在具備所有可能性的空間中,不斷分化和探尋積累踏腳石的行為,才最終帶來了最令人矚目的偉大發(fā)現(xiàn)。
有趣的是,自然進(jìn)化并不是通過競爭來獲得生物多樣性,而是通過避免競爭。特別是某一生物如果能以一種新方式謀得生存,那便是成功找到了自己的專屬生態(tài)位。因?yàn)樗鼤?huì)成為第一個(gè)以這種新方式生存的生物,所以作為此道開山者,競爭不會(huì)太激烈,繁衍也會(huì)更容易。例如,如果一個(gè)偶然的突變,使某樣生物有能力消化一種之前不能吃的東西,那么它就完全為自己爭取到了一種全新的食物來源。隨著時(shí)間的推移,它的后代可能會(huì)專門以這種新發(fā)現(xiàn)的東西為食,從而形成一類新物種。
或者想一想有史以來第一只進(jìn)化出飛行這一革命性能力的陸生動(dòng)物,這位史前的“萊特兄弟”另辟蹊徑,為后續(xù)的生命開拓了新的生存可能性,并從陸地上的弱肉強(qiáng)食中成功抽身。通過這種方式,新的生態(tài)位逐漸積累起來。雖然個(gè)別物種可能會(huì)走向滅絕,但長期得不到開發(fā)的情況會(huì)變得罕見,因?yàn)榇笞匀皇冀K在擴(kuò)張不同的可能性。這是一種全新的生存方式。
此外,一個(gè)新興生態(tài)位通常會(huì)衍生出更新的生態(tài)位,繼而進(jìn)一步生成新生態(tài)位。就像連鎖反應(yīng)一樣,新生態(tài)位會(huì)不斷從舊有生態(tài)位中冒出來。關(guān)于“生態(tài)位是如何層層衍生的”這一問題,有一種名字就帶著味道的昆蟲——屎殼郎,恰巧就是個(gè)很好的例子:一種生物的代謝廢物,可能會(huì)成為另一種生物的食物。沒有此,就不可能誕生彼。正如計(jì)算機(jī)的發(fā)明奠定了整個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),草本植物的誕生也為食草動(dòng)物提供了賴以生存的基礎(chǔ),這些食草動(dòng)物反過來又成為食肉動(dòng)物、清理殘羹剩飯的食腐動(dòng)物和寄生生物的生存之本。數(shù)十億年前由第一個(gè)單細(xì)胞生態(tài)位所引發(fā)的連鎖反應(yīng)表明,自然界的進(jìn)化,與人類的創(chuàng)新、圖片孵化器網(wǎng)站和新奇性搜索同屬一類。進(jìn)化好比是一摞不斷累積的踏腳石,它們彼此堆疊,并非為了某一目標(biāo)才聚在一起,而是因?yàn)橥ㄟ^不斷站在前者的肩膀上,才為生命探索了更多的可能性。
進(jìn)化與其他非目標(biāo)搜索過程的相似之處,并不僅僅在于積累踏腳石,偶然性也扮演著重要的角色。進(jìn)化的某項(xiàng)創(chuàng)新可能會(huì)產(chǎn)生何種結(jié)果,似乎是無法預(yù)測的。正如人類的某些重大發(fā)現(xiàn)有時(shí)是不可預(yù)測的,偶然性在自然進(jìn)化中也起著關(guān)鍵作用,尤其是通過基因突變的形式。突變是一種遺傳基因的輕微復(fù)制錯(cuò)誤,有時(shí)會(huì)在生物繁殖過程中發(fā)生,通常會(huì)導(dǎo)致親代和子代之間產(chǎn)生細(xì)微的不同,不時(shí)還會(huì)受到自然選擇的影響。但如果某項(xiàng)突變損害了生物的適應(yīng)性,那么它便很難留存于世。另一方面,對適應(yīng)性影響不大的突變,其命運(yùn)就不得而知了。此類不好不壞的基因變化,并不是通過自然選擇進(jìn)化而來,而是隨機(jī)遺傳漂變導(dǎo)致的。
