2015年菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)的主題是“演化”.地球上70億無(wú)毛兩足靈長(zhǎng)類里，有一小群人將在4月11日聚集在杭州，向好奇心傳達(dá)他們的敬意。這當(dāng)然是一個(gè)偶然的事件，但我們的誕生這件事情，是不是已經(jīng)是一個(gè)巨大的偶然了呢？
 

    “就算讓進(jìn)化重演一百萬(wàn)次，人類這樣的生物也可能不會(huì)再出現(xiàn)一次了。”

    1989年，古生物學(xué)家斯蒂芬？古爾德在《奇妙的生命》一書的結(jié)尾處這樣寫道。古爾德一生著述等身，但恐怕很難找到比它更震撼的一句話。四百年前，伽利略向世界證明地球并不是宇宙的中心。一百五十年前，達(dá)爾文指出人類并不是上帝所珍愛的造物。這都沒有關(guān)系，我們不需要像征性的標(biāo)志來(lái)為我們的存在提供意義。但是，假如人類本身的存在只是不可思議的巧合、運(yùn)氣或者偶然，那我們?cè)谟钪嬷杏质翘幱谠鯓拥牡匚荒?？我們是否被迫要承認(rèn)我們只是某個(gè)宇宙造物主精心培育的花朵？或者是無(wú)窮可能性中無(wú)數(shù)骰子的一個(gè)瞬間截面？如果回到四十億年之前，讓一切從頭來(lái)過(guò)，這個(gè)世界會(huì)變得不同嗎？是大同小異，還是天翻地覆？人類是必然出現(xiàn)的嗎？我們誕生的“概率”,到底是多少呢？

    怎樣才算“人類這樣的生物”?

    概率是一個(gè)喜歡捉弄人的概念。按照定義，它說(shuō)的是某個(gè)具體事件發(fā)生的可能性——可是在我們的世界里它已經(jīng)發(fā)生了。那在別的世界里，要怎樣的事件才算是“同一個(gè)”事件呢？如果尼安德特人打敗了智人，創(chuàng)造出文明，這算做是“人類”嗎？如果是南方古猿呢？倭猩猩呢？假如恐龍或者章魚誕生了高級(jí)智慧，能算數(shù)嗎？

    古爾德的那本《奇妙的生命》，是一本講寒武紀(jì)大**的書。在當(dāng)時(shí)的許多研究者看來(lái)，寒武紀(jì)早期是一場(chǎng)狂野的、偶然性巨大的“生命設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”:今天一切復(fù)雜生命的基本框架都在那時(shí)定型。如果一切重來(lái)，我們或許是每人有六只手四條腿，或者向七個(gè)方向均勻地伸展成輻射對(duì)稱。

    現(xiàn)在的研究者已經(jīng)不太傾向于這么看了，寒武紀(jì)的很多化石看起來(lái)十分瘋狂，仔細(xì)研究之后發(fā)現(xiàn)還是能歸入原來(lái)類群的。但更重要的是，這樣強(qiáng)求未免有點(diǎn)無(wú)趣。直立行走的無(wú)毛兩足猿類雖然在我們的世界中成了高級(jí)智慧的載體，但除此之外實(shí)在看不出它有何特異之處。憑什么鳥類就不能誕生智慧？所以，最好是不要糾結(jié)幾條胳膊幾條腿這樣的問(wèn)題，而是考慮一下任何類型的智慧生命產(chǎn)生的可能性。

    所以我們把問(wèn)題換一下：演化，是不是注定要指向某種意義上的智慧？

    演化并非命中注定……

    今天我們說(shuō)起演化論，總會(huì)想到達(dá)爾文。但是嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，他還真不是“演化”的創(chuàng)始人。生物可能在變化，這個(gè)想法的誕生比他早很多。

    大部分傳統(tǒng)文化都認(rèn)為生物是不變的，誕生時(shí)的樣子就是現(xiàn)在的樣子。不過(guò)早在18世紀(jì)，就已經(jīng)有很多學(xué)者在懷疑這一點(diǎn)了——一方面，人們注意到現(xiàn)實(shí)中的生物也會(huì)產(chǎn)生各種各樣的變化；另一方面，挖出了許多化石，這些化石明顯是生物遺留的產(chǎn)物，可現(xiàn)存的生物里卻找不到一樣的東西。

