《伊甸园之河》笔记

【人类尺度的滥用】

尽管进化论问世已近200年，但神创论仍对很多人（包括受过基础理科教育的人）具有吸引力。其中一个原因是人们在被自然的美妙和复杂震撼后，断定它是早已经被设计好的。基于先入为主，他们常会质疑“XX必定是由造物主涉及好的，因为半个XX一点用都没有。XX的各个部分都是同时组合在一起的，它们不可能是逐步演化的。”而《伊甸园之河》这本书用大量实验和数理分析回答了这类责难。

某些生物具有精密器官（如鹰眼），某种生物能通过模仿另一种生物的体貌特征来获得便利（如兰花能诱使雄黄蜂把它当做雌蜂而助其传粉）。这些客观事实可能会动摇对进化论知之甚少的人，因为他们的解释力此时失灵了——“我简直不敢相信……”“我想象不出来……”云云。但在这里，感性和基于个人经验的判断对解决问题是无益的。

首先，不要说其他生物对另一些生物的糊弄照单全收，人类自身也会被某些事物所欺骗。例如我们把电影动画看作是动态的，其实那只是一组静帧图像的加速播放；一个与我们熟人形似的陌生人只要离得够远，就足以让我们误认。人类具有地球生物中最发达的大脑和脊椎动物的精密眼睛，尚不能保证不被欺骗，何以断言非得要蒙过人类的设局才能搞定其他生物呢——事实上，对许多生物而言极具欺骗性的把戏，以人类的尺度来衡量完全不存在。人类哪怕“设身处地”猜测其他生物眼中的世界，也与它们神经系统反映出的世界完全不是一回事。

书中给出充分的实例证明，有局限性的视力和智力使得其他生物的“世界观”与人类迥异。许多种类生物作出判断只依靠少数几个关键因子：雄刺鱼眼中的红色邮车和银白色梨形塑料模型就是同类，因为它是靠“红肚子”和“白肚子”来辨别雄雌；鸟类没有数的概念，只能辨别“有”和“无”；黑头鸥会把涂黑的木制头鸥模型当做同类，哪怕无躯干、不会走动、无法鸣叫也无所谓；死去蜜蜂身上会产生油酸，但只要活蜜蜂身上有一点油酸，就会被同伴当做尸体处理掉。还有很多很多的例子，足以说明以人类的尺度丈量其他生物的世界观这种思维方式是多么荒唐了。

既然糊弄轻而易举，为什么生物还是在模仿和伪装上进化令人叹为观止的地步，以至于有时把人类都蒙蔽了呢？关键就在于这“有时”。基于观察作出的判断极大依赖于观察条件。光线、视角与距离都影响可见度。“在进化过程中，自然选择会倾向于相似程度的逐渐改进，这使捕猎者受骗的临界距离逐渐减小。”这种渐变的根本原因用现代生物学解释，就是某些变异基因由于派生了增加生存优势的性状，而使其携带者拥有更多后代，因此这些变异基因就在繁殖中被保留、积累、以至于产生新的变异基因来重复这一螺旋上升的循环。

与模仿、伪装的进化相矛盾的是眼睛的进化。我们在惊诧鹰眼的构造时忘记了一点：眼睛的任务实际上有一大串。视力的每一个梯度都有其能应付自如的任务，生存竞争并不是一开始就苛刻到非得有精密的眼睛。事实上，“够用就行”。因此世界上各个视力梯度的拥有者都在各自的生存环境中适应得很好。但只要有利的变异一旦产生，大自然“走极端”的原则就会起作用。50%的视力比49%好，49%的视力又比48%更胜任。作为一系列演化的结果，就产生了鹰眼这样的精密器官。关键是你把这个过程看做从0到1、从无到有的飞跃，还是看做从0到100%、步长1%的累加？

至于有人质疑这些复杂器官的进化历程是不可思议的漫长，以至于根本不可能发生——这种谬误常常由于他们毫无依据地私下估计了一个时间段，而这个时间段在他们看来是不够用的。但如果把已被地质学证明的地球生物进化史与计算机模拟出的眼球进化需要时间相配比就会发现，后者短暂得无法用地质学单位来计量。（详见书）。

上述对进化论的质疑都是由于滥用人类的尺度而造成的。这非但不是任何形式的敬畏自然，相反，是无知助长的人类中心主义。对“造物主”歌功颂德顶礼膜拜实际上恰恰是一种彻头彻尾的狂妄自大；在这种质疑的世界观里是不存在“历史”和“发展”概念的，“当下”是时间唯一的维度。这种静止的世界观对任何难以想象或者未曾亲眼目睹的变化都武断否定——哪怕事实上变化是存在的。既然它否认事物自身发展的渐进性，因此在它看来，事物不是“一贯如此”就是“突变”产生的了。

【经济合理性】

“生命真正的实用功能，自然界中被最大限度地扩展的实用功能是DNA的生存。但是，DNA不是自由漂移的，它被锁定在活的生物体内，它还必须使大部分主要机能受它支配。”

自然界中所有生物都是由以下规律支配的：能量结余（能量摄取-能量消耗）越多，越能保证基因的扩散。任何有益于在原有基础上增加结余（节省能量消耗、争取能量摄取）的变异都会随着繁殖的成功而积累、扩散开来，直到成为种群的共有性状，乃至产生新的物种。这种“经济”规律体现在数量关系上，就是使基因传播最大化。

