公司与纳米器件不会进化

原文：No Evolutions for Corporations or Nanodevices

物理定律和数学法则不会失效，由此我相信，进化也不会停止。这进一步让我相信，人们所说的自然界里的血腥残酷和弱肉强食只会被推向更激烈的层次……

[想要消除达尔文式进化]，就像想要消除万有引力一样。只要资源是有限的，并且存在多个能够传递自身特征的竞争主体，选择压力就必然存在。

——Perry Metzger 曾预言，自然选择的统治将无限期地延续到未来

与许多其他领域一样，在进化生物学中，定量思维比定性思维更为重要。有益突变「有时会扩散，但并不总是」？比如，超能力应当算是一种有益突变，所以你预期它会扩散开来，对吧？但这是定性推理，而非定量推理——如果 X 为真，则 Y 为真；如果超能力有益，它们就可能扩散。在《进化很蠢（但确实有效）》一文中，我描述了一个有益突变最终固定下来的概率方程，大致等于其适合度优势的两倍（3% 的优势对应约 6% 的固定概率）。只有这种数值化的思考，才可能让我们意识到：那些只在极少数情况下才有用的突变，几乎不可能扩散，并且复杂的适应性特征若没有持续的使用，几乎不可能产生。如果超能力真的存在，我们应该会看到每个人都在持续使用它们——不仅仅因为它们无比有用，更是因为若非如此，它们当初就不可能进化出来。

「只要资源是有限的，并且存在多个能够传递自身特征的竞争主体，选择压力就必然存在。」这是定性推理。那么，选择压力有多大呢？

尽管进化生物学中「最重要的方程」有若干候选答案，但如果要我来选，我会选[普莱斯方程](https://en.wikipedia.org/wiki/Price equation)，其最简单的形式是：

∆z = cov(vᵢ,zᵢ)；

平均特征的变化量 =

协方差(相对适合度, 特征).

这是一个非常强大且普适的公式。例如，某个控制身高的特定基因可以作为公式中的 Z，即变化的特征。在这种情况下，普莱斯方程表明，拥有该基因的概率变化等于该基因与繁殖适合度的协方差。或者，你可以将身高本身视为特征 Z，不考虑任何特定基因，那么普莱斯方程表明，下一代身高的变化将等于身高与相对繁殖适合度的协方差。

（至少，在身高可以直接遗传的情况下，这是成立的。如果营养改善，导致某个固定基因型的个体长高，你就必须在普莱斯方程中加入修正项。如果多个基因间存在复杂的非线性相互作用，你要么加入修正项，要么以复杂到失去启发性的方式计算该方程。）

通过研究普莱斯方程的不同形式和推导，我们可以获得许多启发。例如，最终的方程表明，平均特征的变化取决于其与相对适应度的协方差，而非绝对适合度。这意味着，如果一个“弗罗多”基因拯救了整个物种免于灭绝，平均的“弗罗多”特征并不会增加，因为弗罗多的行为平等地惠及了所有基因型，并未与相对适合度协同变化。

据说，普赖斯因其方程对利他主义的含义感到极度不安而自杀，尽管他可能还有其他个人问题。（《克服偏见》博客不提倡在研究普赖斯方程后自杀。）

通过深入思考普赖斯方程可能获得的一个启示是：「有限的资源」和「多个能够传递自身特征的竞争主体」并不足以引发进化。「能自我复制的事物」并不是充分条件。甚至「复制物之间的竞争」也不够充分。

公司会进化吗？它们当然会竞争。它们偶尔也会分拆出「子公司」。它们的资源有限。它们有时也会消亡。

但是，一个公司的「后代」在多大程度上与其「父母」相似？一家公司的很多特质源自其关键高管，而 CEO 并不能通过分裂来复制自身。普赖斯方程仅在特征能够在代际间遗传的范围内起作用。如果曾曾孙与曾曾祖父并不怎么相似，那么累积的选择压力最多只能持续四代——发生在四代以前的事情都会变得模糊不清。是的，一家公司的特质会影响其拆分出来的子公司——但这与 DNA 的遗传性完全不同，后者是数字式（digital）的而非模拟式的（analog），并且每代每碱基的复制错误率可低至 10⁻⁸ 。

DNA 的遗传性可以持续数百万代。这正是为什么复杂的适应性特征能够纯粹通过进化产生——数字化的 DNA 持续时间足够长，使得一个带来 3% 优势的基因能在 768 代中扩散开来，随后另一个依赖于它的基因才可能出现。即使公司能够以数字级保真度进行复制，它们到今天为止也至多不过只相当于进入 RNA 世界后的第十代。