    一種顯而易見的解釋是，生物其實(shí)是會(huì)變的。但是，怎么變？

    有一個(gè)著名的觀點(diǎn)說(shuō)，一個(gè)人會(huì)從小孩逐漸長(zhǎng)大到老，那一種生物也可以從誕生逐漸變化到最后消亡；正如人的成長(zhǎng)路線是固定的一樣，生物該怎么變也是早就定好的。這個(gè)觀點(diǎn)就是所謂的定向演化。其實(shí)沒什么依據(jù)，但是很符合直覺，所以被很多人接受，其中之一就是大名鼎鼎的拉馬克。

    拉馬克心中的自然面貌是這樣的：任何時(shí)刻都不停地有生命從無(wú)機(jī)物中產(chǎn)生，然后就在兩種力量的綜合作用下發(fā)生改變。一種力量是“復(fù)雜之力”,推動(dòng)著生物越變?cè)綇?fù)雜；另一種力量是“適應(yīng)之力”,讓生物依靠用進(jìn)廢退而變得越來(lái)越適應(yīng)環(huán)境。你周圍的微生物是剛剛誕生沒多久的，所以非常簡(jiǎn)單；老鼠就誕生得早一些，所以要復(fù)雜不少。如果你在旁邊觀察很久，這些簡(jiǎn)單的生物最終都會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，不斷向上，最終或者滅絕，或者走向人類這個(gè)巔峰。他的世界不是一棵演化樹，而是無(wú)窮條平行線段組成的演化草坪，無(wú)數(shù)的生命各自走完自己的道路然后消亡。這樣一種世界觀其實(shí)相當(dāng)有趣，而且很可能相當(dāng)美麗；可惜，它不是我們的世界。

    ……但演化就是擲骰子嗎？

    如果達(dá)爾文不是演化的創(chuàng)始人，那么憑什么紀(jì)念他？因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了演化的最最重要的作用方式：自然選擇。

    自然選擇的本質(zhì)很簡(jiǎn)單。生物的繁殖力很強(qiáng)，不可能都活下來(lái)。生物個(gè)體各不相同，總會(huì)有些“好的”特點(diǎn)能讓擁有它的個(gè)體更容易活下來(lái)，而擁有“壞”特點(diǎn)的就不那么容易活下來(lái)。很多特點(diǎn)是可以流傳到下一代的。這樣下一代里擁有好特點(diǎn)的就會(huì)更多，壞特點(diǎn)的就會(huì)更少。長(zhǎng)此以往，生物就變了。

    自然選擇這個(gè)過(guò)程本身并不太依賴概率。如果讓颶風(fēng)吹過(guò)垃圾堆，吹出一架波音747肯定極端不可能；但自然選擇不是颶風(fēng)，它是逐步的積累和改良。每一個(gè)好用的新突變都會(huì)成為后續(xù)的基礎(chǔ)，沒人要求它一步到位——時(shí)間有的是，不著急。

    可這里有個(gè)問(wèn)題。到底怎樣的特點(diǎn)算是“好”的呢？

    今天的讀者很容易把它想象成電子游戲的天賦加點(diǎn)，但這里的情況要比電子游戲復(fù)雜許多。幾乎每一個(gè)特點(diǎn)都是要付出代價(jià)的，而且它們都有各自的適用范圍，就像短跑運(yùn)動(dòng)員容易關(guān)節(jié)損傷而且并不擅長(zhǎng)游泳。這個(gè)環(huán)境里的“好”特點(diǎn)，下一個(gè)環(huán)境可能毫無(wú)用處，再下一個(gè)環(huán)境沒準(zhǔn)反而有害。

    而環(huán)境是會(huì)變的。

    這就導(dǎo)致演化的“方向”成了一個(gè)很難界定的東西。按照拉馬克和他同時(shí)代的人的理論，演化的方向是定的。但達(dá)爾文理論里，方向究竟是什么？沿著“適應(yīng)環(huán)境”這條道路上走，是不是終究也要走向人類呢？

    方向與時(shí)間

    要問(wèn)方向，躲不開始間尺度。譬如我每天早晨路上這半小時(shí)里，方向是朝南；但每天晚上的半小時(shí)，我又要朝北。綜合一整天來(lái)看的話，我并沒有朝任何一個(gè)方向移動(dòng)。

    在最小的時(shí)間尺度，比如一天之內(nèi)，演化是幾乎沒有方向的。如此短的時(shí)間里自然選擇的力量不足以體現(xiàn)出來(lái)，你只能看到突變和意外事故，而這倆都是近乎隨機(jī)的。

