哲学与科学反思录-3

这些被忽略的事实，就是波函数的塌缩。我认为，粒子的相互作用缘于波函数在空间的重叠和交叉，波函数的重叠和交叉导致波函数的塌缩，塌缩的结果是随机的，而且波函数的塌缩导致粒子的产生和湮灭。我们可以这样来理解电子的发光过程。电子波函数一旦受到其它波函数的扰动，它会“情不自禁”地要产生并发射光子。这意味着电子的能量和动量要发生变化，于是必须要赋予电子的能量和动量一定的不确定性，或者说，要使电子的能量和动量产生“涨落”。按照海森堡不确定性原理，时间和能量是一对不能同时确定的共扼量，位置与动量也是一对不能同时确定的共扼量。与海森堡不确定性原理类似，我们可以提出这样一个补充假设：要使电子能量和动量产生不确定性或涨落，就必须使电子的时间和位置有更大的确定性。从而，描述电子的时间和位置的函数要发生约化，它们的分布范围要收“窄”，这也就是波函数的塌缩。电子波函数与其它波函数（比如质子波函数）交叉得越厉害，它受到的扰动就越大，产生并发射的光子能量就越大，这种产生和发射行为的时间间隔就越小，这是时间的塌缩；电子发射的光子动量也越大，电子在发射时所处的位置范围就越窄，这是描述位置变化的波函数的塌缩。塌缩的程度应正比于电子所发射的光子的能量与动量。当波函数交叉的程度变得很大，波函数的塌缩变得如此强烈，这时候粒子间仅仅交换光子就可能变得不够，于是粒子之间还要交换其它的中介粒子，这是强相互作用。两个波函数在时空中完全重叠是不允许的，除非它们相互湮灭而形成一个新的统一的波函数，这就是泡利不相容原理。波函数塌缩的结果是随机的，通过波函数的塌缩，微观粒子将随机地找一个更为窄小或更为分散或的位置来“显示”自己的存在。波函数的塌缩意味着波函数在空间中突然打破其固有的演化过程，突然地、随机地改变其形态。很显然，波函数形态突变的结果未必导致其在空间的分布范围收“窄”，它在空间的分布范围变得更分散，这也是可能的。在这种情况下，严格说来不能再称之为“塌缩”，而应该说成波函数发生“突胀”或者其它类似的词语。我们甚至还可以更进一步想象，电子在发射光子的时候波函数发生“塌缩”，在吸收光子的时候波函数可能发生“突胀”。无论是波函数因“塌缩”变得集中还是因“突胀”变得分散，这都是波函数形态的随机突变，我统称为“塌变”。在下面的论述中，我一概用“塌变”这个词取代“塌缩”。正是通过波函数的塌变，我们得到一个非决定论的概率世界。 看来，把波函数看成是比动量和能量更基本的物理量，这是有道理的。我们甚至可以说，根本就不存在电子、质子、中子、光子这样一些所谓的微观粒子，存在的只有电子波函数、质子波函数、中子波函数和光子波函数等等，整个宇宙充满了波函数，除了波函数，宇宙间其他一切都不存在，波函数才是世界的终极实在。对于电子发射光子这样的过程，我们也许该说成：大的电子波函数瓦解一个小的电子波函数和一个光子波函数，同时瓦解的过程伴将随着机遇。波函数的塌变就发生在波函数瓦解或者波函数合成的过程中。薛定谔说过，电子的德布罗意波描述了电量在空间的连续分布，更进一步，我们可以认为，电子的真实状态就是一种在空间的连续分布。单个的有如粒子一样的电子从来就不存在，只有当电子波函数发射或吸收光子波函数的瞬间，比如电子波函数“碰到”屏幕，与屏幕上的波函数发生作用，并发射出光子波函数的瞬间，这时候由于电子波函数发生强烈塌变，并表现为波函数在某个位置异常集中，于是我们才得到一个像粒子一样的电子。认为波函数表达概率幅，这样的说法存在很大的弊端。波函数的形态决定了波函数塌变时的概率分布，但波函数的形态毕竟不能说成就等同于概率。如同掷骰子，骰子的形态决定了概率，对于一个六个方向都均匀的骰子，掷出一至六点这六个点数的概率是相同的。但如果有人作弊，比如在骰子的某个局部灌铅或灌水银，这就改变了骰子的形态，于是骰子掷出来的点数的概率分布就会发生变化，掷出某个点数的概率将会增加或者减少。这里骰子的形态就决定了塌变时的概率分布。同样的道理，波函数也应该看成是一个实在的东西，在自由的时候（绝对的自由是没有的），其形态按照薛定谔方程在时空中演化，如果它在某个时刻被“刺激”而发生塌变，那么塌变结果的概率分布就取决于塌变瞬间波函数当时所处的形态。波函数包含虚数i，这意味着波函数不是一个可观测的物理量，它似乎不是一个“实在”的东西，这使得很多人不愿意将波函数看成为自然界的终极实在。但是，正如第一章就论述过的，自然界的终极实在不是我们人类的经验所能理解的，我们只能构建符合现象的数学模型，却无法完全理解大自然真正的实在真相。霍金在对宇宙模型的研究中引入“虚时间”概念时，也是持类似的实证主义哲学观点，他说：“从实证主义的哲学观点看，人们不能确定何为真实。人们所能做的只不过是去找哪种数学模型描述我们生活其中的宇宙。人们发现牵涉到虚时间的一种数学模型不仅预言了我们已经观测到的效应，而且预言了我们尚未能观测到，但是因为其它原因坚信的效应。那么何为实何为虚呢？这个差异是否仅存在于我们的头脑中呢？”（《果壳中的宇宙》第59页，史蒂芬•霍金著，吴忠超译，湖南科学技术出版社）同样，对包含虚数i的波函数而言，我们可以认为“实在”的诸如位置和速度这些可观测的物理量，恰恰是子虚乌有的空想的产物，而看起来是“虚”的波函数反倒是自然界真正的终极实在。套用霍金在《时间简史》中的说法，科学理论只不过是我们用以描述自己所观察的数学模型，它只存在于我们的头脑中，所以去问诸如这样的问题是毫无意义的：“实”的位置和速度这些物理量或“虚”的波函数，哪一种是实在的？这仅仅是哪一种描述更为有用的问题。如果将波函数看成概率幅，这就意味着先前事件的概率将决定后面事件的概率，先前的可能性决定后面事件的可能性，这不是一种对波函数的好的理解方式，我们无法想象所谓“先前事件的概率”是怎么一回事。由于我们将波函数看成了一种只存在于我们头脑中的虚拟的东西，而这种虚拟的东西却有一个决定论的演变过程，这是让我们很难正确理解波函数本质的原因。相反的方法是，我们可以把波函数的塌变就看成如同一块玻璃镜子破碎的过程。看一看玻璃镜子坠落到地面的过程，玻璃镜子的形态在空中翻滚，这可以看成是一个决定性的演化过程，而玻璃镜子一旦碰到地面，那么在触及地面瞬间玻璃镜子所处的形态将决定它碎裂与否的可能性以及碎裂后各种形态的可能性。在某种形态下，玻璃镜子较难碎裂，在另外一种形态下玻璃镜子容易碎裂，是形态决定了可能性，决定了概率分布函数。本质上，费曼的“历史求和”方法正是一种将波函数“实在化”的处理方法，它解决了将波函数看成概率幅所面临的理解上的困难。一个如电子那样的点粒子不可能同时通过所有的路径，但电子波函数可以！费曼的“路径积分”其实是对波函数积分而不是对点粒子的路径进行积分。下面的例子有助于更加清晰地说明波函数的塌变过程：设想电子枪发射一个电子，我们在这个电子前进的方向放置一块屏幕，这块屏幕将电子前进方向的下边全部遮挡，但上边却仍是空的。考虑这样一个实验结果：在实验中我们发现，屏幕上并没有留下亮点。如果将电子看成一个点粒子，这就意味着：电子枪所发射的这个电子从屏幕的上方跑过去了。但现在我们是将作为点粒子的电子看成为假象，而电子波函数才是真正的客观实在。电子波函数的形态在屏幕左边的时候是沿着前进的方向上下对称的，而一旦到了屏幕的右边，电子波函数的形态却发生了突变，它不再对称，所有的波函数都跑到屏幕上方去了。这说明电子波函数的形态发生了突变，也就是说发生了波函数的塌变。既然电子波函数发生了塌变，那么就应该伴随粒子的产生或者湮灭，于是电子在屏幕的左边和在右边将具有不同的能量。但是，看起来电子在前进的过程中并未受到任何的干扰，电子是匀速前进的，如果把电子看成点粒子，只有被加速的电子才会有电磁辐射，因此电子越过屏幕前后其能量是不应该有变化的。但是，它的能量却发生了变化，这如何可能呢？实际情况却的确是电子的能量有突变。还记得说过，电子的德布罗意波描述了电量在空间的连续分布，因此在屏幕的左边，电子的电量连续而对称地分布在上下两侧，而一旦电子跑到了屏幕右边，电子的电量却突然集中到了屏幕的上边。这意味着，电量的空间分布形态发生了突变。按照经典电磁学理论，电量在空间分布的变化意味着电子周边的电磁场发生了变化，变化的电磁场将发射电磁波，因此电子越过屏幕的瞬间要发射光子，并使自己的能量降低。所以，只要在电子前进的方向放置一个障碍物，虽然这个障碍物没有和电子发生直接的碰撞，但它仍然要对电子波函数造成扰动，有扰动就伴随着波函数的塌变。对上面的例子而言，波函数塌变的结果是随机的，塌变结果的概率分布是：电子波函数整体塌变到屏幕上方，这个可能性占50%；电子波函数塌变到屏幕下方的某个点，这所有可能性的总和也占50%。我们甚至可以通过实验来检验上述结论：只要让电子通过一个小孔，会发现通过小孔后的电子能量有微小的变化。波函数一旦塌变，它就变成为一个新的波函数，这个新的波函数受到扰动后又会继续塌变，这个过程将连续不断地进行下去，于是我们得到无数个波函数纠缠不休的不断演变的宇宙。由于波函数总在不断塌变，所以虽然薛定谔方程是线性方程，但在描述一个宏观系统时仍不可以采用将波函数叠加的办法来处理。我们在处理实验结果，比如电子双缝干涉实验时，之所以用波函数叠加的办法来处理依然行得通，那是因为我们在实验过程中精心地选择了实验条件，使得电子波函数在通过双缝后的运行过程中没有或者只有极轻微的塌变。在量子场论中，一方面存在粒子的自由相对论运动，另一方面存在由粒子间相互作用所导致的粒子的非自由相对论运动，即粒子的产生和湮灭过程。在量子场的数学表示中，粒子的自由相对论运动表现为粒子的动量本征态形式，它通过求解粒子的相对论运动方程得到；而粒子的产生、湮灭过程则表现为产生、湮灭算符。粒子之间的局域相互作用只能通过粒子的产生和吸收来完成，粒子的产生、湮灭过程是粒子间相互作用的基元过程。我们可以想象，粒子的自由运动对应着决定论过程，而粒子的产生和湮灭过程则对应概率过程。所以世界的演化包含着两个部分，一部分是决定论，一部分是机遇，这两个部分叠加在一起，就是一个符合我们日常经验的世界。而且，由于自由粒子的波函数将遍布整个宇宙，它不可避免地会受到其它波函数的干扰，从而导致波函数的塌变，因此任何粒子的运动不可能绝对“自由”，只可能有近似的“自由”，所以完全而彻底的决定论过程是不存在的。很显然需要一个数学方程来描述波函数的塌变过程，我很遗憾没有能力构造这样一个方程。不过，毕竟哲学的任务只是提供思想以及研究方向上的探索，至于这种思想能否成立，那是科学家的事。正是由于那些时间对称的、决定论的科学定律面临巨大的哲学解释上的困难，所以我可以坚信：只要宇宙间有物质的相互作用，就必然要伴随概率，概率无处不在，无时不在，不管我们是否观察，它总是存在，而且概率对宇宙的演化起着基本的作用。