需要特別說明的是,雖然自然選擇有機(jī)會(huì)賦予某一物種更大的生存優(yōu)勢,但其有時(shí)也會(huì)忽視其他方面的屬性。如果某一性狀并不影響生物的生存或繁殖能力(例如骨骼的顏色),那么自然選擇就不會(huì)進(jìn)行任何干預(yù),其進(jìn)化就只能依靠隨機(jī)遺傳漂變了。從這個(gè)意義上說,生物“百花齊放”的多樣性,并不是來源于自然選擇,而是自然選擇的忽視。事實(shí)上,正如生物學(xué)家邁克爾·林奇(Michael Lynch)所強(qiáng)調(diào)的那樣,自然選擇的干預(yù)越少,源于基因漂變的性狀也就越穩(wěn)定。
另一種允許偶然性在進(jìn)化中發(fā)揮作用的力量,便是擴(kuò)展適應(yīng),是指生物“曾經(jīng)行使過某種功能的結(jié)構(gòu),在進(jìn)入一個(gè)新生境后,又被用于另一個(gè)不同功能的現(xiàn)象”。例如,羽毛最初是在恐龍身上進(jìn)化出來的,主要功能是保持體溫,之后才逐漸成為適用于鳥類飛行的結(jié)構(gòu)。以人類自身為例,骨骼一開始只是用于儲(chǔ)存供身體其他功能所需的礦物質(zhì),后來才進(jìn)化成人體的支撐性結(jié)構(gòu)。
類似的案例在非目標(biāo)性探索中很常見,這種情況下,具備踏腳石特性的生物,其生存與否并不由存在于遙遠(yuǎn)未來的目標(biāo)來衡量和決定。因此,圖片孵化器網(wǎng)站上同樣發(fā)生了類似擴(kuò)展適應(yīng)的過程,也就不足為奇了——還記得外星人臉圖片演變出汽車圖片的案例吧?車輪就是由外星人的眼睛擴(kuò)展演變而來的。擴(kuò)展適應(yīng)在人類的創(chuàng)造發(fā)明中也很常見,比如真空管最初只用于早期的電氣研究,后來才被拓展應(yīng)用于電腦運(yùn)算。如此看來,擴(kuò)展適應(yīng)是為非目標(biāo)性探索賦能的一大關(guān)鍵屬性。通過觀察許多不同類型的探索過程,我們發(fā)現(xiàn)了一種很有趣的模式:在奔向某一目標(biāo)的途中發(fā)現(xiàn)的一些有趣玩意兒,在未來往往會(huì)以各種意想不到的方式被證明有大用處。
因此,我們可以認(rèn)為,進(jìn)化的創(chuàng)造性是逃避競爭后的產(chǎn)物,而非競爭的產(chǎn)物。嚴(yán)苛的生存限制一旦被解除,進(jìn)化便會(huì)在檢索空間中自由自在地探索,通過基因漂變和擴(kuò)展適應(yīng)的方式,瘋狂探索和積累具備踏腳石特性的生物。通過這種生物多樣化的力量,進(jìn)化才得以逐漸積累各種“奇珍異寶”。這只是一種另類的非目標(biāo)性探索過程,就像圖片孵化器網(wǎng)站、人類創(chuàng)新和新奇性搜索一樣,其最終產(chǎn)物并未從一開始就被認(rèn)定為目標(biāo)。雖然它們表面上各不相同,但這些系統(tǒng)的多樣性背后,都有非目標(biāo)性踏腳石收集者的推波助瀾,即尋寶者的再次出擊。
看到這里,或許我們開始理解,為何“競爭驅(qū)動(dòng)自然進(jìn)化”這一當(dāng)下流行的解讀,實(shí)際上可能太過專注于進(jìn)化中最無趣的一些特性。換言之,若我們把進(jìn)化看作最優(yōu)性或最具效率性的檢索,便相當(dāng)于將其視為平凡而無趣的檢索,就好比打開導(dǎo)航,搜索從家到圖書館的最佳路線。與進(jìn)化不同的是,去圖書館的最佳路線總歸能搜得到,而且也不會(huì)通往莫名其妙的地方。問題是,把進(jìn)化看作最理想生物的競爭上崗,意味著進(jìn)化本身有一天會(huì)趨向于創(chuàng)造出最終的超級生命體??紤]到進(jìn)化的深遠(yuǎn)影響,專注于創(chuàng)造性而非優(yōu)化性,可以革新我們的舊有思維。
與此同時(shí),重要的是要避免做出以下推論,即“截然不同的解釋,必然是水火不容的”。雖然新解釋可能會(huì)反襯出舊解釋的錯(cuò)誤性,但實(shí)際上,同一組數(shù)據(jù)可以支持多種解釋。因此,僅以數(shù)據(jù)為支撐,還不足以在各種解釋之間做出最終選擇。那我們又該以什么為標(biāo)準(zhǔn),選擇不同的解釋呢?
