进化的奇迹

原文:The Wonder of Evolution

进化的奇迹,就在于它居然真的行得通。

我是字面意思:如果你想要赞叹进化,那这就是配得上赞叹之处。

宇宙中的第一个优化过程是怎样产生的?如果自然由某个智慧主体设计,那又是谁设计了这智慧主体?第一个没有设计者的设计究竟在何处?真正费解的,并非自举过程的第一阶段何以能如此精妙、如此高效;而是这一过程究竟为何能够发生。

进化解决了这一无限回溯的难题,靠的并非超凡的聪明或高效,而是依靠其愚笨低效,却依然可行的特性。才是真正的奇迹。

出于专业原因,我常需谈及进化的缓慢、随机与盲目。之后总有人问:「你刚说进化无法规划同步的变化,而且进化效率很低,因为突变是随机的。这难道不正是神创论者所说的吗?他们说,靠摇晃盒子里的零件可装不成手表。」

然而,回应神创论者的论点,不是要承认摇晃盒子就装好手表。真正的回应是:进化是这样的。如果你以为进化真的是以旋风组装出波音 747 飞机这种方式实现的,那么神创论者就成功地向你歪曲了生物学;他们兜售的是一种稻草人谬误。

真正的答案是:复杂结构要么通过渐进方式进化,要么通过改造先前服务于其他目的的复杂结构而来。松鼠仅凭肌肉就能在树梢间跳跃,但其跳跃距离在一定程度上取决于身体的空气动力学特性。于是有了鼯鼠——它们的身体极其符合空气动力学,竟能滑翔一小段距离。倘若鸟类灭绝,鼯鼠的后代或许能在千万年后重新占据那个生态位,将滑翔膜演变成真正的翅膀。届时神创论者又会问:「半个翅膀有什么用?只会摔成肉饼。鼯鸟怎么可能逐步进化出来?」

这就是一个复杂适应性结构催生另一个新复杂结构的原理。复杂性也可以从单个突变开始,逐步累积。

起初,某个基因 A 虽然简单,但至少能独立发挥些许作用,因此 A 在基因库中逐渐普及。接着出现了基因 B,它仅在 A 存在时才有用,而 A 在基因库中已稳定存在,于是形成了对 B 稳定的选择压力。随后,A 的改良版 A∗ 出现,它依赖 B,但并未破坏 BA/A∗ 的依赖。接着 C 登场,它依赖 A∗B;而 B∗ 则依赖 A∗C。很快,你就得到了一套「不可简化的复杂结构」——移除其中任何一部分,整个系统就会崩溃。

然而,你依然可以追溯这条回溯到单个部件的路径:你可以在破坏整部机器的情况下,逐步降低一个部件对另一个部件的依赖,重复多次,直到能移除整个部件而机器仍可运行,如此反复,最终将一块滴答作响的手表还原成一个粗糙的日晷。

试举一例:DNA 储存信息的能力极为出色:其载体形态耐久,既能稳定保存,又能精确复制。核糖体则将储存的信息转化为氨基酸序列(即蛋白质),这些蛋白质再折叠成各种具有化学活性的立体结构。DNA 与核糖体这套组合系统,能构建出形形色色的蛋白质机器。然而,若没有核糖体将DNA信息转化为蛋白质,DNA 又有何用?若没有 DNA 指示该合成哪些蛋白质,核糖体又有什么用?

生物并非总能留下化石,进化生物学也并非总能理清渐进进化的路径。但在这个例子里,我们的确知道发生了什么。RNA 与 DNA 共有储存信息和自我复制的特性(尽管RNA更不耐久、复制准确性较低),同时也具备像蛋白质那样折叠成具有化学活性形状的能力(尽管其多样性不及蛋白质的氨基酸链)。几乎可以肯定,RNA 就是那个早于相互依赖的 A∗B 而存在的、单一的 “A”。

RNA 兼负 DNA 与蛋白质的双重功能却表现拙劣,这一点,与它竟能做到这一点本身,同样重要。单个分子既能储存信息又能操控化学反应,这已足够优秀了。若要它把两者都做得很好,那将是完全不必要的奇迹。

那历史上第一个复制子究竟是什么?它很可能是一条 RNA 链,因为某种奇妙的巧合,RNA 的化学成分恰是 40 亿年前前生命时代的地球上自然存在的化学物质。请注意:进化论并解释生命的起源;进化生物学本就不该解释第一个复制子,因为第一个复制子并非源自另一个复制子。进化描述的是复制过程中的统计趋势。第一个复制子并非统计趋势,而纯粹是个意外。「进化论应解释生命起源」这一观点纯属「稻草人谬误」——是神创论者的又一曲解。

假若你在重塑了地球的那一天注视着原始汤,看见第一个复制子诞生,你绝不会因第一个复制子复制得有多好而印象深刻。第一个复制子复制自身时,大概像只磕了迷幻药的醉猴。它绝不会展现出丝毫现代复制子所体现的精心微调迹象,因为第一个复制子纯属偶然。那条 RNA 单链、或那个化学超循环、或黏土中的某个图案,本不需要优雅地复制。它只需要发生。即便如此,孤立地看,这事件可能概率极低——但它只需发生一次,而当时有着无数的海边水洼。几十亿年后,这些复制子的后代已漫步于月球。

第一个偶然的复制子是时间史上最重要的分子。但若你过度颂扬它,将各种绝妙的复制辅助能力归于其身,那你就完全错过了重点

别以为在进化论者与神创论者的论战中,凡是赞扬进化论的就一定站在科学一边。科学对进化的能力有着极为精确的认知。倘若你对进化的赞誉高出此认知一丝一毫,你并非在「为进化而战」以对抗神创论。你只是在科学上不准确,到此为止。你正落入神创论者的陷阱,坚持认为:没错,旋风确实有能力组装波音 747!这多神奇啊!进化是多么智慧,多么值得赞美!看看我,我正宣誓效忠于科学!我越说进化的好话,就越该站在进化这边反对神创论者!

然而,过度赞誉进化,恰恰摧毁了真正的奇迹——这奇迹不在于进化将事物设计得有多好,而在于一个自然发生的过程,竟能设计出任何东西。

因此,让我们摒弃那种认为进化是一位杰出的设计师、或是物种命运的伟大指挥家、因而人类应当效仿它的想法。人类智慧若试图模仿进化作为设计师,就如同一个高度复杂的现代细菌,试图模仿第一个复制子作为生物化学家。正如被称为「达尔文的斗牛犬」的 T·H·赫胥黎所言:[1]

让我们一劳永逸地明白:社会的伦理进步,既不在于模仿宇宙进程,更不在于逃避它,而在于与之抗争。

赫胥黎此言,并非因为他不相信进化论,恰恰是因为他对其理解得太透彻了。