about 生命的壮阔 ——古尔德论生物大历史

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(转自Kiwi的BLOG)

生命的壮阔

——古尔德论生物大历史

（Full House）



生命的历史，一直是一个令人着迷和困惑的问题。

古尔德带领我们走进“常识”背后。

古尔德告诉读者，生物从简单到复杂，从低级到高级的变化并不是自然界普遍的铁律，把“进化”说成趋势是人类中心主义演绎出来的神话。

所谓的“生物进化”历程，在古尔德看来，完全是知识界的暴行，是人类中心主义的观点。我们的逻辑接受了习以为常的“进步” 观点，即生物是从低级到高级，从单细胞到多细胞，从海生到陆生，从无脊椎到脊椎，从鱼类、两栖、爬行到哺乳类的进化路线。如果事实真是如此的话，并不太 “进步”的鱼类为什么是脊椎动物中最繁盛的物种？“原始”的微生物为什么从数量和适应性上占据了生物圈的统治地位？

在这本书里，古尔德提出了他对于生物历史的理解。他用了一个“醉汉走路”的例子，即在左边有墙存在的情况下，一个醉汉在完全随机的情况下只能不自觉地向右方向前进。生物的“进化”历史也是如此。生命总是从最原始最简单复杂性最低的原核生命开始，这个起点就是醉汉例子中的左墙，进化的历程可以是随机向两边——即所谓的低级和高级——同时进行的，但是进化的起点因为有了左墙这个障碍，生命发展的复杂度不可能比这个更低了。在经历了一段发展的历程后，视线一旦离开左墙，方向完全是随机的。

这个过程是完全没有驱动力的，即生命没有自主向右边——即高级的方向——发展的力量。作者说道，尽管事实上，有驱动力的理论和没驱动力的理论产生的结果都一样，但是两个学说有着本质的差别。传统的说法，即生物的进化一直驱使生命变得更高等、更复杂的理论类似于目的论。在这样一种情形下，“进步规范、塑造了生命史，成为基本原因的主要产物（这翻译翻得真别扭……）；在另一种情形下（即作者的解释），进步却是意外、稀少，而且没有直接有利的原因在作用。”

作者说我们一直误解了达尔文主义。在《物种起源》的结语，达尔文并没有“以赞美人类智力的发展或向上演进到命定而复杂的过程，来庆贺这场革命。相反地，他对于生命令人眼花缭乱的差异，表示敬畏。”

他还对自然进化和文化变异进行了有意思的比较。1、文化的广泛交流是自然变异所远远不能具备的优势；2、遗传机制不同：生命的延续靠的是达尔文式的遗传，而文化的延续的机制更类似于拉马克的“获得性遗传”，即“在有生之年发展出调适的特质，然后以改变后的遗传性质传给后代”。

最后他还把他的“醉汉”理论涉及到科学和艺术领域的发展。但是我不认为科学和艺术的发展完全是随机的、毫无驱动力的。也许，从宏观上来讲，探索可能是没有方向性的。

生命发展的过程中，作者一再强调了“随机”这个字眼，进化其实是没有方向的。他说：“在进化史的传统模式——‘变化日增的圆锥体’——之下，生命一直都在升级进步，而且往外扩张，种类增多。从寒武纪构造简单的多细胞动物的生命初期，演进到今天进步而且种类繁多的程度。依据这个观点，进化确实沿着可预测的途径进行，而且如果重演的话，也大致可以重复。但是重新研究柏吉斯页岩以及寒武纪植物的软体化石，却发现了全新的观点，认为相反的情况可能才是正确的：解剖上的最大差异，可能在生命初期就已达到（eg，寒武纪大爆发）；初期尝试的大多数均告灭种，只有少数几种存活。所以有强烈的理由可以相信，多数灭种少数存活的几率，比较接近于彩券的中奖；而非根据优胜者的进步所能预测。真正的彩券游戏中，彩券是随机分配的。生命初期的少数种类，因幸运获奖而存活下来；如果重新再来，彩券的随机分配，又是另外一套；当然中奖存活的也不同。……在任何重演过程中，脊椎动物的存活或繁荣，都将很难再现。从鲨鱼到河马再到人类，都将被排除于生命史之外。

……在个案的进化过程，造成今天的人类所需的千万步骤之中，只要小小的一个差异，就可以产生截然不同的后果。人类的进化将像瀑布一样，冲向另一途径，智人——有自我意识的生物——也许永远无法出现。”