在這個(gè)案例中,我們希望能夠?yàn)椤翱捎^察到的過程,是由什么原因?qū)е碌摹边@一問題提供一個(gè)可接受的解釋。一個(gè)好的解釋,應(yīng)該闡明原始數(shù)據(jù)的更深層含義。比如,萬有引力定律的公式很有趣,但背后的解釋則更深刻:物質(zhì)吸引物質(zhì)——一個(gè)簡單又深刻的真理。同樣,對自然進(jìn)化的啟發(fā)性解釋,應(yīng)該回答“那些令人嘆為觀止的生命產(chǎn)物,是如何被進(jìn)化創(chuàng)造出來的”這一本質(zhì)的問題。理想情況下,正確的解釋應(yīng)該非常具體,甚至可以借此開發(fā)出一種新算法。想象一下,如果我們能把進(jìn)化的力量抽取出來裝進(jìn)瓶子,再用于我們喜歡的任何地方,比如汽車或機(jī)器人寵物的研發(fā),那么它就成了一臺創(chuàng)意生產(chǎn)器,能不斷地吐出吸引人的新玩意。把這臺機(jī)器擱上幾個(gè)小時(shí),你就能得到一輛全新的、自動(dòng)化設(shè)計(jì)的汽車。關(guān)鍵在于,“解釋”不僅僅是一項(xiàng)學(xué)術(shù)活動(dòng)。若其足夠清晰,甚至能給出非常具體的信息,那么它便可以轉(zhuǎn)化為公式,應(yīng)用到眾多其他的場景中。
抽象化是幫助理解自然過程的一個(gè)重要工具,主要用于捕獲基礎(chǔ)流程的基本特征,同時(shí)排除不重要的細(xì)節(jié)。抽象化能把某個(gè)概念,分解成基本的構(gòu)成要素。例如,棋盤可以被抽象為一個(gè)由紅黑相間且按8乘8方式排列的方塊組成的網(wǎng)格。如果某塊特定棋盤上的一個(gè)方格有瑕疵,或者長寬不一致,都是無關(guān)緊要的,因?yàn)檫@些不痛不癢的小細(xì)節(jié),并不會(huì)妨礙棋盤行使其目標(biāo)功能:下國際跳棋。抽象化能抹去一些無關(guān)緊要的細(xì)節(jié),在提煉核心理念的同時(shí),摒棄的細(xì)節(jié)越多,抽象化的效果就越好。當(dāng)然,抽象化也存在弊端,一旦抽象過度,便會(huì)丟失最重要的細(xì)節(jié)。比如把棋盤“簡化”成一個(gè)光溜溜的大方塊,就顯得太過分了。雖然棋盤確實(shí)是近似正方形的,但跳棋游戲不能單從這個(gè)角度來描述,因?yàn)楣庥幸粋€(gè)大方塊,而沒分成64個(gè)獨(dú)立的小方格,游戲是玩不起來的。對自然進(jìn)化進(jìn)行抽象化處理的難度在于,在不拋棄任何必要細(xì)節(jié)的情況下,需就其創(chuàng)造性歸納出最根本的解釋。
生存和繁衍是一種約束,而不是一種目標(biāo),以此為角度對進(jìn)化進(jìn)行抽象化處理,是一個(gè)很好的切入點(diǎn)。能活到成年并成功繁殖的生物,將會(huì)獲得血脈的延續(xù),而繁殖失敗的生物體,則會(huì)走入進(jìn)化的死胡同。生存和繁衍對新物種的發(fā)掘起著限制作用,而非驅(qū)動(dòng)作用。這個(gè)觀念層面的微小但重要的進(jìn)步將使我們認(rèn)識到“眾生皆平等”,即所有在進(jìn)化競賽中勝出的生物,彼此之間并沒有高下之分。換句話說,我們不需要在意某種生物繁衍后代的質(zhì)量和數(shù)量,或者其生存策略和生理結(jié)構(gòu),我們只關(guān)心它是否能順利存活并繁衍后代。此處抽象化的結(jié)果便是,所有成功的物種,都在卓有成效地做著同樣的事情,即它們都能生存和繁衍。有趣的是,所有的生物都無法在這方面優(yōu)化,因?yàn)榧词故亲钤嫉奈锓N,也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo)。相反,所有成功的生物,都做成了同樣的事情(生存和繁衍),只是方式不同而已。通過拋開我們熟悉的物種適應(yīng)性概念,這種觀點(diǎn)為解釋真正推動(dòng)大自然發(fā)掘新物種的過程,打開了新的窗口。