只有这样，才可以将那只悲惨的“薛定谔的猫”从不死不活的幽冥世界中解救出来，因为波函数并不需要得到我们的观察才塌变，它此前就塌变了，“薛定谔的猫”要么是死的，要么是活的，二者必居其一。 科学家相信，科学定律在称作C、P和T的联合变换作用下不变。C变换是指粒子和反粒子互换的正反粒子变换；P变换指的是空间三个坐标轴都反向的空间（镜像）反射变换；T变换则指的是时间反演变换（把时间颠倒，将t变成－t）。物理学家曾长期认为物理定律在这三个变换时保持不变，即都是守恒的，分别叫C守恒（电荷共轭守恒）、P守恒（宇称守恒）和T守恒。李政道和杨振宁于1956年证实，弱相互作用过程中宇称不守恒。人们于是转而认为，虽然弱相互作用过程中宇称不守恒，但在正反粒子变换（C）和空间反射（P）变换两个变换联合变换（即CP变换）时，物理规律仍然是不变的，这叫CP守恒。后来人们进一步发现，弱相互作用过程中CP联合变换也不守恒。到现在我们还剩下更联合的守恒：CPT守恒，即在正反粒子变换、空间反射变换、时间反演变换的联合作用之下，运动规律是不变的。虽然CP守恒破坏的概率极小，而且其机理现在还不清楚，但至少弱相互作用过程中CP联合变换不守恒的发现似乎表明，微观世界的运动规律似乎包含了时间不可逆性。有些科学家据此推测，也许弱相互作用中产生了时间不可逆性，因而是热力学第二定律的根源。事实上弱相互作用过程中CP联合变换不守恒的现象非常罕见，主要发生在所谓奇异K介子身上，于是人们希望奇异K介子能承担起支撑热力学第二定律的“重任”。但时间不可逆性是如此普遍，将如此常见的自然现象归因于如此罕见而短命的奇异粒子，这是极不合情理的。其实，只要引入了内禀概率，世界就不会是时间可逆的，也不会是被决定的。支持这一观点的一个典型例子有所谓“瓮模型”。假设在两个瓮A和B中共有N个小球，每秒随机地从A瓮或者B瓮拿一个小球，转移到另一个瓮中。设在第n秒，A里有k个球，故B里有N-k个球，则在时刻n＋l秒，A里有k－l个球或者k＋1个球。这场游戏一直不停地进行下去。可以预计，小球不断随机交换的结果，将达到每个瓮中约有N/2个球的情况（当然仍会有涨落）。每个瓮中约有N/2个球的状态是概率最高的状态，称为最可几状态。上面这个例子说明，概率将“导引”系统走向最可几状态，这是大数定理在起作用。在一个热力学系统中，粒子的数目如此巨大，概率成千成万亿次地发挥着作用，于是必然导引系统趋向最可几状态。最可几状态也就是平衡态。系统一旦达到最可几的平衡状态，概率仍然在起着作用，因此系统还将伴随一定的随机涨落，但从宏观来看，它已经失去了继续演变的能力。这就是热力学第二定律。由于整个宇宙的变化无数次地受制于概率，这样它就要不断向最可几状态演变，并最终达到死寂的、丧失了任何进一步变化可能性的最可几状态，如果宇宙一直存在的话。在量子力学中有一个非常重要的概念，叫做波函数的定态，而所谓的定态其实也就是平衡态。考虑一个处于不随时间变化的势场中的电子，比如氢原子中的电子，如果其势能不发生变化，那么电子波函数就一定要处于定态，并用定态薛定谔方程来描述，它体现为一种“驻波”。这意味着，在氢原子中的电子和质子，虽然它们相互不断地交换光子，但电子波函数看起来是“定”的，并没有发生塌变。这怎么可能呢？我们应该这么来理解：电子波函数（包括质子波函数）仍在不断塌变，但光子的发射和吸收只存在于电子和质子之间，这种封闭、持续而密致的波函数塌变导致了一种概率的持续作用，最终导致电子和质子两个波函数作为一个整体达到最可几状态，于是电子波函数和质子波函数看起来都处在定态。换言之，波函数的所谓定态并不是真正的“定”态，只不过意味着一种相互作用而导致的动态平衡，是一种最可几状态，也就是平衡态。当然，这样的平衡是非常“局部”的平衡，仅及原子范围之内。一个氢原子可以用一个整体的波函数来描述。如果氢原子中的电子波函数对外发射或吸收光子（这时候氢原子电子波函数将发生跃迁，比如从基态跃迁到激发态，或从激发态跃迁到基态），这时候整个氢原子波函数就将发生塌变。然而，如果这种光子的发射和吸收仅仅发生在两个氢原子之间，比如氢气分子中的两个氢原子之间，那么整个氢气分子作为一个整体，经过“一段”时间的演化后，也将达到最可几状态，即处于定态。氢气分子之间也存在相互作用，但对于一团孤立的氢气分子而言，经过一段较长时间的演化，它们作为一个整体同样也将处于最可几的定态。 至此，我们能够得出结论，所谓的波函数处于定态，其实就是平衡态。绝对的定态目前是不存在的，因为处于“绝对”定态或者平衡态的微观粒子或者微观粒子的组合，它们要么是完全孤立的，即不与外界发生相互作用，要么与外界的相互作用处于动态平衡。完全孤立的系统当然不存在，因为整个宇宙是一个不断相互“牵连”的整体。与“环境”的相互作用完全处于动态平衡也不可能，除非整个宇宙已经是一个处于“定态”的均衡宇宙，这时候其中的任何部分之间虽然也还存在相互作用，但这种作用都维持着一种动态平衡。宇宙要到达这样的定态或者平衡态，至少是好几百亿年或几千亿年以后的事了。我们注意到，迄今为止，量子力学只“关心”定态，这意味着量子力学描述的只是自然界的平衡态，但对非平衡态过程，对一个定态向另一个定态跃迁的过程发生了什么，量子力学却极少涉猎。我认为这可能就是量子力学为什么不够完备的原因，因为它没有描述自然界的全部事实。而导致这种状况的原因，应部分归咎于实证主义思想，因为实证主义只允许可观测的物理概念进入理论。我们注意到，单个的粒子波函数不存在平衡态，也不存在向平衡态的趋近，只有在波函数的相互作用中（这至少涉及到两个波函数），这时候我们才谈得上平衡态或者非平衡态。但认为混沌系统的动力不稳定性是导致非平衡态向平衡态趋近的根本原因，这样的说法却颇值得商榷。任何系统，只要它不是处于最可几状态，那么它就是不稳定的，因为系统的内禀概率一刻不停地在起着作用，它将驱使系统向代表最可几的平衡态趋近，这与系统是否存在混沌无关。起作用的是物质的相互作用以及这种相互作用而导致的统计学上的大数定理而不是混沌。诚然，处于非平衡态的系统，它往往存在混沌，即对初始条件十分敏感，但混沌决不是驱动系统向平衡态转化的根本原因。将热力学第二定律归结为“混沌”，就如同说狗尾巴摇动了整只狗，是站不住脚的，也是难以令人信服的。显然，只要在我们物质的运动过程中引入了与我们的观测行为无关的内禀概率，我们也就解决时间了时间不可逆性难题，因为概率的塌变本身就是不可逆的，这样热力学第二定律就有了微观基础。波函数塌变的概然性意味着，从某个确定的状态，我们能够预言出现某种结果的概率，但是从某种结果，我们不能推测导致这种结果的确切的原因。这样，过去和未来就有着区别，过去意味着现实性，而未来意味着可能性，这和我们的经验也是一致的。至此，我们看出，内禀概率导致事物有向平衡态趋近的倾向，这似乎已经揭示了热力学第二定律的微观起源。但是，我们知道，我们对热力学第二定律还有一种非常深刻的理解，那就是：平衡态是最无序的状态。也就是说，过去和未来的区别不仅仅是现实性与可能性的区别，它们还有一个非常重要的区别：过去意味着低熵或者有序，而未来意味着高熵或者无序。波函数塌变的概然性能够为我们提供一个时间不对称的世界，它解释了时间的不对称性，但它不能解释：为什么事物总是从有序走向无序而不是相反。换一种提问的方式：为什么我们见到的某种具体的平衡态是最可几的，而其它的状态不是呢？还可以用一个更具体一点的例子来提问题：在一杯清水里滴入一滴黑墨水，墨水最终将和清水均匀混合从而染黑整杯水，系统达到平衡态，问：为什么均匀混合的状态是最可几状态而其它状态不是呢？系统总是向最可几状态趋近，这一判断仅仅能够告诉我们：一切过程都是不可逆的。但没有说明，过去是有序的，而未来是无序的。这里我们首先要理解所谓的有序和无序。在现实生活中，我们说某种状态是有序的，往往是针对静止状态而言，而且与我们的主观愿望有关。如果我们将某种环境改造成为我们易于把握和控制的状态，我们就说这个环境变得更有序了。比如图书馆的书本堆放得整整齐齐，便于我们索引找寻，这是有序状态；反之，如果书本摆放得杂乱无章，我们就会认为非常无序。但物理学上的所谓有序和无序却显然不是这样的意思，对物理学家而言，书本无论如何摆放，其有序程度其实并没有什么区别。打碎的杯子与一只完整的杯子相比，有序度也同样没有什么大的区别。杯子一旦被外力打破就不可自动恢复，但如果用外力将杯子碎片重新组合成杯子，要再将杯子打碎成原来那样的一模一样的碎片，这同样也是不可能的。所以，在物理学上不可以说杯子和碎片哪个更有序。那么，物理学上的所谓有序和无序到底是什么意思呢？物理学上的“有序”其实是针对动态系统而言的，对静态系统没有意义。我们知道，一个热力学系统包含大量的粒子（分子或原子），这些粒子处于永不停息的运动状态中。粒子的运动是概率运动，它在各个方向的概率是均匀对称的，但如果粒子的运动自由度受到了限制，导致对称性的破缺，我们就说它的运动状态变得有序了。换言之，如果粒子的运动被限制而变得比较“守纪律”，不搞“无政府主义”，这就是一种有序的状态。在一杯清水中滴入一滴墨水，墨水分子的运动状态起初被局限在墨滴所占据的小小范围内，它的运动自由度受到了限制，所以是比较有序的。随着时间的推移，墨滴扩散到整个水杯，这时候墨水分子的运动自由度扩大到整个水杯，于是墨水分子的运动状态变得比较无序了。很显然，如果要把热力学第二定律理解成有序向无序的转化过程，就必须有这样的前提：粒子的运动是内禀的随机概率运动，而不是服从决定论的轨迹运动。如果粒子的运动不是随机概率运动，那么所谓的有序和无序就没有意义。这就好比一个人的行为，如果他的行为是预先设定好的（服从决定论），那么他的行为状态就已经是最有序的状态，没有什么无序性可言。但如果他的意识失去了控制行为的能力，其行为举止变得完全随机乖张，那就有了有序和无序的区分。某一天他的行为受到约束，那是有序状态；另外的某一天他的行为完全放纵自由，那就属于最无序的状态。因此，只有把粒子的运动看成是随机的几率运动，我们才可以将热力学第二定律理解为有序向无序的转化过程。由于基本科学定律认定粒子的运动是没有内禀概率的，波函数的演化是完全被决定的，只有当观测的时候才出现概率，因此有些物理学家就认为粒子运动的概率性并不是自然界的真实状态。只不过因为我们“无知”，不能知晓粒子的运动轨迹，在没有办法的情况下才不得不采用概率来描述热力学系统。在这样的观念指导下，有序和无序的区分就没有什么真正的意义，从而“熵”也就只能被理解成人们“无知”的量度。当然，我们认为概率是自然界内禀地存在着的，从而“熵”可以是自然界客观存在的物理量，它描述的是自然界的真实状态而不是我们心灵的状态。