当然，公司确实会受到选择，因为无能的公司会破产。这在逻辑上意味着，你更有可能观察到那些更具竞争力的公司。同样地，任何在形成后不久就爆发新星的恒星，被你仰望夜空时看到的可能性也更小。但是，如果恒星动力学的某种偶然因素使得一颗恒星比另一颗燃烧得更久，那也并不会使未来的恒星更可能燃烧得更久——这种特征不会被复制到其他恒星上。我们不应指望未来的天体物理学家会发现恒星内部存在某些复杂特征，看起来仿佛是为了帮助它们燃烧得更久而被设计出来的。产生那种机械式的适应性特征所需要的累积选择压力，远超过一次性筛选。

想想在《爱因斯坦的傲慢》一文中介绍的原则——提出广义相对论所需的大部分证据，都必须先用于让那个特定方程进入爱因斯坦的视野。相比之下，将其从一个需要被慎重考虑的可能性提升到 99.9% 确定性所需的证据量则微不足道。同理，公司中那些需要数百比特信息才能加以描述的复杂特征，主要是由人类智能创造的，而非寥寥数代低保真度进化的结果。在生物学中，突变完全是随机的，而进化则提供了数千比特的累积选择压力。在公司中，人类提供了千比特级的、智能设计的复杂“突变”，然后「破产与否」的这一额外的选择压力仅占解释你所见现象所需信息的几个比特。

非生物学的、人工制造的先进分子纳米技术，能够像拷贝文件一样精确地自我复制数千代。那么，普赖斯方程是否就能在此有立足之地了呢？

相关系数是协方差除以方差，因此，如果 A 能高度预测 B，即使 A 的取值范围是 0 到 9，而 B 的取值范围仅为 50.0001 到 50.0009，两者之间也可能存在很强的「相关性」。然而，普赖斯方程基于的是特征与繁殖之间的协方差——而不是相关性！如果你能将特征的方差压缩到一个极窄的范围内，那么协方差就会大幅下降，该特征的累积变化量也会随之降低。

前瞻研究所提出的诸多合理建议中，包括任何纳米器件的复制指令都应被加密，而且加密方式应确保编码指令的单个比特翻转就会导致解密后的输出被彻底打乱。如果所有生产出来的纳米器件都是精确无误的分子级复制品，而且组装线上的任何错误都不可遗传，因为后代拿到的是原始加密指令的数字副本，并以此去制造更多后代，那么你的纳米器件就几乎不会发生什么进化。

你仍然需要担心「朊病毒」——即独立于加密指令之外的、可自我复制的组装错误。例如，机械臂未能抓取用于组装其自身同源物的一个碳原子，导致其后代的机械臂同样未能抓取碳原子——即使所有加密指令保持不变。但是，这类可传递的错误与更高的繁殖率之间，可能存在多大的相关性呢？假设一个纳米器件每 1000 秒复制一次自身，而这个新的纳米器件奇迹般地更高效了（它不仅带有朊病毒，而且是有益的朊病毒），每 999.99999 秒就复制一次。毕竟，组装它时少用一个碳原子。这并没有在繁殖率上产生多少方差，因此相应的协方差也不会大。

这些纳米器件又需要多频繁地复制呢？除非它们可用的原子数量超过太阳系，甚至可观测宇宙中的原子总量，否则在触及资源极限之前，它们只会经历寥寥数代。「有限的资源」并非进化的充分条件；你需要种群中相当大比例的个体频繁死亡，以释放资源。事实上，「世代」与其说是一个整数，不如说是对种群中新生个体所占比例进行积分之后得到的量。

对我来说，这是纳米技术武器或灰胶（译者注：这是纳米技术领域的一个著名风险场景，由埃里克·德雷克斯勒在《创造的引擎》一书中提出。自我复制的纳米机器人失控，将地球生物圈全部转化为自身的复制品，最终只剩下一团「灰胶」）或最令人恐惧的一点——它们可能吞噬整个地球，然后一切就结束了，之后不会再发生任何有趣的事情。钻石比依靠范德华力结合的蛋白质更稳定，所以即使在小行星撞击时，灰胶也只需要重新组装自身的某些部分。即使「朊病毒」作为一种机制足以支持进化（要知道，使用数字化 DNA 的进化本身就已经够慢了！），在灰胶吞噬地球到太阳死亡之间，可能连 1.0 代都经历不了。

总而言之，如果你同时具备以下所有属性：

• 能够复制的实体；

• 其特征存在显著差异；

• 其繁殖率存在显著差异；

• 特征与繁殖之间存在持续的相关性；

• 特征具有高保真度的长期遗传性；

• 繁殖种群中有相当比例的新个体频繁诞生；

• 并且上述所有条件在多次迭代中持续成立……

那么，你才会拥有显著的累积选择压力，足以通过进化的力量产生复杂的适应性特征。