地球上所有生物的生命,幾乎都起源于單細(xì)胞,并通過這種方式,將基因一代又一代地延續(xù)下去,其后代也是由最初的單細(xì)胞發(fā)育而來。正如道金斯所說,單細(xì)胞這一進(jìn)化“瓶頸”,是自然界中普遍存在的現(xiàn)象。從上述“瓶頸”的角度來看,進(jìn)化是很有趣的,因?yàn)槠浯呱诉@樣一種想法:大自然已經(jīng)找到形成生物多樣性的驚人方法,即從一個(gè)單細(xì)胞開始,除了最終生成另一個(gè)單細(xì)胞外,什么都不用做,生命就是兩點(diǎn)之間的那點(diǎn)事兒。所有動(dòng)物都毫無例外地越過了這個(gè)“瓶頸”,雖然跨越的方式可能各不相同。事實(shí)上,生命所經(jīng)歷的種種艱辛曲折,有一絲魯布·戈德堡機(jī)械的影子,即從一個(gè)細(xì)胞開始,經(jīng)歷了一系列復(fù)雜的折騰后,最終只是產(chǎn)生了另一個(gè)相同類型的細(xì)胞。
舉個(gè)例子,最簡單直接的磕雞蛋方法,就是在硬質(zhì)臺面上敲一下,但也有其他辦法來完成這一任務(wù)。比如你可以設(shè)計(jì)一套復(fù)雜的機(jī)關(guān),由無數(shù)個(gè)小機(jī)關(guān)串聯(lián)而成,然后一個(gè)接一個(gè)地連鎖觸發(fā),最后以木槌敲碎雞蛋。如果你玩過一種叫做“捕鼠陷阱”(Mouse Trap)的棋盤游戲,那么對這種滑稽的機(jī)械就不會(huì)陌生,游戲里的捕鼠機(jī)關(guān)就被稱為魯布·戈德堡機(jī)械(以紀(jì)念最先發(fā)明這種機(jī)器的美國漫畫家兼發(fā)明家魯布·戈德堡)。游戲過程中,玩家們首先需要一起想辦法利用各種小零件,組裝成一套精密器械,比如曲柄、齒輪、杠桿、靴子、彈珠、滑梯、浴缸、蹺蹺板、潛標(biāo)、竿子和鼠籠等。游戲最緊張的一刻就是陷阱觸發(fā)的時(shí)候,如果陷阱構(gòu)造合理,隨著一連串機(jī)關(guān)的相繼啟動(dòng),一只塑料老鼠最后就會(huì)被從上方墜落的籠子困住。當(dāng)然,我們可以用其他更直接的方法觸發(fā)鼠籠機(jī)關(guān),但魯布·戈德堡機(jī)械的特點(diǎn)就是,需以一種過于復(fù)雜的方式,來完成一項(xiàng)簡單的任務(wù)。換言之,“觸發(fā)捕鼠陷阱”這一最終結(jié)果并不重要,其過于冗長且復(fù)雜的過程,才是吸引人的地方。
復(fù)雜的生物體,也具備類似的特性。如果所有生命都始于單細(xì)胞,并最終繁殖出同樣以單細(xì)胞為生命起點(diǎn)的后代(且這種簡單的繁殖策略是有效的),那么用越來越復(fù)雜的方式,來完成同樣的事情,到底有什么用呢?細(xì)菌以一種相對簡單的方式,實(shí)現(xiàn)了世代更迭(二分裂方式),就像直接在臺面上磕雞蛋。但有些生物則走了一條更迂回的路:首先產(chǎn)生數(shù)萬億個(gè)細(xì)胞,然后在接下來的二十年里,上演一場精心編排的魯布·戈德堡式舞蹈,最后又以單細(xì)胞的形式繁殖下一代,人類走的就是這種路。事實(shí)上,正是單個(gè)精細(xì)胞和卵細(xì)胞在多年前的相互結(jié)合,才孕育出最初單細(xì)胞版本的你。多年后,你長成一個(gè)由數(shù)萬億個(gè)細(xì)胞組成的集合體,繁殖能力(同細(xì)菌之類相比)還相當(dāng)?shù)拖?。從這個(gè)角度看,人類誕生的過程,就像細(xì)菌繁殖過程復(fù)雜化后的產(chǎn)物。我們?nèi)祟愋枰仍鲋吵鰯?shù)萬億個(gè)細(xì)胞,待發(fā)身長大后,才能開始繁衍后代,而男女雙方僅需要各提供一個(gè)細(xì)胞就能完成繁衍任務(wù)。