但热力学第二定律确实也仅仅只能说明：一切过程都是不可逆的，一切系统都要向最可几状态趋进。至于低熵代表有序，高熵代表无序，最可几状态则代表着最无序的状态，这却不是热力学第二定律所能揭示的内容。熵是“无序”的量度，这本身就是一个物理定律，或许应该叫做“热力学第四定律”。为什么最可几的状态是无序态呢？高熵代表无序，这有什么微观的原因吗？我想，答案可以从波函数的自由运动方程中寻找。想象宇宙中只有一个电子，这样电子波函数将不受到其它任何作用，按照薛定谔方程所告诉我们的，整个电子波函数的演化趋势将是：它要均匀弥漫于整个宇宙。也就是说，电子的能量要平均分配到整个宇宙的所有角落。如果把电子想象为粒子，那么将意味着，电子将“同时”存在于宇宙的每一个时空角落，它的运动自由度将达到最大，整个宇宙都是它“狂欢嬉闹”的场所。可见，如果我们把电子想象为粒子，它有酷爱“自由”的禀性，它不愿受到约束。当然，如果作为波函数，那么只能说，它有不断扩大所占据的“地盘”并平均分配自己所携带的能量的要求。所有基本粒子，不管我们把它们的终极实在当作粒子还是波函数，它们都有这样的“本能欲望”。局部的高能状态（比如原子的激发态）不被鼓励存在，因而总是短命的。这就是熵可以代表无序的量度，而事物也总是“向往”无序的原因。事实上，如果宇宙只有一个电子，那么所谓电子的运动是没有意义的，因为运动总是相对的。但我们认为，电子波函数将存在演化，并通过演化来试图均匀覆盖整个宇宙，这样的说法仍然有意义。这也从另一个侧面说明，将波函数看成终极实在，这是有道理的。当然，绝对的自由是没有的，波函数与波函数之间的相互作用是不可避免的。波函数在相互作用过程中的演化是由两个方面叠加构成的，一方面是它们的自由演化，另一方面是相互作用而导致的波函数形态的随机改变以及波函数的产生和湮没过程。后者使系统向最可几的平衡态演化，这就是热力学第二定律；前者使系统在不可逆的演化中不断趋向无序和均匀，这是高熵代表无序的微观原因，也就是“热力学第四定律”的原因。由此我们甚至可以进一步推而广之，整个宇宙在大爆炸之初原本只是一个粒子，或者说只是一个波函数，这个波函数异常集中在时空之一隅，并未弥散开来，所以非常低熵。而且它质量十分巨大，很快就瓦解成无数个小质量的波函数。这些小质量的波函数一方面有向着无序状态自由演化的趋势，另一方面也可以通过相互作用而聚合形成星系。 寻求“万物至理”是人类数千年的梦想，人们总希望用一些简单的概念和统一的规律来概括宇宙中的一切现象。老子试图用“道”，黑格尔用“绝对观念”，我们的一些所谓辩证唯物主义哲学家则用“矛盾”来解释宇宙中存在的一切，这都是人类寻求“万物至理”的初步尝试。限于科学发展水平的限制，这些尝试都只能是纯粹思辨的、形而上学的空想，它们对人类的认知有一定的启迪意义，但肯定不是真正意义上的“万物至理”。在现代科学的眼光看来，自然界存在着四种力，分别是引力、电磁力、强力和弱力，这四种力服从着不同的规律，科学家们一直在试图将这四种力统一起来，用一个统一的理论进行解释，这样一个“大统一理论”也许可以称得上真正意义的万物至理。“大统一理论”一旦建立起来，我们迄今已知的一切物理的、化学的、生物的规律至少理论上都将可以从中得到解释。爱因斯坦致力于用“场”将四种力统一起来，为此苦心经营了近四十年，但没有能取得成功。最近的物理学家建立的标准模型可以将电磁力、强力和弱力统一起来，但引力仍顽固地游离在外。当然，终极理论的想法本身还是一个问题，目前仍在激烈争论中。相当部分的科学家和哲学家认为，大自然没有所谓的终极理论，每个原理都能通过普适性更高的原理得到解释，不可能有不需要更深解释的解释。我觉得这样的想法难以令人接受，大自然应该有一个最终的谜底。一个没有最终谜底的谜语就不是谜语，既然我们认为科学规律通行全宇宙不变，自然法则统摄世间万物不移，任何意外的、自相矛盾的事实是不可能存在的，那么就必然存在一套最终的刚性的规则。还有一种可能，大自然存在终极的原理，但人类的心智将不可能发现它。我认为，由于人类知觉系统的局限性，我们要完全理解终极理论的确是有困难的。但我们构建一个数学模型，这并非是不可能的。如同我们无法理解宇宙有开端，时间有肇始，但我们可以相信大自然确实就是这样的。不管怎样，很多科学家仍在孜孜以求地追寻大自然的终极原理。牛津大学的彭罗斯相信，由于量子力学与广义相对论是目前最基本的万物理论，但它们之间是不和谐的，如果能将这两个理论统一起来，建立所谓的“量子引力论”，这或许将是“大统一理论”。这个提议看起来很有吸引力，它可以清除广义相对论适用于宇宙诞生时令人为难的奇点。但有个危险，务必要引起我们注意。由于量子力学和广义相对论都是时间可逆的、决定论的理论，它们有着相似的缺陷，那么将二者统一起来而形成的“量子引力论”仍将有着同样的缺陷，也会是一个时间可逆的、决定论的理论。这就好比，盲人与聋哑人的合作彼此取长补短，是合理的搭配，但两个盲人或者聋哑人的配合却没有多大意义。量子力学和广义相对论有着相同的“残疾”，因此它们之间的“合作”意义不会很大，我认为，它们都必须在一个更大的“合作”范围内解决自身的毛病。到了上个世界后期，科学家们提出了一些新颖的理论，其中之一称为“弦论”，这个理论看起来可以将四种力统一起来，从而形成真正的所谓“大统一理论”。在这个理论中，物质由“弦”组成，“弦”的尺寸小到需要1020个“弦”才能跨过一个质子，而所谓的基本粒子，其实是“弦”在时空中的振动。“弦”理论的令人困惑的地方是，时空是十维的，其中的六个维度被“集缩”（如同二维的棍棒在远处看起来只是一根一维的“线”）。进入21世纪后，“弦”理论又发展成“M理论”，这个理论中，“弦”增加了一个维度，变成了一个二维的薄面，通常叫做“膜”。这些迷人的新思想都是逻辑上自洽的，但这些理论迄今无法进行实证检验，都只是物理学家的猜想，我们也只能是姑且信之。需要指出的是，不管是弦论还是M理论，它们也同样都是时间可逆的，也都只能描述微观世界的“定态”。要得到一个演化的宇宙，一个从有序走向无序、从非平衡态走向平衡态的宇宙，它们同样还不能够胜任。因此，它们也不可能是合格的终极“大统一理论”。我的观点是，世界的运动和演变包含着两个部分，一部分对应决定性的自由运动和演化，导致无序和均匀；一部分对应随机概率的产生过程，导致演化和时间不可逆性。只有将这两个部分组合在一起，才是一个真正的大统一理论。 我们栖身于一个演化的宇宙中，并且从总体而言，宇宙一直在朝着退化，从有序向无序的方向演化。那么为什么会有生命呢？为什么有生命的进化呢？虽然我们现在知道，像生命这样的自组织系统，它的行为并不违反热力学第二定律，它通过消耗有序能量来保持自己的稳定和发展，但即便如此，它似乎不应该从自然界自发地产生出来。生命能够从坚定地向着无序、向着混乱迈进的宇宙中产生并长期保持有序甚至发展的趋势，这确实是一个耐人寻味的谜。从上个世纪60年代开始，主要以普里高津为首的布鲁塞尔学派发展起来的关于复杂系统的自组织理论，对生命系统的形成机制提供了一些发人深思而且基本可以令人接受的解释。谜底还没有被完全揭开，但管中窥豹，仍可略见一斑。自组织理论告诉我们，热力学第二定律并不等同于宇宙将千篇一律地在空间的每一个点上随时间的进行而退化。平衡和最大限度的无序固然是宇宙的最终状态，但在此过程中，宇宙的某一局部却反过来可以利用热力学定律，长时间地保持非平衡态，保持有序，甚至产生向远离平衡态转化的发展趋势。这就好比大河奔涌向下，但正因为有着这样强大的向下趋势，所以导致某些局部可以产生壮美的浪涛，而浪涛中的水分子可以有逆行向上的强大力量。所谓自组织，是指一个系统通过与外界交换物质、能量，从而降低并维持其低熵状态，保持内部处于一种有序状态的过程。耗散结构理论认为，一个远离平衡态的非线性、开放系统通过与外界交换物质和能量，可以提高自身的有序度，降低熵含量。当然，任何表现出自组织特性的系统，无论是复杂的生命系统还是普通的物理化学系统，都必须要通过耗散高品质有序能量来维持自身的自组织过程（所以称为“耗散结构”）。“非平衡”是有序之源，宇宙是非平衡的，这才导致像生命这样的自组织系统能够形成。自组织系统的形成是有严格条件的，是偶然的，但也是很常见的。自组织与振荡有关，在布鲁塞尔学派所做的一个称为“化学钟”的自组织实验例子中，化学反应的结果显示出美丽的漩涡结构，反应的过程是连锁反应，里面包含着反馈、自催化等比较复杂的行为，其结果最终表现为一种化学振荡。这个化学模型后来被命名为“布鲁塞尔振子”。其它所有的有关自组织的例子，也都表现为振荡，自组织行为其实就是共振行为。对“布鲁塞尔振子”这样的例子，它比较复杂，用来类比生命这样的自组织系统可能更具说服力，但纯粹为了便于读者能够轻松理解自组织的概念，我乐于用“共振”这一常见的物理现象来说明什么叫自组织。比较典型的例子就是单摆的共振。设想有一个单摆，当单摆的摆动幅度很低（摆角不超过5°）时，这个单摆有其固有频率，固有频率与单摆的摆幅无关，只与单摆的长度L有关，（），这叫简谐振动，简称谐振。静止的情况下，单摆处于平衡态，即单摆摆锤位于最低点，摆幅为零。如果外界给摆锤一个很轻微的作用，单摆就开始摆动起来。一般情况下，对处于平衡态的系统来说，外界给一个小的作用，即使这个小的作用力持续不断，系统也将只作出小的反应，于是此时单摆将处于近平衡态，并且其摆动相位并无规律可循。但如果这个外界的作用力是周期性的，并且和单摆系统的固有频率保持一致，单摆的摆幅就会越来越高，单摆系统离开平衡态就越来越远。这个过程物理学上叫做共振。共振系统存在一个“自组织”的过程，这个过程说明如下：当“共振”系统接受外界给予它的周期性作用的时候，它表现出远离平衡态的倾向，但其自身在这个过程中当然也要不断消耗其储存的有序能量（因为系统振动过程中总会有阻尼），从而显示出向平衡态转变的倾向。两种倾向正好相互抵消的时候，系统就处于一种有序的动态平衡，叫做稳恒态。但有时候，某种偶然的来自系统内部或外部的因素，譬如一个偶然的内部作用，或者系统受到外力的突然干扰，使摆锤的相位发生了改变，导致摆锤摆动的相位和外界作用力的相位不一致，这时候系统的稳恒态会丧失，系统表现出混乱。但只要这种干扰不太大，没有导致单摆系统本身结构的改变，而且外界给予的周期性作用继续存在，单摆的摆动相位会不断自我调整，并最终与外界作用力的相位保持一致，系统重新恢复到有序的稳恒态。这个稳恒态的恢复过程，我们就称之为“自组织过程”，这种自我调整以抵抗干扰的能力我们称之为“自组织能力”。显然，单摆系统的自组织过程是通过单摆调整其相位，使之与周期性外力的相位最终达到一致来实现的。