19.2 只有自然选择还不够

世界各地的一些自然学家对野生环境中的生命种群进化进行着长期的观察研究:其中包括塔希提岛的蜗牛,夏威夷的果蝇,加拉帕戈斯群岛的鸣禽,以及非洲的湖中鱼类。随着研究一年一年地进行下来,科学家们得以有更好地机会去清楚地证明,长期的进化一直在野外上演着。利用细菌和近来投入实验的面象虫开展的较短期研究,在实验室中显示出生物体短期进化的样态。迄今为止,这些通过活的生物种群进行的实验,其结果都与新达尔文主义理论所料想的相吻合。加拉帕戈斯群岛上鸣禽的喙确实会像达尔文所预言的那样,随着时间的推移,为应对干旱引起的食物供给变化而变粗变厚。

这些精心的测量证实了:自我管理的适应性变化确实会在自然界中自发出现。它们也明确证明:当那些微不足道但却稳定的、针对「不适用」部分的清除工作越来越多时,它们的累积就能自然而然地表现出明显的变化。不过,实验结果却并未显示出有新层级的多样性或任何新物种,甚至也未能证实有新的复杂性涌现出来。

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尽管我们仔细地查阅了历史记录,却未见有野外进化出新物种的记录。而且,最值得注意的是,人类在对动物的驯养过程中,也未见有任何新的物种出现。这其中包括,在对数亿代果蝇的研究中未见有新种果蝇出现,而人们为了诱发新果蝇物种的形成,已经有意对果蝇种群软硬兼施地添加了环境压力。在计算机仿真生命领域,「物种」这个词没有什么意义——除了最初的爆发之外,并未见瀑布飞泻式的联串全新种类出现。在野生环境、人工饲养环境以及人工生命环境里,我们都看到了变异的显现。但是,由于看不到更大的变化,我们也很清楚地意识到,产生变异的范围似乎很狭窄,而且往往被限定在同一物种内。

关于这种现象,标准的解释是,我们现在其实在用一个短得有点荒谬的极小的时间跨度来衡量一个发生在漫长地质时间中的事件,那么,我们还能指望看见什么?生命在发生巨变之前以类似于细菌的形态存在了数十亿年。请耐心点吧!这正是达尔文和其他生物学家转而求助于化石记录来为进化提供证明的原因。但是,尽管化石记录无可争辩地展示了达尔文更重要的论断——久而久之,性状变化会累积到后代的身上——它却未能证明这些变化可纯粹归功于自然选择,甚至没有证明变化应主要归功于自然选择。

因为,迄今为止,还没有人见证过化石记录或真正生命体又或者计算机模拟人工生命中那确切的变化时刻——也就是自然选择机制激发其复杂性跃入新层次的那一时刻。邻近物种间似乎存在着某种可疑的屏障,不是阻挠了这种关键性变化的发生,就是把这种变化移出我们的视野。

史蒂文·杰·古尔德认为是进化那令人难以置信的瞬时性(在进化论的语境中)将确切的变化阶段从我们眼中的化石记录里移走了。不管他的理论正确与否,现有证据表明,存在某种自然的制约因素,阻碍了微小变化的延展,而进化必须设法克服这种制约。

人工合成的原生生命以及计算机模拟的人工进化,为我们带来了越来越多的惊喜。然而,人工生命跟它的表亲人工智能有着同样的弊病。就我所知,没有一种人工智能——不管是自动机、学习机、还是大型认知程序——能连续运行超过24个小时。一天一夜之后,这些人工智能就会停止运转。人工生命同样如此。绝大多数依靠计算运行的模拟生命,热闹了一阵子后,很快就归于沉寂。尽管有时候程序还在运行,搅活出一些微小的变化,但是,在首次高潮过后,它们的复杂性就没有跃升至新水平,也没有生成新的出人意料的东西(其中包括汤姆·雷设计的「地球」)。也许多给一些运行时间,它们能行。但是,不管什么原因,基于质朴的自然选择生成的计算机模拟生命并没有体验到自由进化的神奇,而自由进化正是它们的创造者和我所乐见而未见的。

正如法国进化学者比埃尔·格拉斯所说:「变异是一回事,进化则完全是另一回事。两者之间的差异,怎么强调都不会过分……变异提供了变化,但不是进步。」所以,尽管自然选择也许形成了微变(一些趋势性变异),却没人能担保它可以形成宏变,即向着日益发展的复杂性自由地创造出无法预料的新形态和进程。

即使人工进化仅仅是适应上的微变,本书所预言的那些人工进化前景也仍然会实现。自发自导的变异和选择机制是应对难题的强有力天才。在跨度小的时间段内,自然选择确实有效。我们可以利用它找到我们见不到的证据、填补我们无法想象的空白。问题归结到是否单靠随机变异和选择机制,就足以在很长的时期内持续地产生出新生事物来。另外,如果真的是「只有自然选择还不够」,那么在自然进化中,到底还有什么力量在发挥作用呢?我们还能在人工进化中引入一些什么才能令其产生出自组织的复杂性?

绝大多数自然选择的批评家都勉强承认达尔文的「适者生存」是正确的。自然选择主要意味着不适合者的毁灭。一旦有适合者产生,自然选择去粗汰劣的势头就无可阻挡了。

但是,创造出有用的东西听来有点唬人。达尔文主义观点所忽视的,是对适合者产生的似是而非解释。在被选定之前,适合者又在哪里呢?按照当今新达尔文主义的通行解释,适合者归功于随机变异。染色体内的随机变异造成了发育成长的有机体的随机变异,而后者则不时地为整个有机体增加适合度。换句话说,适合者是随机产生的。

正如野外以及人工进化实验所表明的那样,这种简单的进程在较短的时间内能够引导协调变化。但是,倘若自然选择能够把那些不可胜数的失败尝试都清除出去而且有无限的时间,这种随机的变异能否产生出可供选择的由其所需胜出者组成的完整系列?达尔文主义理论肩负着重任,要证明消极的死亡选择制动力与随机的漫无目的混沌力量结合起来,能够产生出持续的、具有创造性的、积极的推动力,进一步迈向我们所见的、大自然历经亿万年而经久不衰的复杂性。

后达尔文主义提出,归根到底,进化过程中还存在别的作用力。这些权威的变化机制重组了生命让其达到新的适合度。这些看不见的动因扩展了生命信息库,也许那正是自然选择所掌管的信息库。深度进化不一定就比自然选择神秘多少。他们把每一种动态共生、定向变异、跳变论或者自组织理论都看做是一种机制,一种从长远来看,作为对达尔文那无情的选择过程的补充,能促使进化不断革新的机制。