需要注意的是,我們在進(jìn)化中發(fā)現(xiàn)的有趣之物與生存和繁衍的必需之物相比是有區(qū)別的。最有趣的進(jìn)化往往偏離了最大化生殖適合度這一目標(biāo)。這種持續(xù)存在的偏離,不是由競爭導(dǎo)致的,而是通過進(jìn)化中的其他機(jī)制(如基因漂變和擴(kuò)展適應(yīng))提升進(jìn)化的創(chuàng)造性造成的。我們?nèi)祟悢?shù)以萬億計(jì)的身體細(xì)胞,都是從最初的單個(gè)受精卵增殖而來,正因?yàn)槿祟惖倪M(jìn)化生態(tài)位支撐得起這種近乎奢侈的資源消耗,所以人類的成長過程,才能上演這場精彩的魯布·戈德堡式舞蹈。
無論是甲蟲、鳥類、水牛、藤壺,還是商人,都有很多方法來滿足最低限度的生存標(biāo)準(zhǔn),但當(dāng)我們從高度抽象化的角度來看待各類生物時(shí),它們本質(zhì)上都在做同樣的事情——生存和繁衍,只是方式截然不同而已。根據(jù)這種觀點(diǎn),驅(qū)動(dòng)進(jìn)化創(chuàng)造性引擎的深層動(dòng)力不是競爭,而是尋找多樣化的方法來做同一件事。進(jìn)化可能就是最早期的魯布·戈德堡試驗(yàn),嘗試以無限種不同的方式,無休止地重復(fù)著同一個(gè)簡單的任務(wù)。
但是,如果不存在任何直接的動(dòng)機(jī),為何進(jìn)化會(huì)如此舍簡求繁,尋找多種方法來做同樣的事情呢?是不是有別的力量在背后推動(dòng)呢?這個(gè)問題聽起來不錯(cuò),但真的不需要解釋。關(guān)于搜索的一件趣事是,基因突變在一代又一代之間緩慢漂移的過程,將會(huì)在“搜索空間”中不斷向外發(fā)散,不需要任何具體的動(dòng)因。這好比在一根數(shù)軸上從零開始,不斷地隨機(jī)增加數(shù)字,最終會(huì)得到一個(gè)比較大的數(shù)字。這同樣又像是有人把牛奶潑進(jìn)了“搜索空間”中,而史上第一個(gè)單細(xì)胞生物,在其中占據(jù)了某一特定點(diǎn)位。隨著時(shí)間的推移,牛奶不斷向各個(gè)方向擴(kuò)散,最后淌滿了整個(gè)可能性的空間。繁殖僅僅代表了“搜索空間”的部分區(qū)域,那些代表繁殖失敗的區(qū)域,則是阻止牛奶四處流淌的障礙。所以進(jìn)化碰到不育的生物,就會(huì)繞道而行,然后流經(jīng)“搜索空間”中每一個(gè)代表“可繁殖生物”的點(diǎn)位。在一些地方,新的生態(tài)位的發(fā)現(xiàn)會(huì)加快牛奶的流動(dòng),進(jìn)而開辟出通往更遠(yuǎn)處的新路線。盡管大部分牛奶的溢流都是被動(dòng)的,只是在沒有特定選擇壓力下的“隨意流淌”,但通過創(chuàng)建新生態(tài)位來逃避競爭,的確會(huì)讓生物獲得實(shí)實(shí)在在的“獎(jiǎng)勵(lì)”。
如此看來,本書第五章中描述的新奇性搜索算法,就很像是把加速器按在地上的自然進(jìn)化,“最富創(chuàng)新者”獲得的獎(jiǎng)勵(lì),總是擁有更多的后代。今天我們所看到的所有生物,正是從遠(yuǎn)古時(shí)期開始的進(jìn)化在存儲(chǔ)著所有可繁殖生物的空間中,無意識地“流動(dòng)擴(kuò)散”后生成的結(jié)果。就像新奇性搜索一樣,當(dāng)相對簡單的生存方式被探索殆盡后,進(jìn)化的流動(dòng)就會(huì)自然而然地向更廣闊復(fù)雜的地域轉(zhuǎn)移,因?yàn)橹暗牡胤揭呀?jīng)沒有開發(fā)空間了。這好比是一座香檳塔,只要倒酒的時(shí)間足夠長,待上一層的杯子灌滿后,溢出的酒水就會(huì)沿著一塊又一塊踏腳石,溢向下一層,最終填滿整個(gè)空間。