如果“共振”系统本身的阻尼过程不足以抵消外界的周期性作用，自组织系统会逐渐离开平衡态越来越远（也就是单摆的摆锤越摆越高），这就是一个我们称之为“发展”的过程，在发展过程中，系统将一直保持其自组织能力。发展到达一定地步，系统本身的耗散过程刚好抵消外界的周期性作用，系统就达到一个一个新的稳恒态，不会再继续发展下去了。也存在这样一种可能，外界的作用太强大，系统离开平衡态越来越远，在达到稳恒态之前就最终自我崩塌了。历史上有过齐步走过桥梁的军队将桥“踩”塌的事例，就是因为军人走步的频率与桥梁的固有频率正好一致，引起共振，结果桥梁离开平衡态越来越远，最后导致坍塌。当然，只有在摆角很小的时候，才可以将单摆看成为谐振，当单摆“发展”到一定的程度，摆锤的摆角太大，我们就不能再将其看成为谐振，也就是说它的固有频率将发生变化。这时候为了维持共振，外界作用力的频率也要相应进行调整，以便与系统的固有频率保持一致，否则系统的自组织能力就会丧失。按照耗散结构理论，如共振系统这样的耗散结构都存在一个称为“吸引子”的东西。共振系统的运行总是最终趋于确定的状态，这个状态与初始条件独立。不管初始条件如何（即不管初始的相位如何），运动以一个过渡期开始，一般时间比较短（但对地球这样比较大的耗散系统，时间就不会太短，有可能达数十亿年以上），然后系统维持到与外界作用力的相位一致。这个过程在耗散结构理论中有专门的说法，叫做：相轨迹趋向“吸引子”。这是为什么机械手表能够精确计时的原因，因为其运动独立于初始条件，然后一直保持同一性。 单摆系统的“自组织能力”取决于各方面的因素，比较重要的有两个：首先，单摆的振动频率与外力的作用频率要恰好一致，这种一致性就体现在，系统频率与外力的频率二者之间有一个简单的数字比率（即其中一个频率是另一个频率的整数倍）。而且当系统的固有频率发生变化，外力的固有频率也要相应调整，而且仍然要保持这两个频率的一致性。当然绝对的一致性是没有的，少许的不一致是必然存在的。但任何时候，一致性越好，系统的自组织能力就越强。第二，单摆离开平衡态越远，其抵抗干扰的能力就越强，也就是说其自组织能力越强。当单摆处于近平衡态时，少许的外界干扰就能破环处于稳恒态系统的稳定性，但当系统远离平衡态时，就需要足够大的外界干扰才能破坏这种稳定性。因此，只有在远离平衡态，我们才看到比较显著的自组织行为，而且越是远离平衡态，就越是容易观察到自组织行为，这正是耗散结构理论所得出的结论。显然，近平衡态并非不能产生自组织行为，只不过所产生的自组织系统，其自组织能力非常弱而已。我们看到，仅仅产生“共振”这样一个非常简单的自组织系统，条件已是相当苛刻。要维持系统的“共振”，首先系统本身要具有合适的能产生共振现象的内部结构。按照耗散结构理论，要产生自组织过程，系统内部应当存在非线性相互作用。非线性导致反馈，反馈使系统具有相干和耦合的特点，从而消弭系统产生的随机“涨落”和外部的干扰，使系统的“相轨迹”趋于吸引子，这是使系统产生新的性质和功能的前提。共振系统正是这样一种具有反馈能力的非线性系统。共振中，如果单摆摆锤的位置离开平衡态约远，反馈到系统，则摆锤受到的地球引力作用就越大，而地球引力的作用试图将单摆摆锤的位置“拉”回平衡位，于是最终的结果使单摆处于一个固定不变的有序状态。其次，需要环境给这个系统持续不断地提供物质或者能量，这也是为什么自组织系统也叫做耗散结构的原因，因为它要消耗外界的物质和能量。这个能量不能太大，太大就会如同上面提到的那座坍塌的桥一样，系统很快就自我毁灭，也不能太小，太小就不足以抵消系统的耗散作用，系统就不会有或者只有很小的发展。而更主要的，也是最难以实现的，是环境提供给系统的能量必须是周期性的，而且其频率必须要和系统的固有频率一致，如果频率不一致，共振现象就不会发生，这时候系统将趋于“混沌”，不会表现出“自组织能力”。所谓“混沌”，意味着系统对初始条件的极度敏感性，意味着一些非常非常细小，甚至小到我们无法察觉的细微扰动，在一段时间后，通过系统的相干和放大，将对系统运行的结果造成非常显著的影响。混沌学说的创始人，美国气象学家洛仑兹把这称作“蝴蝶效应”。他形容说，一只在巴西丛林里扇动翅膀的蝴蝶会在大气中激起几个月后有可能改变伦敦天气的小旋风。任何处于非平衡态的封闭系统都存在混沌效应，即便是我们认为非常稳定的太阳系，它的稳定性也只能延续数百万年，数百万年以后的事情就难说得紧了。丹麦物理学家巴克认为，复杂的具有自组织功能的事物存在于“混沌的边缘”，意即处于稳定与混沌变化的分界线上。混沌是更常见的物理现象，而耗散结构则比较少见。简单得如单摆这样的自组织系统，要让它自发存在也许不难，自然界的共振现象确实很常见，但它一定昙花一现。我相信没有谁有这么好的运气，能够在自然的无机世界中看到自发形成且长期存在的任何自组织统。那么，要产生像地球系统这样更加复杂得多，而且能够长时间存续的自组织系统，其条件肯定更加严格，因而其形成也就更加“艰难”得多，其可能性因此更加微乎其微。而这，也正是在一百多亿光年的时空范围内，在一千多亿个星系中，我们迄今还只发现地球这么唯一的一个非常复杂的自组织系统的根本原因。要感谢上帝！我们实在是运气太好了，太阳光的照射与地球自身结构正好有一致的“频率”，地球系统发生了类似共振现象一样的耦合作用，地球系统中的生命，就像共振中单摆的摆锤，离开平衡态越来越远，它长时间地表现出了发展的趋势！关于地球生命系统形成的条件，我们可以通过和别的行星进行对比，从别的行星所不具备的条件来大致予以说明：（一）外部条件。地球和太阳的距离适中，不远也不近，这保证地球的温度是适当的。我们对生存环境的温度实在是非常敏感的，只有很窄的一个温度范围适合人类生存。君不见，气温的少许变化会引起人们多大的不适。科学家估计，地球与太阳的距离只要再近5%，或者再远15%，地球上就不适于复杂生命居住。（二）内部条件。水和大气是必不可少的，并且大气和水的成分必须非常的特别，含有组成生命物质并适合生命存在的特殊化学成分。还有一些其他的条件可能也是必需的，比如地球自转的速度，地球自转轴的23.5度角偏斜和摆动。很多科学家相信，地球是一颗很不寻常的行星，其中特别不寻常的是，它是双子星。地球有一颗大质量的卫星，月球的直径将近达到地球直径的1/4，质量为地球的1/81。科学家认为，月球的存在有利于保持地球和月球这个双子星系的稳定性，因此对地球生命的形成和长期存在起到了非常关键的作用。太阳系的其他行星也有卫星，但没有这么大，因此对母星的作用就不会很显著。这么看来，宇宙中能够产生复杂生命的星球也许比我们想象的要更少得多，人类实在是太幸运了。所有这些很难全部满足的内部和外部条件在“需要”它们出现的时候正好就偶然出现，这些条件的同时出现导致了非常复杂的协同作用，成就了地球的自组织功能，于是地球表现出发展，即向远离平衡态转变的趋势，生命就这样产生并发展起来了。自组织行为的本质在于，自组织系统能够吸取环境的有序能量并转变成为自己的有序能量，这些有序能量一方面用来抵抗干扰，维持自组织过程，并最终耗散而变为热能；如果还有剩余，那么剩余的有序能量能够被系统囤积起来，使系统得到发展。共振系统吸取环境的动能并转化为自己的动能，动能是一种有序能量，共振系统就用这些动能来维持自己的自组织过程，如果维持自组织过程还有剩余，共振系统将得到发展──摆锤的幅度得到了提高。与此类似，地球生命系统每时每刻都从太阳吸取光能，并将其中的一部分通过光合作用转变成了生物能，光能和生物能也能都属于有序能量，这些有序能量用来维持生命的存在，如有剩余的话，生命将得到生长。置于火中的水壶也吸收光能，但这些光能没有经过一个被系统利用的过程就全部直接转化成了热能，热能是一种低品位的无序能量，所以水壶里面的水一般不会发生什么类似“自组织”现象这么有趣的事情来（不过有时候水壶里面的水由于对流会显示出规则的多边形来，这是光能转变为动能，从而产生“自组织”现象的另外一个例子）。显然，发展和自组织不是一回事，但它们确实是密切相关的。系统的发展是以其自组织过程来保证的，没有了自组织作为保证，系统会顷刻间土崩瓦解，更不用提任何的发展了。对于单摆而言，所谓的发展，体现在摆锤缓慢地越摆越高的过程，在此过程中，系统要不断进行自组织，以应对那些来自系统内部的或外部的干扰。一般说来，像生命这样的自组织系统，其发展的过程是相当缓慢的，慢到人们有时候根本察觉不到，而自组织过程则要相对明显得多。比如我们每个人天天都有呼吸、进食这样一些明显的自组织行为，但个体的生长就相对缓慢得多，不经过一定的时间间隔，我们根本感觉不到。 再一次重申，所谓的发展，是指系统离开平衡态越来越远的过程，也等价于系统趋于有序的过程。对于人类社会组织形态的变更，这与发展是两回事。地球上生命系统的发展水平与是否出现象人类这样高度复杂的生物无关，也与人类社会的组织形式是否高度有序无关，地球生命系统的发展水平应该这样来评价：地球上整个生物圈总是努力将太阳能蓄积为自身的生物能（生物能是有序能量），蓄积的能量越多，表明整个生物圈离开平衡态越远，也就表明地球生命系统的发展水平越高。如果将整个人类看成一个自组织系统，那么养活的人口越多，发展水平就越高。一百万人进入共产主义社会与一千万人处于原始社会，我们说，后者的发展水平更高，因为后者蓄积了更多得多的有序能量。当然，共产主义社会应该能够比原始社会养活更多的人，所以两种社会并行发展的结果，共产主义社会最终一定会处于更高的发展水平。自组织过程是系统不断调整自身的状态以克服来自内部和外部的干扰，从而保持与环境的协同，并继续保持发展趋势的过程，从这个意义上说，事物得以发展的根本原因或动力在系统的内部而不是外部。这大概就是“辩证法”所说的“内因是变化的依据，外因是变化的条件，外因通过内因起作用”（当然，这里所说的“内因”和“外因”，在概念上与辩证法应该有些区别）。考察一场战争，我们可以将战争的一方（甲方）作为一个自组织系统，那么对甲方而言，乙方就是环境。甲方战胜乙方，那就是甲方利用自身的自组织能力克服环境的干扰并继续保持发展的结果；甲方战败的话，那是甲方自组织能力不够，自组织失败的结果；如果有第三方将乙方消灭，甲方坐享其成，这种情况可以看成环境发生了突变，环境帮助甲方完成了其自组织过程。一般而言，甲方得以发展的主要动力是自己内部的自组织力量，那是它不竭的力量源泉，环境的因素只是偶然的因素，所以内因可以被认为是事物发展的根本性的原因。当然，无论是“内因”还是“外因”，他们都不是事物发展终极的原因！前面说过，自组织系统的存在是宇宙间十分偶然的现象，它的形成需要多方面的因素，而且这多方面的因素要有严格的配合，这样才能形成系统的自组织过程，从而促进系统的发展。所以，事物发展的终极的原因是多方面的，我们不能将使系统得以发展的功劳主要归于环境，虽然如果没有太阳的照射，地球生命也不会存在；但也不能主要归因于系统自身，因为虽有太阳的照射，火星却并不发展。