    時(shí)間尺度擴(kuò)大到一千年，演化的方向性就很明顯了——適應(yīng)它們所在的環(huán)境。

    繼續(xù)擴(kuò)大到一千萬(wàn)年，這時(shí)候方向性反而大大減弱了，因?yàn)榈搅诉@個(gè)時(shí)間尺度上，環(huán)境本身也在發(fā)生變化——而它的變化在這個(gè)階段還沒有明顯的方向性。

    最后擴(kuò)大到十億年。在這個(gè)尺度上，演化有方向性嗎？我們不知道。因?yàn)閿?shù)據(jù)還不足以囊括半個(gè)生命史的尺度。

    等等，但是大家不都說(shuō)演化是從“低等”到“高等”嗎？三十八億年前地球上只有最簡(jiǎn)單的微生物，現(xiàn)在我們有如此繁盛的生物圈，這多么明顯的進(jìn)步啊，你怎么能說(shuō)不知道有沒有方向性呢？

    這是因?yàn)椋?ldquo;看起來(lái)”有方向性，并不意味著它有內(nèi)在的趨勢(shì)。

    古爾德舉過(guò)一個(gè)著名的例子。夜晚的大街上走著一個(gè)醉鬼，街的左邊是一堵墻，右邊是一道水溝。醉鬼爛醉如泥，他的走路方向完全是隨機(jī)的，沒有任何趨勢(shì)。第二天人們會(huì)在哪里找到他？ 水溝里。他會(huì)掉進(jìn)水溝，并不是因?yàn)樗邢矚g水溝的趨勢(shì)，而是因?yàn)閴踝×怂穆?，不能再往左邊走了。如果沒有水溝，那么這個(gè)夜晚越是漫長(zhǎng)，醉鬼和墻的平均距離就越遠(yuǎn)；而不管水溝離墻有多遠(yuǎn)，只要讓醉鬼一直這么走下去，他最后掉進(jìn)水溝的概率一定是1.

    而如果我們?cè)谶@條路上放出很多醉鬼，假定他們互不干擾，那么畫出所有醉鬼的軌跡，會(huì)發(fā)現(xiàn)他們鋪滿了一大片區(qū)域——有的醉鬼離墻近，有的離墻遠(yuǎn)。一開始所有醉鬼離墻都很近，最后有些醉鬼走到了很遠(yuǎn)的地方。夜晚越是漫長(zhǎng)，走得最遠(yuǎn)的那批醉鬼，和墻的距離就越遠(yuǎn)。而我們?nèi)祟?，暫時(shí)就是走得最遠(yuǎn)的醉鬼之一。
 

    生命的復(fù)雜性有下限，一開始大家都很簡(jiǎn)單，但因?yàn)閴ψ钃趿俗筮叺倪\(yùn)動(dòng)，逐漸向右邊漂去了。

    當(dāng)然也可能是醉鬼其實(shí)稍微有一點(diǎn)喜歡水溝的傾向，每往左邊走十步就往右邊走十一步，這是肉眼無(wú)法分辨的，需要數(shù)學(xué)——但我們的數(shù)據(jù)不夠。因此，我們只能說(shuō)“不知道”.

    沒有方向，但至少我們有一個(gè)結(jié)果：人類畢竟是誕生了。這個(gè)結(jié)果，能否成為我們樂(lè)觀的理由呢？

    四十六億年里的唯一閃光

    自然選擇不靠小概率生效，但自然選擇的某一個(gè)具體結(jié)果也許是小概率。眼睛在地球上不同類群中***誕生了至少四五十次，我們可以說(shuō)它是“必然”;披甲哺乳類只在穿山甲和犰狳里誕生了兩次，就不太好意思說(shuō)它是必然了。

    很不幸，復(fù)雜語(yǔ)言和抽象概念級(jí)別的意識(shí)，在地球上，只誕生了一次。這一次是在靈長(zhǎng)類這個(gè)小圈子里——200個(gè)物種。靈長(zhǎng)類又屬于哺乳類這個(gè)小圈子——5000個(gè)物種。相比之下，人類已知的甲蟲物種大約有35萬(wàn)，估計(jì)的總數(shù)在400萬(wàn)到800萬(wàn)之間；人類已知的全部物種有190萬(wàn)，估計(jì)的總物種至少有數(shù)千萬(wàn)。