從這個(gè)角度看,進(jìn)化就是一種特殊的非目標(biāo)搜索,即滿足最低條件的搜索。雖然沒有什么特定的方向,但它會(huì)前往任何滿足生存和繁衍這一最低標(biāo)準(zhǔn)的地方,其實(shí)進(jìn)化之初的第一個(gè)可繁殖細(xì)胞,就已然滿足了條件。進(jìn)化只是積累了所有不同的生存和繁衍方式。當(dāng)所有簡單的生存手段被搜索殆盡時(shí),更復(fù)雜的方式就逐漸被發(fā)掘出來,并不是因?yàn)樗鼈兏没蚋鼉?yōu),而是因?yàn)樗鼈冎皇沁M(jìn)化在當(dāng)前位置,能搜到的一塊塊踏腳石。進(jìn)化之所以能如此豐富多彩,是因?yàn)槠鋬H是在漫無目標(biāo)地向前流動(dòng),而目標(biāo)則會(huì)截?cái)喔嗟摹八阉骺臻g”。事實(shí)上,“進(jìn)化是一種條件最少的檢索”這一觀點(diǎn),促使我們發(fā)明了一種新奇性搜索的算法變體,其名為“最低標(biāo)準(zhǔn)新奇性搜索”。這種新算法能夠促使機(jī)器人產(chǎn)生的行為,可解決新奇性搜索也束手無策的迷宮游戲,即通過搜索,找到以新方法來做同樣事情的迷宮探路者,最終破解迷宮路線。這個(gè)結(jié)果的有趣之處在于,其回答了“高層次的抽象如何產(chǎn)生洞察力”這一問題,而這種洞察力可以作為一種實(shí)用的自動(dòng)溢出算法進(jìn)行測試。
當(dāng)然,按照抽象化處理的觀點(diǎn),不容忽視的是,競爭在這里已經(jīng)徹底被簡化了。這種牛奶流淌式的進(jìn)化論觀點(diǎn)立意層次太高,以至于把“適應(yīng)性”抽象為一種硬性限制:生存和繁衍,要么成功,要么失敗。在只有一種硬性限制的情況下,就不可能有競爭(就像適應(yīng)性一樣),因?yàn)槿魏螡M足限制條件的方法,都同樣好。但正如生物學(xué)家可能會(huì)辯駁的那樣,競爭確實(shí)在自然進(jìn)化中起著一定作用,而這種抽象理論恰恰忽略了競爭的作用。然而,競爭可能是進(jìn)化驅(qū)動(dòng)力中最沒有趣味性的分支,因?yàn)樗呄蛴谙拗莆锓N發(fā)展的多樣性。不同于發(fā)現(xiàn)新生態(tài)位,進(jìn)而產(chǎn)生不同生存方式的積累,競爭并不是一種純粹的創(chuàng)造性力量。它更像是一種磨礪性力量,在特定的生態(tài)位內(nèi),對物種進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化,或者使物種以限制性的方式,跨越生態(tài)位,就像瞪羚進(jìn)化出從獅子嘴下逃離的方式那樣。所以如果我們對進(jìn)化過程的創(chuàng)造性感興趣,把競爭從進(jìn)化中完全抽象出去,并非不合理。而競爭所帶來的問題是,為了使生物更好地適應(yīng),它引入了目標(biāo)壓力的概念,但正如我們所看到的,這可能會(huì)導(dǎo)致趨同和目標(biāo)的欺騙性。換句話說,進(jìn)化本身就是創(chuàng)造性的,只不過它允許了競爭的存在,但絕對不是因?yàn)榇嬖诟偁幉庞辛诉M(jìn)化。例如,在沒有競爭的“和諧之星”上,進(jìn)化只會(huì)更富有創(chuàng)造性。
因此,要想進(jìn)化出富有特色的物種,進(jìn)化的競爭性就不能壓過創(chuàng)造性的驅(qū)動(dòng)力,這才是關(guān)鍵。重要的是,在自然進(jìn)化中,生存和繁衍這兩項(xiàng)任務(wù),是一種普遍存在而又開放的約束,其允許了不同的生存和繁衍方式。各類物種的不同生活方式,是通過進(jìn)化的創(chuàng)造性力量實(shí)現(xiàn)的,包括建立新生態(tài)位來逃避競爭,也是由進(jìn)化的創(chuàng)造性來驅(qū)動(dòng)的。就好像圖片孵化器網(wǎng)站的用戶,一些可能有目標(biāo),一些可能沒有,所以自然競爭并不能阻斷整個(gè)進(jìn)化體系多樣性的增長。競爭能對不同物種的生存方式起到磨礪作用,而且可能會(huì)導(dǎo)致特定的生態(tài)位被特定的物種主導(dǎo),但并不妨礙新生態(tài)位的繼續(xù)積累。所以重要的結(jié)論便是,即使以一種不排除競爭的方式對自然進(jìn)化作抽象化處理,競爭的作用也應(yīng)排在創(chuàng)造性之下。