只有当系统和环境的激励作用碰巧产生了“耦合”，出现了协同作用，事物发展的“内因”（即其自组织功能）才能够得以出现，所以在这许多的原因中，最根本的或者说最为难得的原因，我认为是系统与环境的“耦合”作用（如同单摆的共振作用）。当然，要说最为终极的原因，那只能归于宇宙大爆炸和无数的好运气（概率）。正如恩格斯所说，“一切产生的东西都会灭亡”。发展不可能是无止境的，这就如同单摆的摆幅不可能无限增加一样。即使没有外力的强制破坏，任何复杂的自组织系统和单摆这样简单的“共振”系统一样，发展的最终结局一共只有三种。一是系统的耗散作用和外界的激励作用达到相互抵消，系统处于稳恒态，停止发展，但也不会倒退，它一直就这么“自组织”着，可能会有小的变化，但总体上说来，系统是静止的。而这种相对静止的稳恒态也不可能永远存续，因为自组织过程总会导致系统结构的磨损，并最终导致系统的崩溃，譬如吊绳由于长期的磨损会断裂，最终会导致单摆系统崩溃。二是如果系统的耗散作用永远不足以抵抗外界的激励作用，系统就会一直“发展”，直到最后系统崩溃，但只要崩溃后系统的组织结构没有发生大的变化，系统崩溃之后就将在一个低很多的起点重新进行“自组织”，自组织完成后，系统重新开始走向发展；三是外界的激励作用太过强大，系统离开平衡态的趋势无法阻挡，最后系统同样也是崩溃瓦解，但这次的崩溃并且导致了系统的组织结构也发生了破坏，整个系统就如同发生了“共振”的军人脚下的大桥，完全崩塌，走向了彻底的毁灭，系统将永远不会再有任何的发展迹象。生命个体从出生到死亡的过程是一个典型的自组织系统从发展到平衡再到死亡的过程。未成年的生命个体从环境获取有序能量──食物（或通过光合作用摄取太阳能），这些有序能量绝大部分用来维持生命活动，但有少许结余，结余的少许能量囤积在生命个体里，使之得以成长，能量囤积的过程就是生物学上的同化过程。日积月累，婴儿就这样长成了少年，少年变成了成年，这时候系统和环境基本达到动态平衡的稳恒态，不会再有同化作用。稳恒态可能会维持比较长的时间，但不可能无限久，至少自组织过程难免会产生对系统的磨损，所以时间一长，系统终究会崩溃，任何生命都难免一死。当然，也有来自外来的力量将自组织系统完全毁灭的可能。6500万年前小行星对地球的撞击，曾导致了地球生命的大灭绝，地球上95%以上的生命物种灭绝了，生命系统的“发展”严重倒退了，不得不暂时处于无序的状态。好在这次撞击没有造成地球结构和运行轨道的变化，太阳也还照样天天升起，它发出的光和热也没有太大的变化，所以地球与环境的耦合作用还存在，地球与环境发生“共振”的条件还没有改变，也许还变得更好。所以撞击事件发生后，系统又能够重新开始自组织过程。显然，没有理由相信类似的事件不会再一次发生，如果类似事件再一次降临，而且规模更大得多，甚至将地球大大撞离它在太阳系的公转轨道，那么可以相信，地球的发展将“从终点又回到起点”，而且会永远处于“起点”──发展终结了。对复杂的自组织系统，其自组织能力的变化十分频繁，它每时每刻都在变化之中。一方面，系统自身和环境都是变动不拘的，不可能完全保持静止不变，关于系统自身的变化，例如生命系统物种的“变异”，关于环境的变化，例如太阳黑子的活动。另一方面，也是更主要的方面，自组织过程使系统本身得到发展，但发展的结果会导致系统自身结构的改变，并进而制约系统的自组织能力。对于单摆的共振过程而言，随着单摆系统的发展，摆幅越来越大，结果单摆自身的固有频率发生变化，其自组织能力必然要降低，系统变得不稳定。除非这时候外界作用力的频率发生变化，否则，得到了较大发展的自组织系统会突然间崩溃瓦解。恩格斯提到的大麦种子发芽的例子（恩格斯《反杜林论》，《马克思恩格斯选集》第三卷第478页，人民出版社1994年）就是如此，大麦种子在地下发展，发展到一定地步就发芽，发芽的种子与地下环境是不适应的，如果它继续待在地下，面临的就是死亡。正好发芽的过程使之破土而出，得到一个与之相适应的新环境，于是麦芽得以长大成为麦株。恩格斯把麦芽长大成麦株的过程作为“否定之否定”现象存在的一个证据。但是我认为，对这样一个用自组织理论就能够清晰地予以解释的现象，却一定要生搬硬套地弄出一个什么“否定之否定”的规律来说明，这实在没有必要。 地球的年龄约有46亿年，而生命约诞生于38.5亿年前。地球表面是直到大约39亿年前才变成固态的，生命能够这么快就产生出来，这非常令人惊奇。按照美国古生物学家斯蒂芬•杰伊•古尔德1996年在《纽约时报》上的说法：“我们只能从这么快的速度推断，细菌级的生命在有合适的条件的行星上演化并不‘困难’。”“生命一有可能就会产生，这是化学上势必会发生的事。”（转引自《万物简史》第260页，[美]比尔•布莱森著，严维明、陈邕译，接力出版社2004年）也许，像地球这么高度发展的自组织系确实非常难以寻觅，因为这需要系统与环境耦合得非常精妙，在整个过程的各个环节都恰到好处，这自然非常困难，但耦合得不那么精巧，因而发展程度不那么高的星球或许还是比较多见的。不管怎样，共振中的单摆必然会有自组织行为，单摆一定要“发展”，只要地球与环境具有“共振”的条件，那么地球上生命的产生就是自然的、不可避免的，也是“急不可耐”的。自从地球上出现了生命，在长达20亿年的时间里，细菌一直是唯一的生命形式。在这么长的时间里，地球一直原地踏步，不肯向前发展吗？当然不是，在这段时间里，地球一直在毫不迟疑地发展着。一方面，细菌的数量在缓慢但不可逆转地增长着，地球上到处充斥着微生物，它们活着，它们繁殖，它们不断地自组织，这使得地球上有机物质的总量不断增加；另一方面，细菌们还干了一件很有意义的事情，它们不断排出氧气，大气中的氧气含量也不断增长。地球表面原本主要是一些化学性质很不活泼的惰性物质，如水、二氧化碳、氮气、二氧化硅和碳酸钙等。但自从有了生命，情况就完全不同了──世界开始充满氧气，还有大量的有机物质。氧气是非常活泼的具有氧化性的化学物质，而有机物质都是具有还原性的碳氢化合物。所以生命活动的直接后果是：太阳光将地球上的部分惰性物质分解成活泼的氧化物和还原物两大类，这和电离过程将水分解成氢和氧是一样的过程，是一个使地球不断远离平衡态的过程。今天，如果所有的生命都停止工作，它们不再进行自组织活动，那么大气中存在的氧气必定要和地面上的有机物质发生化学反应，世界很快就要变成一个死寂的无机世界，热力学第二定律规定了这样的事情必然发生。我们可以大胆猜测，现今地球上的有机物和他们产生的氧气的摩尔量是大致相当的，如果将地球上所有有机物燃烧变成二氧化碳和水，那么空气中的氧气可能恰好回到太古代时期的极为稀薄的氧气浓度。所以，空气中的氧气浓度甚至可以作为地球远离平衡态到底有多远的标志，也就是地球发展水平的标志。在生命出现的最早期，细菌们并不直接利用太阳能，它们利用太阳能是间接的，它们很可能以海洋里大量存在的游离氢或者其它的由太阳能制造的活性物质作为食物，并且通过消耗食物排出氧气。这是很低效率的利用太阳能的过程，所以在这段时间里，地球系统只表现出微弱的不断远离平衡态的发展趋势。后来的某个时候，藻青菌（或称蓝绿藻）发明了光合作用，光合作用是一个直接利用太阳能的过程。光合作用的发明是地球生命发展史上具有里程碑意义的大事件，它标志着：地球系统完成了最初的自组织过程，即完成了与环境的“耦合”，其相轨迹正式掉入到“吸引盘”（所有“吸引子”的集合），系统从此开始走上快速而稳步发展的轨道。自此以后，地球上的生命物质不断发展壮大，地球上的氧气也不断累积。细菌们通过繁殖而制造的碳氢化合物有多少呢？由于存在各方面的困难，我们对此难以准确估计。但我们知道，细菌的生命力十分旺盛，只要是适合生命生存的地方，必定有细菌，它们无所不在。一滴口水里就含有几百万个细菌。在岩石深处，在大洋底部，在沸腾的烧碱池里，在灼热的海底火山喷气口，甚至在核反应堆的废罐中，到处都有细菌活动的足迹。细菌有极强的繁殖力，干劲大的在不到10分钟里就产生新一代。以这种速度，要是给予充分的营养，一个细菌在两天内产生的后代比宇宙里的质子还多。据说，生活在我们脚底下的细菌很可能多达100万亿吨，要是把地球内部的细菌统统取出来放在地面，那么就可以把这颗行星压在15米深处，相当于五层楼的高度。这样的说法或许有点夸张，不过，细菌是生命最主要的存在形势，我们所赖以生存的地球是细菌的世界，这却是不争的事实。在长达20亿年的时间里，细菌们日复一日，月复一月地辛勤工作、繁殖，它们在壮大自己队伍的同时，也使得地球大气里的氧气增加了大约20%。据估计，即便在今天，海藻和海里的其它微生物每年大约吐出1500亿立方公里的氧气，它们配合多细胞植物，是氧气的主要来源。可以肯定的是，在生命的初期，是细菌而不是植物为我们提供了供呼吸用的绝大部分氧气并使大气保持稳定。当然，大气里的氧气浓度不可能无限度增长，地球上存在的有机物总量也不可能无限度增加，这就如同单摆的摆幅不可能无限度增加一样──发展是有限度的。大气里氧气含量的增长与地表碳水化合物的累积所造成的化学势最终一定会限制地球的进一步发展，即必定存在一个负反馈的过程。对早期的细菌而言，氧气是它们的排泄物，而氧对它们又是剧毒的。我们觉得氧是好东西，那只是因为我们已经习惯于利用氧气来维持自己的自组织过程，就好像我们讨厌自己的排泄物，但狗觉得它是好东西一样。对厌氧细菌来说，氧是十分可怕的东西，事实上，我们的白血球就是利用氧的毒性来杀死入侵的细菌的。这样，地球产生细菌，并藉由细菌们的辛勤工作制造氧气和有机物质，使自己不断远离平衡态，而氧气又将杀死细菌，并和所杀死的细菌的“尸体”发生氧化还原反应（很可能有些细菌死后来不及与氧气发生反应就被埋入地下，由于当时还没有出现以其它有机物为食的生命体，所以它们无法被降解，于是最后逐渐转化成石油），从而遏制地球远离平衡态的趋势，阻碍其发展。这就是一个负反馈的过程。不仅如此，由于地球大气里存在的氧气和地表由细菌组成的碳水化合物之间存在着高强度的、稳定的化学势（这可能是导致氧气之所以具有剧毒的根本原因），这导致细菌们发生了分化。剧毒的氧气迫使厌氧的细菌有的撤退到厌氧环境（如海底和湖底），有的学会了在有氧环境中自保的技能（藻青菌即属于此类成功者）。而且，和太阳能催生低级的细菌生物相类似，氧气和碳水化合物之间稳定的化学势环境也还催生出一类新的自组织系统──一种能够利用氧气和碳水化合物之间的化学能来维持生命的生物。这样的生物肯定是从那些学会了在氧气中生存的原核生物中蜕变产生的。某些学会了与氧气打交道的原核生物“发现”，在氧气十分充足的环境中，利用氧气和其它生物的“尸体”之间化学反应所提供的能量来维持生存也是很不错的“谋生”之道，于是它们改变了自己的生物结构和生存习性，变成了“猎食者”，专门靠猎获其它生命的身体作为自己的食物和能量来源。