人类出现的几率近乎偶然，这个事实的确让我们有些悲观，但又没有什么铁证可以证明我们存在的必然。这样关于生命概率的计算让我想到了一个关于宇宙中文明数量的推算公式。我们的存在，文明的发生，按照古尔德的“醉汉”理论，那简直是不可想象不能奢望的奇迹。别忘了还有“熵”这种东西，如果生物演化真的是随机的，那我们会是那零点零零…零零几的幸运儿吗。这倒不是人类中心主义，只是我无法理解这么精巧完备的人体居然是无数次“随机”的变异产生出来的，如果每次都是随机的，那完全就可以用数学方法证明进化出人类这件事完全是没可能的。于是不得不把目光投向了宗教，是不是冥冥中真的有一力量在推动着生物的进化呢？科幻小说《计算中的上帝》大胆地提出了这样一种设想，通过大量宇宙文明的巧合事件推算出一个操纵之手的存在。现在古尔德也用事实和完备的推理打破了传统的生命进步历程，但是这种理论却无法让我理解人类的存在。

不能理解，所以，进化对于我们来说，始终是个谜团。或许我们真的是那n（n趋近于无穷大）分之一的幸运儿，或许我们（可能不光是我们，整个世界）真的是上帝之手创造出来的，只不过他和我们一直在玩一个把戏，始终在幕后不肯让我们看清原委，如果真是这样的话，那么解释生命起源和进化的问题就是形而上的问题了，这超出了我们理性的范围。维特根斯坦说过：“对于不可言说的东西，我们就要保持沉默。”于是这篇文章就这样结尾啦！


http://www.booktag.net/review/0f/4331.html

谦虚的建议――自序
来自：史蒂芬.古尔德　
评论：生命的壮阔：古尔德论生物大历史

从耶稣那个回头浪子的寓言，一直到田纳西・威廉斯（Tennessee Williams）的《热锡屋顶上的猫》（Cat on a HotTin Roof），全都显示了一个古老的文学主题：最惹人疼爱的小孩往往都是最受误解的问题孩童。因此，我不免为目前的这本书《生命的壮阔》（英国版书名为 Life’s Grondeur）――这受我钟爱的任性小孩――担忧。这本小书在我心中已经酝酿了15年之久，主要来自三个截然不同的根源：（1）有一天我在重新思考生命史时，对于进化趋势突然产生一个新观点。这个观点后来在1988年以专业术语形式发表，作为古生物学会主席的就职演讲；（2）一次重病期间，为我带来无限希望和欣喜的统计学发现；（3）对于某项美国通俗文化的解释――我认为这个解释不言可喻而且正确无误，可是又和传统的说明水火不容，它就是：棒球赛中 0．400（四成）命中率消失的问题。

这三个来源都是以最令知识分子兴奋的形式出现，是惊喜的新发现，消除了老旧的想法，提供了清晰和谐的观念。（此处所谈的纯属个人经验，并不表示“绝对”的自信。这些惊喜的发现，清除了眼界和性格上的障碍与偏执。虽然其中部分，可能早为世人所知。）新见解使我以全然不同的角度检视一些趋势：看出某些完整系统内部差异的变化，而不只是见到移动的事物而已。因此原书副标题（英美版皆同）就定为“从柏拉图到达尔文时代精华的传播”（The Spread of Excellence from Plato to Darwin）。

有了见解，就有恐惧。原因有二：第一，刚开始时，主题可能显得琐碎而又不合常规。为什么对趋势的不同解释，必须成为大众关心的题材？第二，主要的新公式（思考整个系统的扩张或收缩，而不只是考虑个体的变动）本质上是统计性的，需要使用统计图表和术语。不过因为本书涉及的只是观念的改变而已，基本上非常简单；而且本书将以明白浅显的文字，提出论证，所以我倒不担忧读者是否能了解的问题。我将先说明要点，进而举出简单、初步的例证，然后才探讨两个主题：0． 400的命中率和生命进化史问题的解决方式。

这样的书能够吸引读者吗？他们能够捱过初期的沉闷，坚持读到主题新公式出现吗？带有数学意味的事物，一向不为我们的文化所喜，读者们对于统计式的陈述，能维持兴趣直到终卷吗？虽然不无疑虑，我还是相信，既然本书提供了新奇而又应用广泛的论证，读者读完掩卷时，应会感到满意，而且还会认同父亲原谅浪荡儿子的做法：“及时行乐并无不对。”