那么問題來了,大自然的競爭是如何發(fā)揮這個(gè)次要作用的?為什么競爭不會(huì)導(dǎo)致自然進(jìn)化逐漸趨向于創(chuàng)造某種“最優(yōu)生物”?與此有關(guān)的一個(gè)重要事實(shí)是,進(jìn)化中的競爭不是全方位的。換句話說,單個(gè)個(gè)體并不會(huì)“以寡敵眾”,與其他所有生物都較上勁。競爭也以不同的方式受到限制,比如因地理局限,澳大利亞的鳥類不可能會(huì)與美國的鳥類競爭,又或是受到生態(tài)位的限制,比如鳥類一般不會(huì)與水牛直接發(fā)生競爭。重要的是,這種有限的局部性競爭與全方位競爭相比,兩者的影響大不相同,后者還肩負(fù)著一個(gè)首要的全局性目標(biāo),即全方位競爭,強(qiáng)調(diào)的是發(fā)掘“整體最優(yōu)”。在全方位競爭中,評判一個(gè)生物的標(biāo)準(zhǔn),是將其與其他所有生物進(jìn)行比較。比如,在全方位競爭中,將單個(gè)人類的繁殖適應(yīng)性與單個(gè)細(xì)菌相比,兩者肯定是無法衡量的(因?yàn)槿祟愅耆珶o法媲美細(xì)菌的繁殖速度和頻率)。
那么局部性競爭有什么不同之處呢?正如著名生物學(xué)家休厄爾·賴特(Sewell Wright),首先強(qiáng)調(diào)的那樣,局部競爭會(huì)在生物自身的生態(tài)位內(nèi),不斷對其進(jìn)行“雕琢”和“調(diào)校”,但在不同生態(tài)位之間產(chǎn)生的影響,相對有限。其結(jié)果是,不同于全方位競爭,局部競爭推動(dòng)了新生態(tài)位的建立,繼而避免了競爭。一旦生物體找到一種不受原對手影響的新生存方式,競爭就會(huì)減少,好比有人在比賽中棄權(quán)。但全方位競爭是無法逃避的,個(gè)體無論做了什么,總是會(huì)與其他所有生物進(jìn)行比較評判。這就是為什么全方位競爭自然趨向于“歸一”,而局部競爭自然而然地促進(jìn)了進(jìn)化的多樣性和創(chuàng)造性。因此,(局部)競爭的概念可以被整合到非目標(biāo)的抽象化過程中,即自然進(jìn)化可以被視為具有局部競爭特點(diǎn)的新奇性生成搜索。
再次重申,這種解釋既不否認(rèn)生物學(xué)事實(shí),也不表明生物學(xué)家是錯(cuò)的。相反,我們的目標(biāo)是從不同的角度重新審視進(jìn)化,以期得到更深入的理解。事實(shí)上,我們還將這種提純后的抽象概念,轉(zhuǎn)化成了另一種被稱為局部競爭新奇性搜索的算法,屬于新奇性搜索算法的另一種變體。這種算法維護(hù)了新奇性創(chuàng)造與競爭之間的平衡,同時(shí)又能保持非目標(biāo)性以及多樣性的積累。有趣的是,與虛擬生物模擬器相結(jié)合后,該算法在一次嘗試性實(shí)驗(yàn)中,生成了各種各樣的虛擬生物,這是一項(xiàng)前所未有的成果。由此可知,該算法幫助證實(shí)了這種類型的搜索,可以爆炸式地生成各種虛擬的生物體。
在本章中,非目標(biāo)性思考的一個(gè)核心觀點(diǎn)是,雖然可以把進(jìn)化看作一場競爭,但“形成新生態(tài)位以逃避競爭”要比“在生存和繁衍這兩個(gè)目標(biāo)上,勝過其他生物”更為重要。這就是生物多樣性保持增長的方式,也是自然進(jìn)化總體上趨向于“多元化”而非“趨同化”的原因。這既是踏腳石的積累方式,又是全面提升生態(tài)系統(tǒng)潛力的方式。正如在其他形式的非目標(biāo)性探索,只有推翻優(yōu)化理論的統(tǒng)治地位,才輪得到發(fā)現(xiàn)理論上場。最后還有一個(gè)耐人尋味的問題,即化石記錄本身,是否為我們從非目標(biāo)性角度解讀的進(jìn)化論觀點(diǎn),提供了進(jìn)一步的證據(jù)?