于是，生命活动分化成两大类，第一类是直接利用太阳能，将太阳能转化为生命物质的过程，这是有机物的“生产”过程，这个过程制造氧气，使地球得到发展；另一类是利用第一类制造的化学势环境而生存的“具有攻击性”的生命过程，这是有机物的“消费”或者“收割”的过程，这一过程消耗有机物和氧气，产生二氧化碳和水，它们成为地球发展的负反馈环节，竭力遏制地球的发展。植物的生命活动以第一类为主，其主要生命活动是光合作用，但也存在有第二类生命活动，即呼吸作用；而人类以及所有的动物则只有第二类生命活动，处于负反馈环节内。这两类生命活动共同作用，最终将地球动态地维持在远离平衡的稳恒态。当然，处于稳恒态的地球也仍会有涨落。 在地球生命的初期发展阶段，氧气和碳氢化合物的化学势并不强，地球这个共振系统的负反馈力量不足以抵抗其发展趋势，所以它一直向前发展。随着地球的发展，其自组织能力也越来越强。从生命诞生过了漫长的20亿年，地球大气里的氧浓度终于基本达到了现在的水平。然而，地球的发展并未就此止步，到了古生代泥盆纪和石炭纪（大约3亿6千万年前），随着陆地生命的大幅度增加，大气中的氧浓度增加至35%，这时候的地球才算是达到了发展的最高点。随后的2亿多年是地球生命最繁盛的时期，是地球上有机物总质量最多的时期。到处都是茂密的森林、高大的植物，高浓度的氧气和充足的食物也同时促使动物数量繁多并且个体高大，出现了像恐龙这样庞大而威武的爬行动物。恐龙繁盛并统治地球达1亿6千万年，是霸占地球最长久的大型生物。这时候地球上虽然没有出现象人类这样富有主见的智慧生命，但地球无疑比现在要更加欣欣向荣得多。自恐龙灭绝以后，地球的发展又逐步回落，地球大气层中的氧浓度逐步减少，最后变成了现在的不到20%。随着地球的不断发展，地球的环境也发生着翻天覆地的变化，这使得地球的“固有频率”和开始的时候变得有些不同。对一个单摆系统而言，如果外界作用力与其谐振频率一致并保持不变，那么单摆首先将表现出“共振”，这导致系统的发展，摆幅越来越高。但随着摆幅的增加，单摆的固有频率发生变化，外界作用力与单摆固有频率之间的一致性将丧失，于是共振不能再维持，系统变得极不稳定。这时候我们会看到，单摆在有规律性的摆动过程中会因为某个偶然的扰动而突然丧失规律性，成为混沌运动。随后，处于混沌中的单摆会重新开始自组织过程，在一个比较短的时间内即趋向有序，接着又因发展水平太高而变得不稳定，于是转瞬间变为混沌，如此循环往复。地球生命系统的演变过程也与此类似，由于地球的“固有频率”随发展而变化，但外部环境（即太阳光的照射）却相对固定，因此地球的自组织能力不是总能保持的。它首先将自组织并发展，到了一定地步就会崩溃，然后重新自组织，再崩溃，形成一个大致周期性的过程。地球在大约5亿年前（寒武纪）就发展到了这样的地步，它的“固有频率”与环境的作用力“频率”已很不一致，从而地球系统变得很不稳定。自那以后，地球上接连发生过5次大规模的系统崩溃事件──生命大灭绝事件，依次在奥陶纪（4.4亿年前）、泥盆纪（3.65亿年千）、二叠纪（2.45亿年前）、三叠纪（2.1亿年前）和白垩纪（0.65亿年前），其中还伴随很多小的灭绝事件。每一次生命的大灭绝都造成地球上70%或90%以上的物种永久地消失。每一次灭绝后，都接着一个缓慢而艰难的自组织过程，之后又是灭绝。生物灭绝的直接原因各种各样，可能是气候的突然变化（变冷或变暖），也可能是太阳耀斑的作用，具体的情形我们不得而知，但我相信，大部分的生物灭绝事件都可以归结为一个深层次的原因，即整个生态系统已经丧失了初期的稳定性，这才使得它不堪一击。当然，对外星球撞击地球这样的外力因素而导致的灭绝，显然就与系统的稳定性无关了。可以肯定的是，灭绝是所有生命物种都无法逃脱的宿命，人类也将不能例外。地球上曾经存在过的生命物种，其中的99.9%已经灭绝，人类没有理由可以例外。也许就在“不远”的将来，也许仅仅只是“短短”的数千年光景之后，到那时候，夜晚的天空依然繁星闪烁，黎明的太阳仍将光芒万丈，地球上那些劫后余生的生命也还将欣欣向荣，但是，它们都将失去人类目光的注视。我们每个人都只是地球上的匆匆过客，而整个人类也同样只是地球上短暂的存在，想到这些，我们心中不免悲怆而苍凉，但大自然本来就是这样的，它从来不会迁就我们的感受。对生命物种而言，所谓的发展，则指的是物种离开平衡态的水平，其实也就是该物种生命体的数量，或者更严格地说是其有机物的总质量。显然，凡是能够适应环境的将最终达到较高的发展水平，它们离开平衡态更远，有机体数量更多；而那些对环境的适应性稍差一些的，发展的程度就十分有限。如同单摆的自组织能力决定其最终的摆幅，那么物种适应环境的能力，也将决定该物种所具有的发展或远离平衡态的潜力。 地球是茫茫宇宙偏远角落的一叶孤岛，却也是一个大舞台。在人们无法想象的漫长岁月中，无数的生命物种你方唱罢我登场，我才谢幕他又来，演绎出一幕幕或低回缠绵、或苍凉悲壮、或壮阔浪漫的生存悲喜剧。在这个舞台上，演员们来了的必定要走，走了的却永远不会再来，每个物种尽情表演之后便云散烟消。运气好的间或留下一堆硬梆梆的化石，在今天考古者小心翼翼的敲打中，诉说着曾经有过的辉煌或者卑微的存在。所有的生命物种都是一次性的存在，都只是地球大舞台上的匆匆过客，这是一个不可逆的过程，这就是演化！随着大戏逐步展开，我们看到，首先出场的是简单的、低级的生物，之后复杂的、高级的物种也纷纷粉墨登场。人们据此相信，生命的演化过程也是生命物种不断进步，不断复杂化的过程，所以生命的演化也叫做进化，这是另一层意思的不可逆过程。生命在演化着而不是仅仅只是存在着，作出这一结论的，法国博物学家拉马克是第一人。他主张包括人类在内的一切物种都是从其他物种传衍下来的，有机界以及无机界的一切变化都是根据法则发生的，而不是神灵干预的结果。这一观点当时受到宗教的强烈反对，具有相当革命性的影响。在1809年所发表的《动物哲学》一书中，拉马克进一步推测动物可以通过自身努力而改变自己的样貌和生物属性，而且改变的结果还将遗传到下一代。最好的例子是长颈鹿，长颈鹿的祖先为了吃到较高的树叶，天天伸展自己的脖子，于是脖子产生了小小的变化，变得更长了。这种小小的变化并且遗传给了下一代，使下代的脖子也变长。随着亲代加诸子代身上微小变化的日积月累，最终就形成了我们现在所看到的长脖子的长颈鹿。拉马克的物种演化理论突出了习性的作用，所以叫做“习得论”。1859年，达尔文发表了科学巨著《物种起源》，创立进化论。达尔文用“物竞天择、适者生存”的思想概括生命演化的全部过程，解释物种消亡和兴盛的根本原因。和拉马克一样，达尔文也接受物种会随时间而改变的观点，但不同于拉马克的是，他认为动物所累积的微小变化并非由亲代加诸子代身上，而是经由“天择”的过程，被动而缓慢地改变成新的样貌。由于任何动物族群的个体之间都存在一些特征差异，假如外界的环境是一定的，那么个体中那些具有某一特征的动物将比其同类占据更多的优势，它们将更适应环境，从而变得更强壮并且繁殖力更强，而其后代也将遗传到这些特征。经过很多个世代之后，此特征就将变成族群的主流。长颈鹿的脖子原本有长有短，但由于环境中生长的尽是一些高大的树木，那些长脖子的鹿容易吃到树上的叶子，因此变得强壮而繁殖更多后代；那些短脖子的鹿则难以获得食物，它们容易变得体弱多病而早夭。经过许多世代的择强汰弱，就形成了今天的长颈鹿这一物种。进化论比之习得论能够解释更多得多的事实，因此，虽然历经艰难曲折，特别是经过与神创论的艰苦斗争，进化论终成为解释生命演变过程的主流观点。当然，达尔文进化论并非尽善尽美，达尔文之后的许多学者结合生物科学，尤其是遗传基因科学的进展，对进化论进行了新的综合，这使得当代生物进化论学派林立。不过，达尔文搭建起来的关于物种演化的基本理论框架从来没有动摇，进化论作为科学界解释生命演化历程标准理论的地位，几乎无可撼动。目前在生物界，对达尔文进化论学说争论最多的问题是：达尔文认为生命的演化是一个渐进的过程，他深信“自然界无跳跃”，但化石记录显示，生物演化是突变的，过渡物种缺乏化石记录，而主要的动物群又突然出现在化石纪录中（即通常所说的寒武纪生命大爆炸）。达尔文在《物种起源》里以化石记录不完整为理由，对这个问题搪塞了一下，但终究不能令人满意。1972年，美国自然史博物馆的古生物学家，艾尔德诺基（NilesEldredge）和哈佛大学的古尔德（S.J.Gould）提出“间断平衡”理论，认为生物的进化并不像原先认为的那样是一个缓慢的渐变积累过程，而是长期的稳定（甚至不变）与短暂的剧变交替的过程，在某些时期会出现飞跃式发展的情况，从而在地质记录中留下许多空缺。“间断平衡”理论解决了进化论的一大问题，有力地捍卫了达尔文进化论的理论核心。 但是，还存在另外一个十分棘手的问题：进化论为什么可以被叫做“进化”论呢？生命的演化过程就是物种不断向进步的方向转化的过程，即“进化”吗？进化论如何可以得出“进化”这一结论呢？达尔文的进化论思想最早通过严复翻译赫胥黎的《天演论》而传入中国。演化一词译自英文“evolution”，有打开、展开的意思，没有方向性的意味。“evolution”后来被翻译为“进化”，含有方向性和目的性，指低级向高级的变化。生物进化于是被定义为生物由低级到高级、由简单到复杂、种类由少到多的发展过程。这大致也符合达尔文的本意，达尔文基本上同意，生物的演化就是一个低级向高级的全面进步过程。在《物种起源》一书中，他明确表达了物种必然日趋进步的信念，他说：“自然选择专门保存和积累那些在生命的各个时期，在各种有机和无机生活条件下，都对生物有利的变异，最终的结果将是，每一生物与生活条件之间的关系，越来越得到改善，而这种改善，必将使世界上更多生物的体制逐渐进步。”（达尔文《物种起源》第132页，舒得干等译，陕西人民出版社，2000年）毫无疑问，生命物种有高级与低级之分，有进步与落后之分。有一种非常普遍的观点认为，所有生物，无论是细菌还是人类，它们在生物结构上并没有前进，它们全都有执行其生命活动所必需的结构和功能，因而全都是完备的，没有所谓高级与低级之分。这样的观点显然忽视了这样一个事实，即一个物种比之另外的物种，比如人比之细菌，在功能和复杂性上存在着的巨大差别，因此不是合理的主张。很显然，考虑到生命体在构造与功能上的巨大差异，将它们划分为高等的与低等的，进步的与非进步的，这无疑是十分必要的。当然，首先必须给进步下一个明确的定义。概念是理论的基础，任何科学理论，如果建立在含糊的、不清晰的概念基础之上，那么这样的理论无论其推理过程如何完备，都不过是建立在沙堆基础上的沙屋。