虽然不为赚钱，我曾有一段时间迷上扑克牌游戏，因此我建议读者下个赌注：读完本书，保证必有收获（说不定会是“同花顺”，胜过我的“一对三同”）。当然，为了回馈读者，我尽力使本书简短、清晰、有趣，而且保证会把两个重要又显然没有关联的困扰现象，以新的方式解释清楚。

读者的坚持将可获得双重报酬。第一，我认为研究完整系统中差异的方法，可以解决两个广泛受争论的问题。如以柏拉图的传统方式，只以一个要点或例证代表全体，然后研究此一事件如何随着时间变化，这些问题将永远混乱不清，无法解决。本书所提供的解决办法简单、明白又不激进，令人满意。不但如此，一旦注入了依据差异而修正的观点之后，这两个方法都能解决传统观念的矛盾之处。当纪录显示，任何体能活动都有长足的进步时，我们怎能相信，传统方式所说的0．400命中率之所以消失，是因为打击手的素质江河日下呢？本书的研究方式则指出，0．400命中率的消失，正显示棒球技术的绝大进步。这个结论合情合理。而如依传统的方式思考，这结论则将令人难以想像。

我虽然能够肿列许多动人的理论――学理的（达尔文机械论的本质）或事实的（细菌在生物界中占了压倒性的绝大多数），来否定整体上生命史的特质，是由进化决定的说法，甚至于提出新的说法，来为进化重新定位；可是只要少数合理的理由，就足以认定人类确实非常复杂，而且确和趋势或倾向有关。因此《生命的壮阔》一书对于人类的地位，虽然仍旧保留合乎常识的看法，却也坚持进步在生命史上没有普遍发生，也不是进化的特色。

第二点就有点难以启口了。因为不管我如何努力，语气恐怕难免不够谦虚。原因在于本书怀抱的野心稍大，主要论点都有事实依据。书中讨论的事情，虽然早有他人以别的方式讨论过；但我把案例的范围扩大到史无前例的程度，试图以温和的例证说服读者，而不以高高在上、充满偏见的抽象哲学方式，进行正面的攻击。我期盼读者能够了解达尔文革命的真正涵义，也希望他们了解自然的实体，是由不同的个体组成的。换言之，差异本身是不可缩减的，而且从“构成世界的材料”这个观点而言，也确实如此。因此除了必须扬弃柏拉图式的古老思考习惯以外，我们更该进一步了解，把整体说成是“平均值”（平均值被视为典型，因而可以代表系统的本质或典型）或“极端案例”（因特殊价值而被标出，像0．400的命中率）是错误的倾向。原书的次标题“从柏拉图到达尔文时代精华的传播”就是这两种不同方式的缩影，同时也明白承认达尔文方式的重要性。

《生命的壮阔》和我以前的著作《奇妙的生命》（Wonderful life）是姊妹篇。它们共同表达出整体、非传统的生命史意义，希望迫使我们重新思考人类在这段历史中的地位。《奇妙的生命》断言进化事件的不可预测和偶发性，并且强调人类的出现，也应该看成是无法重复的特殊事件，不是预期中的后果。《生命的壮阔》的论证，否定了进化塑造生命史，甚至还是普遍趋势的看法。在这种整体的生命观之中，人类无法占据优先的尖峰地位；生命一向是由细菌模式主掌的。

这两本书都藉由例证提出论点，不采用偏颇的“共同性”：《奇妙的生命》中以出现在页岩中的全部动物，代表整个寒武纪大爆炸时期；本书则讨论0．400命中率的消失以及细菌生命模式的钟型曲线。把人类单独分开一向是传统的慰藉来源，但是所有例证都显示，新的观点应该是把人类跟其他生物视为一体，而且视现代人类为偶发现象而已。我们不但必须放弃人为万物之灵的传统观念，还要珍惜其他的物种。我们是整体中珍贵的部分，所以要学会喜爱这个团体。如此一来，才能将虚伪不实的安慰化为广泛的了解，这才是置身于我们这颗行星上有机物的大家族中，应有的奇妙生活。

读者诸君既已看过谦虚的建议，敬请读完本书。然后我们大可引经据典，探讨一切深奥的事物――包括皇帝和甘蓝菜。

1996年8月于纽约

斯大导或许能赞同古尔德的观点，《世界大战》中高级的人类面临被外星生物灭绝的境地，结果病毒搞死了更高级的外星生物

进化是积累的，在我们看来（以人本身的角度来看）就是从低级到高级的趋势

高级生物并不比低级生物有生存优势，但是低级生物能理解这种优势吗？

随机进化出高级生物的确令人匪夷所思,  与其这样还不如用人择主义来解释:

因为高级生物已经存在, 所以一定要按照已经发生的过程来进行

听上去像智能设计论
怎么能因为令人匪夷所思就不相信呢

http://www.bullog.cn/blogs/fangzhouzi/archives/17777.aspx

“醉汉走路”, 令我想起 duck typing

强人择理论的另外一种形式

cryolite给出的
方舟子的BLOG -- 宇宙与生命的沉思【旧作】
http://www.bullog.cn/blogs/fangzhouzi/archives/17777.aspx
严格地说，基因突变也并非是完全随机的。基因组的某些区域要比其他区域更容易发生突变。在物理、化学因素的作用下，基因组也会自发形成某种有序的结构。这种所谓“自组织”现象，更大大降低了生命的产生和进化的偶然性，有的学者甚至认为自组织对生物进化的作用，并不亚于自然选择。事实上，自组织是在生物界和非生物界都普遍存在的现象。如果不考虑自组织因素而单纯做概率计算，我们会发现水结成冰也是一个概率几乎为零的不可能事件。以概率计算攻击进化之荒谬，由此可见。
比利时生物学家克里斯蒂安·德迪夫（Christian de Duve）所著《活力之尘》（Vital Dust，中译本名为《生机勃勃的尘埃》，王玉山等译，上海科技教育出版社出版），更试图说明，生命起源和进化，乃是生物化学作用的必然结果。它的新版副标题“生命做为宇宙之必然”（Life as a Cosmic Imperative，原副标题为“地球生命的起源和进化”）即是对这一观点的归纳。现年83岁的德迪夫是现代细胞生物学的主要创建者之一，因发现溶酶体和过氧化物酶体这两种细胞器而在1974年获得诺贝尔生理学奖。晚年致力于研究生命起源和科普创作，在此之前已出版过两本很受欢迎的科普著作《活细胞导游》（ Guided Tour of the Living Cell，1984）和《细胞蓝图》（Blueprint for a Cell，1991）。在自传中，他说：“我计划将我的余生贡献于进一步探讨我们对生命和心灵日益增长的了解能告诉我们宇宙有何结构和意义。”

但是宇宙是否真的有意义？这是一个哲学问题，而不是科学问题。德迪夫认为，宇宙的结构必然能够产生生命和思维，再由思维发现宇宙的结构和理解真善美爱，就是宇宙的意义。这是一种改头换面的目的论，
不管宇宙是否有意义（我认为没有），我们的宇宙看来是充满活力的。我和德迪夫一样相信，宇宙中充满了生命。

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人择原理
anthropic principle

http://www.qiji.cn/drupal/node/128

人择原理
anthropic principle

认为宇宙中生命(特别是人类生命)的存在，可以对当前宇宙的状态和宇宙进入当前状态的方式施加约束的一种思想。

用一个例子可以最好地说明人择原理概念的威力。我们要能存在，就必须有一颗恒星(太阳)和一颗在适当距离围绕它运动的行星(地球)，而行星必须是由合适的化学元素混合物(特别是要有碳、氮、氧和大爆炸遗留下来的原始氢)构成的。这些元素在生命过程中起着关键的作用(见CHON)。初看起来，宇宙其余部分的存在，包括散布在数十亿光年空间范围的几百万个星系，是同我们的存在不相干的。

但是，构成我们身体和地球的元素从哪里来?大爆炸只生产了氢、氦和痕量的几种轻元素。碳和其他重元素是在恒星内部加工的(见核合成)，这些恒星必须走完其整个生命之路，然后爆发，将重元素扩散到空间，形成可以产生包括太阳在内的后代恒星和行星的物质云。这经历了几十亿年时间。而生命在一个合适行星上要进化到出现能够留心周围事物、对宇宙大小感到好奇的智能生物，又要数十亿年时光。宇宙却一直在那里膨胀；几十亿年后，它必然广达数十亿光年。所以，我们在这里提出宇宙大小的问题这个事实，就表示宇宙必定含有很多恒星，宇宙必定已有数十亿岁，宇宙范围必定达到了数十亿光年。