    演化生物學(xué)家恩斯特？邁爾說(shuō)：“如果今天有3000萬(wàn)活著的物種，假定一個(gè)物種平均存活10萬(wàn)年，那么從生命起源直到今天，可能有多達(dá)500億的物種生存過(guò)。這其中，只有一個(gè)物種獲得了足以建立文明的智力。”

    看數(shù)量太悲觀了，轉(zhuǎn)而考慮一下時(shí)間。地球誕生于46億年前，用了幾億年冷卻下來(lái)，沒過(guò)多久就演化出了最初的生命。接下來(lái)地球用了20億年誕生真核生物，用15億年誕生了復(fù)雜的多細(xì)胞生命，然后就是寒武紀(jì)大爆發(fā)。隨后生物的多樣性迅速增加，就算遭遇了二疊紀(jì)末這種消滅了90%海洋物種的大災(zāi)難事件，不到一千萬(wàn)年就恢復(fù)過(guò)來(lái)了。可就是在這樣的蓬勃生長(zhǎng)之下，我們又等了五億年，才等到了智慧生命的誕生。

    為什么智慧誕生這么難？智慧難道不是好事兒?jiǎn)?？難說(shuō)。大腦也是一個(gè)器官，而且是相當(dāng)復(fù)雜、耗能極高的器官。今天人類憑借大腦，勉強(qiáng)解決了食物來(lái)源的問(wèn)題，可是演化沒有遠(yuǎn)見。對(duì)于一個(gè)狩獵中的原始人而言，稍微聰明一點(diǎn)兒的好處并不一定就能抵消掉能量消耗增加帶來(lái)的壞處。可能就是因?yàn)檫@一點(diǎn)，智慧才只誕生了僅僅一次。

    西蒙？康威？莫里斯基于他的數(shù)學(xué)理論，援引趨同演化的現(xiàn)象，認(rèn)為智慧生物是一個(gè)生態(tài)位，而生態(tài)位早晚會(huì)被占領(lǐng)。但生物學(xué)上，這個(gè)想法恐怕也是一廂情愿。而今，生態(tài)位這個(gè)概念能不能成立都開始有疑問(wèn)了；就算它能成立，也不是所有的坑都會(huì)被占。譬如澳大利亞的有袋類動(dòng)物，的確演化出來(lái)了很多和其他大陸“平行”的物種，但也有很多沒有演化出來(lái)——澳洲大陸沒有袋蝙蝠，沒有袋長(zhǎng)頸鹿，沒有袋大象，當(dāng)然最重要的是，沒有袋靈長(zhǎng)類。

    沒有神，沒有命運(yùn)，只有我們

    承認(rèn)這一小概率，倒并不是意味著我們得尋求造物主。恰恰相反，它不利于造物主的存在。

    拿一副撲克牌，把它洗開。從概率上講，你手中的這幅撲克的順序是從來(lái)沒有人見過(guò)的超級(jí)小概率事件——54張撲克的排列方式高達(dá)10^71,已經(jīng)接近全宇宙的基本粒子總數(shù)。但這沒有任何驚人之處，因?yàn)槟愕呐埔呀?jīng)洗出來(lái)了，不需要任何魔術(shù)師來(lái)動(dòng)手腳。

    如果真的有魔術(shù)師，他應(yīng)該能做一些不合常理的事情。比如，在一個(gè)物理常數(shù)全都不對(duì)、完全不該有生命的宇宙里創(chuàng)造生命；比如，在一個(gè)所有生命都非常簡(jiǎn)單的星球上鶴立雞群地創(chuàng)造智慧。但我們的世界里沒有給他留下空間。撲克牌總得洗出一個(gè)順序，而我們已經(jīng)是它的自然結(jié)果。

    這也意味著，人類失去了又一個(gè)自大的理由：我們不但不是宇宙的中心，也不是宇宙的目的。我們生活在一個(gè)美麗、宏大、復(fù)雜、奇妙并且對(duì)我們的存在毫不關(guān)心也不賦予意義的宇宙里；唯一剩下能做的，也許就是自己創(chuàng)造一點(diǎn)意義了。做一些能讓宇宙驕傲或者能讓人類驕傲的事情，做一些能讓自己或者他人活得更好的事情，做一些能讓智慧的火花延續(xù)下去的事情——畢竟，在全部已知的宇宙中，智慧只出現(xiàn)過(guò)一次。如果我們搞砸了，生命總還是會(huì)從頭再來(lái)的；但如果那個(gè)同樣美麗、同樣宏大、同樣奇妙的宇宙里沒有智慧生命去觀察去欣賞它，那是多么遺憾的事情啊。