然而，人们发现，要为进步下一个确切定义非常困难，无论采取怎样的定义方式，似乎总是存在这样或那样的缺陷。一种办法是，将复杂性作为衡量进步的尺度，越是复杂的物种越高级，但考虑到很多物种将自己的身体构造弄得十分复杂，却没什么本事，能力十分有限，所以这样的定义方式不能被接受。还有一种办法是，将神经系统储存和利用信息的能力作为进步的标志，但这样的定义方式忽视了物种其他方面的能力，跑得更快、耐力更强、更凶猛难道不也是进步的标志吗？聪明的头脑如果不能辅以其他的身体机能则毫无用处，所以不应该作为衡量进步的唯一标志。J．赫胥黎于1942年提出以“控制环境”的能力作为衡量进步的尺度，这无疑把人远远置于其他生物之上，算是比较不错的主张，虽然白蚁，蜜蜂以及其他某些生物也相当成功地控制了它们所处的局部环境。综合以上各种定义方式的优缺点，我建议对生物的进步这样来定义：凡是生命体功能强大，能在更大的范围内应对环境的波动，并继续保持对环境的适应性，这就是进步。物种的某一功能，如果只是局部地适应当地环境，而一旦环境略有变化，这一功能就失去作用，这就不能称之为进步。动物在寒冷的地区往往多毛，这是为了保暖，在炎热的地区则毛发稀疏，这是为了散热，由于无论多毛或少毛，都只是对局部环境的适应，因此就不可以代表更高级或更低级。但是，动物的恒温机制使得其生命活动不过于遭受环境温度变化的干扰和影响，这却无疑是一种进步。换言之，仅仅能够适应局部环境，这不算什么大本事，不能称之为进步，只有能够全方位地、高度灵活地适应甚至控制环境，这才可以称之为进步。动物比植物要进步，因为植物一旦耗尽地表的养分就不再能继续维持与环境的适应性，而动物可以通过移动继续保持对环境的适应。按照这样的定义方式，更复杂并因而跑得更快、耐力更强、思考更周全、身体更健壮，这些都是进步的标志。当然，这样的定义方式仍是相当含糊的，因此也还只具有一般性的意义。我认为，所谓的进步原本就不是一个可以量化的概念，它是一个宏观的概念，对相似的物种，比如牛和羊，要比较谁更进步，这是不可能的，也是没有必要的。关键是，在这样的定义基础上，我们就基本上可以认可这样的事实，即：地球生命几十亿年的演化从整体而言有一个从简单到复杂，从低级到高级的进步过程。以前只有细菌，现在却有凶猛的狮子和老虎，行动敏捷如电的猎豹，更有绝顶聪明的人类。我们看到，从原核生物到真核生物，到鱼类，到爬行类，到哺乳类，最终产生我们人类，这里明明白白地显示着生命有一个从简单到复杂、从低级到高级的演化历程。而这里所谓的复杂性，则指的是生物个体构造环节比较多，而且环环相扣，彼此牵连。显然，复杂性并不一定产生进步，有些物种很复杂却并没有强大的功能，但进步有赖于复杂性，即进步以复杂性为前提，只有复杂的个体才能产生更多、更强大的功能。从整体而言，虽然不绝对，基本上那些构造比较复杂的物种，个体的功能也相应更强大，更显进步。现在最大的困难在于，虽然达尔文要求我们必须承认生命日渐进步的趋势，并且这种进步纯粹由自然选择导致，这却没有理论逻辑上的必然。从达尔文进化论并不能“推导”出，生命必然日趋复杂化，也不必然导致进步。按照进化论，只有“最适者”得以生存，但最适者却未必是最进步者或最复杂者，因为适应环境的物种未必是复杂的物种或者更进步的物种，有时候简单的、低级的物种也许更能适应环境。生命的演变源于变异，而变异都是偶然的、随机的，是没有方向性的，变异可能导致生命体变得更简单和低级，也可能变得复杂或高级，只有那些碰巧能够适应环境需要的变异能够得以保存，这正是天择的机制。显然，最适者生存的天择机制只产生对局部环境的适应性，并不必然促使物种身心禀赋朝更完美的方向前进。对生物体而言，它只需适应其所处的环境就心满意足了，它没有要将自己的身体构造弄得复杂起来的“欲望”，也没有必要去尝试拥有更高级、更进步的生物功能。因此，从达尔文进化论观点出发，我们可以指望，生物演化可以从简单到复杂，也可以从复杂到简单，可以从低级到高级，也可以从高级到低级，这是可逆的过程。显然，生命总是在“追求”对身处局部环境的适应而不是“追求”全面的进步，而对环境的适应与进步却不是一回事。 自然选择的过程犹如工业产品的验收过程，如果验收者仅仅关心产品的大小尺寸，那么多次筛选之后得到的产品将具有日益精密的尺寸，但不管你验收多少次，你都不能保证产品的品质会越来越优良，除非你在对大小尺寸进行验收的同时，对产品质量也适当“把关”。大自然以“适应性”为验收标准对所有生命个体连续不断地加以选择，那么所收获的“产品”将有日渐增加的对环境的适应性，却不可能有复杂化与进步的趋势，除非另有一套对生命物种的“验收机制”。有这样的“验收机制”吗？达尔文认为是有的，这就是生存竞争，而且主要是生物个体之间的生物竞争。在达尔文看来，生命个体在接受自然界“检验”的同时，还必须适应生存竞争的需要，这就迫使它不得不将自己复杂而且强大起来，而这就导致了进步。自然界存在非常普遍的生存竞争，生存竞争不可避免。由于种群繁殖的后代数量是呈几何级数增长的，如果任凭一对生物繁殖，其后代将可以很快布满整个地球。因此，在这种情况下一定要产生生存斗争，一部分个体将被毁灭，否则种群的数目很快地变得如此之多，以致于世界不可能有足够的食物和地方能够养活它们。这正是马尔萨斯人口论所得出的结果。生存竞争又分为两种，有机体之间可能因为资源有限而相互争夺，包括对配偶的争夺，这叫做生物竞争（饥荒时期的两只狗为了食物和生存而竞争）；有机体也直接和环境力量对抗，这叫做非生物竞争（沙漠边缘的植物为了生命而和干旱对抗）。（注：达尔文对生存竞争的定义是广义的、喻意的，但我们将其划分为生物竞争与非生物竞争也是合理的，完全符合达尔文的本意。）非生物竞争显然不能促成进步，不过达尔文认为，同种之间的生物竞争则可导致进步。跑得更快、忍耐力更久、思考更周详的有机体将受到大自然的青睐，因此在生物竞争居于主流的生命史上，有机体日趋进步就变得不可避免。达尔文的这一观点得到人们的普遍认可。迄今大部分关于进化论的书籍，都将生命的进步归功于物种之间以及物种内部的同类之间的生存竞争。认为：所有的生物都为了争夺资源而相互竞争，那些天生具有进步优势，有更强大的功能，善于攻击也更善于逃避攻击的生物才能打败同僚，成为“最适者”而通过天择的考验，才会繁荣昌盛，并且将这种优势遗传给他们的后代。连续的打败与连续的消灭，将造就优秀的、进步的物种。显然，达尔文是反对“目的”性进化论的，他认为生物没有内禀地趋于进步的倾向，在生命演化过程中，所有进步的出现都不是目的性过程。在1872年12月4日致古生物学家海耶特的信中，他说：“经过长期思考，我无法不相信，所有生命都没有天生的进步趋势。”（转引自《生命的壮阔》第152页，斯蒂芬•杰伊•古尔德[美]著，范昱峰译，生活•读书•新知三联书店出版，2001年5月）对生物界出现的任何进步，他都归结为无任何方向性的偶然变异和自然选择的力量，达尔文的这一论断迄今仍为很大部分进化生物学家所接受。毫无疑问，目的性进化在理论上没有立足之地，但将生物的不可逆的进步归功于可逆的变异和自然选择，不管达尔文的解释看起来多么完美，我也同样难以相信！无论进化论大师们如何敦敦教导，我总是认为，复杂化与进步的产生竟然是由偶然性的变异和自然选择所导致，这无论如何都不合逻辑。一百多年来，达尔文的反对派也总是揪住这个问题不放，我相信这的确是问题的关键。玻尔兹曼曾试图从可逆的动力学理论推导出不可逆的热力学第二定律，庞加莱批评说，这是彻头彻尾的逻辑错误。同样，达尔文希望从一个可逆的演化理论，推导出不可逆的演化过程来，我认为这同样是不可能做到的。达尔文的推理过程一定有问题！问题在哪里呢？ 在这里，我们首先要澄清生物竞争与非生物竞争这两个概念。按照定义，直接和环境的对抗叫做非生物竞争，而同种或异种生物为着争夺食物、领地等的战斗叫做生物竞争。那么，生物捕食的过程，比如狼吃羊的过程（即狼与羊的竞争）是生物竞争还是非生物竞争呢？对这样的过程，许多进化论者认为属于生物竞争，因为这确实是两个生命体之间的争夺。但这是错误的，狼与羊之间的争夺确实是两个生命体之间的竞争，但却不是因为资源有限而展开的对资源的争夺。对狼而言，自身之外的一切事物皆属环境，其中包藏着它延续生命所需的一切资源，而羊就是“上帝”提供给它的生存资源之一。羊的存在与空气和水的存在一样，都是狼所要倚赖的生存资料，因此狼与羊的争夺是生命体与资源之间的对抗，是典型的非生物竞争而不是生物竞争。同样的道理，两只雄性为争夺雌性而发生的争斗，这是两个生命体为繁衍后代而展开的对所需资源的争夺，属于生物竞争。但自然界（包括人类社会）也经常发生雌雄之间的争斗，发生过许许多多暴力求欢的故事，这样的故事本质上是生命体与“资源”之间的对抗，因此毫无疑问属于非生物竞争。一旦澄清了生物竞争与非生物竞争的概念，我们就会发现，几乎所有生命体的所有身心禀赋，不管这些身心禀赋是进步的还是落后的，是高级的还是低级的，都是非生物竞争的结果。正因为狼以捕杀牛、羊等食草性动物为生，这是它们长久不变的固定习性，因此它们需要磨砺出锋利的牙齿，锻造出敏捷的身手，它们这样的身心禀赋纯为应对环境，是与环境抗争的结果，也就是说，是非生物竞争的结果。这与长颈鹿为着能够吃到高大树木上的叶子而弄出长脖子来，本质上是一回事。狼与羊的竞争，正如同鹿与树木的竞争，亦如同植物与干旱（水）的竞争，都是非生物竞争。鹿在与树木的竞争中导致其脖子变长，但我们不会认为长颈鹿就比短颈的鹿更进步；狼在与羊的竞争中，导致其产生锋利的牙齿和迅捷的奔跑能力，这样的身心禀赋的改变我们认为是进步。显然，不管是进步的还是不那么进步的身心禀赋，这都是非生物竞争的结果，是非生物竞争而不是生物竞争塑造了生命物种的禀赋。生物竞争确实是大量存在的，但它们并不居于主流，至少，它们不对生命体身心禀赋的改变起主要作用。事实上，几乎所有物种的主要身心禀赋都纯为应付非生物竞争而不是生物竞争所需。虎狼的身体总是适宜于攻击食草动物，牛羊的身体总是适宜于吃草和逃避虎狼的捕杀，大自然不会将生物的身体弄得适宜于自相残杀，那些善于同类相搏的物种没有生存优势。因此，生物竞争对自然选择的贡献不大，以为生物竞争能够为自然选择“把关”，帮助其挑选那些更进步的优良品种，这样的说法没有事实依据。归根结底，所有生命的“目的”总是要全力保全并传递物种的基因，生命个体从其诞生之日起就一刻不停的忠实于这一神圣职责，因此，生物竞争不会无缘无故发生，竞争的目的是“利益”，是为了更好地确保自己的生存和繁衍条件。为了达到这样的目的，同种生命体之间既有你死我活的争夺，更有精诚无间的通力合作，众多动物社会的形成即是明证。甚至某些“天敌”之间也有精妙的合作行为，这种行为生物学家叫做“共生”。