这个几乎是(但不完全是)类语叠用式的论据(‘我们在这里是因为我们在这里’)，好像是罗伯特·狄克(Robert Dicke)讨论宇宙学问题时首先表述的。他在1957年发表的一篇文章中指出，宇宙的大小‘不是随意的，而是由生物因素制约的’(由巴鲁和迪普勒引用，见下)。在那之前，弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)为了解释元素如何产生，已经做出了事后才有可能被看成基于人择原理的真正预言。他认为，我们身体中碳的存在，要求在恒星内部发生一种确定的核聚变反应；为检验他的预言进行了实验，并且发现那种反应的发生与霍伊尔预言的完全一致(见B^2FH、三α过程)。人择原理的这一动人的成功应用并不总是得到了应有的赞许。

宇宙学家对人择原理的兴趣，一直要等到1974年，英国学者布兰登·卡特(Brandon Carter)提出需要区分‘弱人择原理’和‘强人择原理’之后，才真正高涨起来。人择原理的这种区分后来由约翰·巴鲁(John Barrow)和弗兰克·狄普勒(Frank Tipler)定义如下：

弱人择原理：物理学和宇宙学的所有量的现测值，不是同等可能的；它们偏爱那些应该存在使碳基生命得以进化的地域以及宇宙应该足够年老以便做到这点等等条件所限定的数值。

强人择原理：宇宙必须具备允许生命在其某个历史阶段得以在其中发展的那些性质。

弱人择原理认为，在某种意义上，宇宙对其如何从大爆炸中浮现出来做了‘选择’。例如，引力相互作用强度可能与我们知道的值不同。假设引力曾经比我们今日宇宙中的强得多，那么在其他条件一样的情况下，恒星应该比我们宇宙中的更小，燃烧它们的核燃料更快，以便支撑自己对抗引力。只要引力足够强，恒星将在我们这样的复杂生命形态尚未来得及进化成功时就燃烧尽了。

在这幅图像中，一个无穷的宇宙可能分隔成有着不同物理定律的‘领地’。这些领地在空间上可能彼此远离到超出了我们望远镜所及的范围；而在时间上，在某种意义上说，它们也许是在大爆炸‘之前’分隔开的。或者，它们也可能存在于某种通过虫洞连接起来的超维度的超空间中。类似我们的生命形态将只存在于允许恒星存活足够长因而复杂生物得以进化、其他条件则像熊宝宝的粥‘恰到好处’那样的领地中。这有时被称之为金发姑娘现象。

强人择原理认为，宇宙对如何从大爆炸中浮现出来是无法选择的、在某种意义上是为人类‘定做的’。有些物理学家，特别是约翰·惠勒(John Wheeler)，将它同量子物理学认为除观测的东西外无物为真的思想联系在一起——也就是说，宇宙的物质现实性依赖于关注其存在的智能观测者的参与，而这保证了基本相互作用和自然界的常数，如引力强度等，具有了我们所知的数值。

其他一些人则把允许宇宙中存在生命的各种‘巧合’看成是有设计师在起作用的证据。霍伊尔说过，‘核物理学的定律是针对它们在恒星内部引起的后果而精心设计的’(《星系、核和类星体)，伦敦海纳曼公司1965年出版)，不过很少宇宙学家同意他的说法。

在这一层次上，关于人择宇宙学的辩论，已经涉及到了为‘证明’上帝存在而提出生物体太过复杂、不可能偶然产生的老论据，这是威廉·佩利 (William Paley，1743—1805)在18世纪强烈主张的论点。反论据则是，通过自然选择的进化已经产生了地球上的复杂生物体，它们适应了环境，根本不需要上帝插手。

有趣的是，这个反论据，主要通过美国数学物理学家李·斯莫林(Lee Smolin)的工作，现在已经推广到了宇宙学领域。斯莫林主张，婴儿宇宙通过黑洞从母宇宙分离出来时，‘新’宇宙中的物理学定律可能与‘老’宇宙中的物理学定律稍有不同。物理学定律的这一变化可能提供了使自然选择在宇宙本身这样的层次上起作用的物质原料，于是，那些生产黑洞效率较高的宇宙，就能生产较多的类似自身的宇宙，因而在某种争夺空间的宇宙斗争中胜出。

按照这个论点，那些有利于物质转化为许多黑洞的物理学定律，将在选择过程中受到偏爱。斯莫林认为，我们的宇宙是这一演化过程非常可能的最终产物，我们觉得极其精美地适合我们生存的物理学定律，实际上为制造黑洞和更多婴儿宇宙而做了微调。那些定律碰巧允许作为我们生命基础的碳和其他元素存在，从这个事实来看，我们的存在只是一种寄生的结果。