進(jìn)化的成就是無與倫比的,因?yàn)樗鼪]有任何事先的引導(dǎo)。作為一種無意識的過程,它無法被提前計(jì)劃,或像人類那樣制定一系列復(fù)雜的目標(biāo)。因此,“以‘復(fù)雜的目標(biāo)知識’或‘原生智能’戰(zhàn)勝‘愚昧的欺騙’”,并不是進(jìn)化取得成功的原因,因?yàn)檫M(jìn)化是一個(gè)純粹的機(jī)械過程。所以自然進(jìn)化的偉大成功,必然來自其無意識積累的踏腳石,因?yàn)檫M(jìn)化只能做到這一點(diǎn)。生命之樹的一大顯著特征是,隨著新生態(tài)位和現(xiàn)存生物變種的出現(xiàn),它總會(huì)長出新的分枝,但并不伸向任何特定的方位??脊艑W(xué)家研究的所有化石,并不會(huì)直接指向進(jìn)化的某些“高級物種”。它們好比是在黑暗中鏡頭拍攝到的不同畫面,是昔日進(jìn)化實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的細(xì)微且無意識的變化。
最早被發(fā)現(xiàn)的化石,其歷史可以追溯到大約30億年前,上面留存了單細(xì)胞生物和松散細(xì)胞群的生命印記,它們類似于現(xiàn)代的細(xì)菌。匪夷所思的是,從那以后,生命的進(jìn)程好像就停滯了,因?yàn)閺脑紨?shù)量和多樣性來看,占主導(dǎo)地位的生命形式,從古至今都非單細(xì)胞生物莫屬。進(jìn)化意味著變化,但這個(gè)生態(tài)位一直以來都非常穩(wěn)定。進(jìn)化并沒有拋棄歷史、以新代舊,而是保留了歷史。現(xiàn)存的單細(xì)胞生物便是其留下的“生命活化石”,雖然小到肉眼不可見,但它們幾乎占據(jù)了現(xiàn)今地球生物總量的一半。
雖然細(xì)菌依舊活得好好的,但自從它們被首次發(fā)現(xiàn)以來,生命已經(jīng)占滿了其他形形色色的生態(tài)位。其中的許多生態(tài)位規(guī)模越來越大,也越來越復(fù)雜。以著名的“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”(發(fā)生在大約5億年前的寒武紀(jì))為例,這屬于生物進(jìn)化過程中的“重要時(shí)期”,所有現(xiàn)代動(dòng)物類群的祖先,都是在這段相對較短的時(shí)間跨度(幾百萬年)內(nèi)進(jìn)化出來的。
在寒武紀(jì)大爆發(fā)之前,生命只能占據(jù)一些簡單而狹小的生態(tài)位,好比圖片孵化器網(wǎng)站一開始只能處理比較簡單的圖片,新奇性搜索中的迷宮導(dǎo)航器最初只能執(zhí)行一些簡單的指令,人類最初只能發(fā)明車輪而不是內(nèi)燃機(jī)。換言之,創(chuàng)新的踏腳石,必須按照先簡后繁的順序出現(xiàn)。寒武紀(jì)生命大爆發(fā),只是自然進(jìn)化探掘出的另一塊踏腳石,踩上后能攀多高,就不得而知了。你可以說,它有點(diǎn)像那些我們熟悉的故事:搖滾樂的發(fā)明、計(jì)算的發(fā)明、通過圖片孵化器生成的賽車圖片,甚至是進(jìn)化對身體結(jié)構(gòu)的塑造。從這個(gè)角度來看,我們可以把化石記錄本身,看作偶然性的最初版本,它不是用文字,而是用保存在巖層中的化石生物寫成的,它用10億年的時(shí)間證明了進(jìn)化這個(gè)“尋寶人”,“于無聲處聽驚雷,于無色處見繁花”的深厚功力。
正因?yàn)檫M(jìn)化不存在統(tǒng)領(lǐng)性目標(biāo),所以它才能“發(fā)明”像人類這樣的生物,正是因?yàn)樗鼪]有“刻意尋找人類”,所以人類才能誕生。目標(biāo)的悖論,統(tǒng)領(lǐng)了所有大型開放式的創(chuàng)造性系統(tǒng)——從人類的創(chuàng)造發(fā)明(以人類自身的智慧和對新奇事物的探索欲望為驅(qū)動(dòng)力),到明顯不受人類引導(dǎo)或設(shè)計(jì)的自然進(jìn)化。最后,我們對進(jìn)化過程產(chǎn)生了不同的看法:它似乎更像是一場開放式的頭腦風(fēng)暴,而不是一心一意地去追求某個(gè)目標(biāo);它更傾向于探索,而不是血淋淋的競爭;它并非是在追求完美,而是在制造一臺新奇的魯布·戈德堡機(jī)械。進(jìn)化好比是一位終極的尋寶者,看似沒頭沒腦,卻能在潛藏了所有可能性的空間中找出所有的生物。進(jìn)化又是世界上最多產(chǎn)的發(fā)明家,所有的發(fā)明創(chuàng)造,都是在不考慮未來走向的情況下完成的。這就是在不考慮競爭和適應(yīng)性的情況下,我們依然能夠理解進(jìn)化過程的原因。這或許能成為一個(gè)嶄新的進(jìn)化解讀視角,徹底屏蔽目標(biāo)神話的影響。
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