书中举出了三个例子来说明自然现象背后的经济合理性。

第一个例子是对许多物种后宫制“低效率”的辩护。例如在海豹群中，4%的雄性占有88%的交配量，但毫无交配权的96%雄性消耗着整个海豹群过半的食物资源。如果雄性很难获得交配权，似乎自然选择就应该使雌多雄少避免浪费资源，但海豹的雌雄比仍是50:50。乍看起来这种安排不经济，但我们不能忘记，基因的经济尺度仅仅是自身能否获得最大限度的传播。罗纳德·费舍尔提出的理论，正揭示了即使在后宫制下，基因传播仍具有经济合理。

费舍尔的理论简述如下：雌雄数目通常持平，雌雄个体的生育机会必然相等；如果前者不持平，自然选择会对雌雄配对关系进行修正，以保证后者；生育机会的计算是两个概率的相乘——获得交配权的概率×配偶占异性的比例。以雌雄个数10:10的海豹群为例，如果1只雄海豹占有10只雌海豹，那么每只雄海豹一旦拥有了那10%概率的交配权，即可与全体(100%)雌海豹交配；反过来，每只雌海豹交配权都是100%，但只能与一只雄海豹交配(10%)。雌雄生育机会相等=雌雄传播基因的能力相等，因此“后宫制”仍具有经济合理性。

第二个例子谈及我们该怎样理解能量在后代-当代间的分配原则。作者以太平洋鲑鱼和大西洋鲑鱼之间的区别为例。前者一生进行一次溯河洄游后死去，而后者可能还有第二次溯河洄游的可能。但自然界使前者在一次性繁殖时拥有相比后者更多的后代，就是为了保证“多投入多收益”的公平原则——只不过这是以基因传播为尺度衡量，而非以个体生命的生存来衡量罢了。

上文提到过任何生物都服从“能量结余=能量摄取-能量消耗”这个公式。能量结余为（繁育下一代）传播基因服务，而能量摄入满足生物个体所需，这两者有一定联系但仍存在某种对立，因为能量必然有限。因此，基因对有限的能量该向哪一级倾斜进行了取舍。自然界中这种尖锐的对立体现在很多生物对繁殖阶段和生长发育阶段都有极为严格的区分，除了已提到的鲑鱼，最极端的就是蜉蝣——蜉蝣幼体是生存能手，因为繁殖大军的预备役应当尽可能避免减员；但蜉蝣成体就是彻底的神风敢死队——既然繁殖只有一次，那么有去无回也无所谓。

接着上面这个例子的逻辑，最后来看看决定年轻时身体素质最佳而老来多病的一个原因。

很多致死基因的开启时间段有着较长的年龄跨度，比如亨廷顿式舞蹈病基因在35~55岁之间开启。如果某种致死基因在携带者生育前就开启、杀死他，那么它就不会被传给下一代；同样，如果这种基因在携带者达到绝育年龄前就杀死他，那么它就不会被传给更多的后代。经过自然选择，这些基因的致死效应都被推至老年，从而避免“过早出击”妨碍基因传播的最大化。由此就不难理解为何老年是疾病高发期了。

导致年轻时身体素质佳的一个原因正是同种原理的反向应用：在自然选择下，那些提高生存优势的基因会集中到尽可能早的时期开启，以帮助携带者生存下去、顺利发育为性成熟个体，以便有更多后代、更多地把基因传播出去。

总而言之，对任何生物的生理结构、习性等等的“存在意义”进行逆推的结论就是：一旦你假设是DNA的生存被扩展到最大限度时，每件事都解释的通。

【复制爆炸】

在全书的最后，作者试图“较为系统地讨论任何行星上生命的复制爆炸都经过的一系列门槛”。

门槛1：复制系统门槛——出现了某种自我“拷贝”的系统，而在拷贝的过程中会偶然出现随机错误，产生变异体。于是行星上出现了一个群体，各种变异体在其中相互竞争资源以自我复制。当匮乏的资源导致了优胜劣汰，就产生了一种自然选择的基本形式。

门槛2：表现型门槛——“复制系统不是凭借自身的特性而存活，而是由于对某种东西产生因果效应而得以存活，我们称此为表现型。”复制系统产生的表现型，增强物种生存优势，但自身不被复制。在地球上，表现型的基础是蛋白质分子的合成。

门槛3：复制者门槛——早期的复制系统很可能是独立的存在体，裸露在自然环境中自我复制。但现代系统DNA需要比无机世界复杂得多的化学环境。基于此，它在细胞中进行复制。“细胞”这一有机化学环境也是复制系统本身的产物。

门槛4：多细胞门槛——由于突破了单细胞的尺度，表现型的复杂多样性大大上升。多细胞生物的架构要求复制系统对每个细胞分化方向有着准确的把握。

门槛5：高速信息处理门槛——神经细胞是跨越这一门槛的物质基础。在神经调节的帮助下，生物可以作出迅速精准的反应。

门槛6：知觉门槛——这标志着生物三类器官的完善。获取复杂数据的感受器官、存储信息的记忆库、还有数据处理基本单位集合体的脑部。

门槛7：语言门槛——生物一旦形成可以传递抽象概念的语言体系（可以通过不同的物质媒介，不一定是声波）用来交换信息，那么就站在了文明的起点。在地球上只有人类越过了这一门槛。

门槛8：协作技术门槛——跨越这一门槛的关键意义在于，生物在受基因复制机制的被动支配外，发明了“文化”这种可以被生物自身积极干预的复制机制。自然渐渐退居支配生物的边缘地位，社会关系成为主宰。

门槛9：无线电门槛——已经进入文明社会的生物可以向外太空输出有序信息。

门槛10：太空旅行门槛——生物的基因的复制机制借助文化的复制机制在星际间拓展。