植物奉献出美丽鲜艳的花朵喂养蜜蜂这些昆虫类动物，蜜蜂在采花获取食物的同时也忠实地履行着传播花粉，帮助植物传宗接代的神圣职责，这样的合作何等精妙绝伦！事实上，大自然从来就有“同类不相食”的准则，因此生物竞争更主要地以一种竞争而不是对抗的姿态出现，这样的竞争主要是良性的竞争而非恶意的斗争。这就好比是一场马拉松长跑赛，走在后面的将被淘汰，于是大伙儿你争我拥，争先恐后。这期间，或许有人不那么老实，他为了达到把前面的竞争对手搞掉的目的，不惜用使绊子之类的对抗手段将对手放倒。但这样的行为并不多见，就主流而言，体力和毅力才是制胜的关键。同样，生物竞争亦以适应环境为最基本的“验收”标准，大伙儿为此展开竞争，竟相要适应环境而不是竟相要搞掉对手。那些被淘汰的个体是因为不适应环境，是因为在与环境的对抗，或者说，在非生竞争中败下阵来，从而惨遭被淘汰的厄运。大自然主要以非生物竞争而不是生物竞争为手段，来达到挑选“最适者”的目的。而这样的挑选过程，留下来的必定是最适应环境的，但却不一定是最复杂的或最进步的。 有人会反驳说：好，我承认生物竞争不居于主流，不塑造个体的身心禀赋，因此对生命的进步确实没有什么贡献，但是有些非生物竞争还是可以导致进步的。狼在与羊的竞争中不断完善自己的身体构造和机能，这不就导致了进步吗？因此，虽然生物竞争不居于主流，但仅仅只是通过自然选择的力量也可以在非生物竞争中产生进步。但这样的说法依然似是而非。按照自然选择的原理，狼这一物种不该存在！它不是最适者，不该受到大自然的青睐！任何生物首先要形成一定的从环境获取生存资料的方式，然后在非生物竞争中，通过天择的过程，其身心禀赋按照这样的生存方式被“塑造”。植物通过吸收阳光，获取地面的水和养分来维持生存，那么它们必须将自己的身体弄得适合于这样的过程，于是有叶、有根须；食草动物以吃食植物为生，那么它们的牙齿就不像食肉动物那样适于切割，而是适于咀嚼；虎狼之辈以攻击食草动物为生，因此就有凶悍的体魄和高度武装起来的身体构造。物种的这些身心禀赋都是物种按着自己的生存方式而“追求”对环境适应的结果，与动物多毛或少毛的改变本质上是一回事。这样的身心禀赋确有高低之分，有进步与否之别，但这种区别首先缘于生存方式的区别，没有生存方式的区别就没有身心禀赋的区别。而这样的生存方式的区别又是怎么来的呢？也是通过自然选择而来，这一点，达尔文也是赞成的。我们知道，天下万物都有共同的始祖，它们都是在38.5亿年前从细菌逐步演变而来的。演变首先是从生存方式的改变开始的，大自然在此过程中当然要履行着把关选择的职责，那些具有最合理的生存方式的物种将受到大自然的惠顾。相比之下，植物比动物的生存方式要更合理，它们直接通过光合作用利用太阳能，不需要如动物那样为着寻觅食物而苦苦折腾，它们更能适应环境。正因此，地球上的植物，无论是品种的数量还是总的质量，都远远多于动物。同样，羊以吃草为生，这是极容易得到的食物，所以它的生存方式比狼要“高明”，因此在一个未受人为干扰而自然形成的生态环境中，羊比狼更适应环境，其数量也因此远多于狼。我想，如果仅仅为着生存做打算，那么我相信你会选择做一只羊而不是成为狼，狼的生活实在太艰难！很显然，生存方式是至关重要的，综合而言，植物比动物、羊比狼是更成功的环境适应者，它们更应该而且事实上确实受到了大自然的“选择”。而如果仅仅倚重生存竞争和自然选择的力量，那么动物不该出现，狼这一物种也不该出现。相反，为着能够适应环境，狼应该想方设法改变自己的生存习性，最好从吃肉改为吃草，这样才能得到大自然的青睐。如果自然选择是唯一的作用力，那么狼将会这样演化：狼首先是吃肉的，但寻找食物确实艰苦，有些狼在寻找不到充足食物的时候，它不得不找些植物充饥。很显然，能够吃草的狼有生存优势，因为这样的生存方式可以保证食物的连续供给。最终，所有的狼都将变成食草动物，而这样一来，它那些适宜于攻击食草动物的身心禀赋就变得多余，它的身体机能就要发生退化。所以，自然选择并不导致进步，那些看起来更进步、更复杂的物种并不是最适应环境的，它们之所以能够出现，一定有另外的机制促成。的确，物种一旦形成了某种生存方式，那么其身心禀赋将不断完善以适应这样的生存方式，这在某种情况下，看起来确实是一个导致进步的过程。但是，这只是事实的一部分而不是全部，如果考虑到生存方式的演变，那么物竟天择的自然选择理论在解释生命的进步时就毫无用武之地。我不怀疑达尔文进化论的正确性，但我认为它是一个部分定律，只能解释部分而不是全部的生命演化事实。达尔文虽然将他的书取名为《物种起源》，可是对物种的起源却不能真正作出解释。达尔文的理论不过暗示了一种使已有的物种怎样变得更强、更快或更好的机制，但不能说明物种如何改变其生存方式并使自己脱胎换骨而成为新物种的过程。 事实上，我们所处的世界依然是简单生物的世界，简单生物不仅在个体数量上也在有机物的总质量上依然占统治地位。为着解释这种现象，拉马克认为所有生命都在日趋进步，但最简单的生物是新近才从无机界产生的，它们还没有来得及进步起来，所以自然界依然存在简单生物。拉马克的观点属于目的性进化论，难以得到人们的认可。但达尔文的观点与拉马克其实是类似的，他也坚持所有的生命都有全面进步的趋势，不过解释方法有所区别。他认为，所有生命都是同一个生命始祖的后代，而简单生物的存在是由于它们适应简单的生存环境而长期不变，因此没有表现出多大的进步。而且他认为，即使低等的生命也在漫长的演化过程中获得了长足的进步，“要是认为现存的低等类型自有生命以来毫无进步，那也太武断，凡是解剖过低等生物的博物学者，一定对它们奇特、美妙的构造都留下了深刻印象。”（达尔文《物种起源》第134页，舒得干等译，陕西人民出版社，2000年）达尔文相信，低等生命的存在属于比较不那么普遍的行为。在《物种起源》第四章“自然选择即适者生存”的最后摘要中，达尔文说道：“自然选择导致了生物根据有机的和无机的生活条件得到改进；结果，必须承认，在大多数情形里，就会引起体制的一种进步。然而，低等而简单的类型，如果能够很好地适应它们的简单生活条件，也能长久保持不变。”为了更清楚地说明问题，他甚至十分生动地用一株大树的生长过程来比喻生命的全面进步。在大树的每一生长期内，发育的枝条竭力向各个方向延伸，去遮盖周围的枝条并使它们枯萎，这就像在任何时期的生存斗争中，一些物种和物种群征服其他物种的情况一样。在这样残酷无情的连续消灭的过程中，偶尔会有细而散乱的小枝条，从大树根基部蔓生开来，这代表着如鸭嘴兽或肺鱼那样的简单低等生命的存在。但这些低等生命不过因为偶然的好运气，生长在有庇护的场所，才得以在激烈的生存竞争中存活下来。达尔文的说法不符合事实，事实是：简单的、低等的生命不仅在数量和总质量上居于绝对的统治地位，而且在对环境的适应性方面也远远强于高等生命。许许多多地方都有低等生命的生存，但高等生物却不得不望而止步。即便在一个低等生命和高等生命共处的环境中，低等生命和高等生命处于平等竞争的地位，共同接受环境的检验，但高等生物却也绝对斗不赢低等生物。多么强壮的人也会遭受病菌的侵袭，多么高超的手段也不能阻止细菌的繁衍。如细菌这样最简单的生物直是无所不在，任何存在生命的地方必然存在细菌，它们高度适应它们所处的环境，无情地吞噬着那些自以为不可一世的复杂的、进步的有机体。许多物种的灭绝相信就归因于病菌的攻击，低等生物的强大人所共知。我们人类自以为不可一世，能够上天入地、揽月捉鳖，而细菌们一无所能。但是，即使核战争将地球生命系统摧毁无数次，即使天外来的小行星把地球表面的动物和植物全部消灭干净，而细菌们将依然存在──它们最适应环境，实在不可战胜。如果低等生命有知，它们将宁可自己永远是低等的，它们不会希望自己走向进步。显然，简单意味着灵活，而复杂意味着脆弱，在一个优胜劣汰的环境中，更应该存在的是低等生命而不是高等生命，低等生命不必要也不可能通过战胜同伴并经由自然选择而使自己高等起来。正由于低等生命实在无法战胜，于是我们才不得不“学会”了与细菌们和平共处，并且能够互相利用。一切复杂生命都必须征得简单生命的“同意”才可以存在。绝大部分细菌对人是无害的，有些细菌更为我们生命活动所必需，比如我们的食物就依靠大肠杆菌来消化。如果我们不能见容于微生物，我们早就被扫地出门──我们根本就不可能存在。归根结底，这颗星球是属于微生物的，我们之所以在这里，实在是因为它们允许我们在这里。我们必须明白，地球整个生态系统是一个有机的整体，物种与物种之间更多的是依存关系而不是竞争关系，高等生命不可能通过战胜低等生命而产生，相反，它依赖低等生命的产生而产生，它因为低等生命的大量存在而自己得以少量地存在。如人类这样的复杂高等生命的存在，是以简单低等生命的大量存在为前提的。如果人类按着优胜劣汰的法则，悍然将一切简单生命扫荡干净，那么人类自己的末日也必将同时到来。如果进步来源于生物竞争、优胜劣汰的理论成立，那么，为什么简单生命依然存在，而且占据统治地位？为什么它们可以与复杂的、进步的物种共同生存而不仅没有遭受覆灭的命运，反而成为适应环境的强者？物竟天择而导致进步的说法无论如何是站不住脚的。 毫无疑问，生物竞争居于主流，自然选择是导致进步的唯一原因，这绝对是谎言，也是达尔文进化论面临的最大困境。复杂与进步生命的产生必定有更深层次的原因。古尔德对此有非同凡响的见解。他认为，生命的复杂化是生命扩张的结果，并不是因为复杂性的生物在天择的过程中具有优势。这就如同山脚下站着有一大群游客，山上有美丽的风景，但地底下有一个深洞，洞里的风光也颇具吸引力。正常情况下，这群游客将发生分化，部分人上山，部分人入地，大部分人呆在原地，这样整个这人群所处的平均海拔高度不会有什么变化，所以没有什么上升的趋势。现在把地洞封闭，这时候想上山的人能够遂愿，但想入洞的人就只能呆在原地不动，结果是：虽然这群游客仍没有表现出想要整体上升的愿望，但分化的结果却导致人群整体海拔高度在提升。同样的道理，生命在分化、在扩张，这种分化和扩张原本并不想要表现出复杂化的倾向，但由于生命是从最简单的形式开始的，所以生命扩张的结果必然导致产生越来越复杂的生命形式。古尔德的论证思路清晰，逻辑严密，看起来令人信服。很显然，生命的演化历程不可能是全面复杂化或者全面进步的历史，而只不过有一个不断产生复杂生命的过程。在这一点上，古尔德的观点是完全正确的。然而，古尔德虽然指出了天择而导致的生物演化不能成为生命复杂化的原因，但他用生命的分化来解释产生复杂生命的过程，却仍将无法解释这样的事实：有机体的后代为什么总是比前代要更复杂和进步？如果复杂化缘于生命的分化，那么简单的细菌可以通过分化和扩张产生远为复杂得多的真核生物，而真核生物同样可以通过分化和扩张产生简单的细菌，因为生命的扩张是没有方向性的。虽然细菌比真核生物要多得多，所以由细菌而分化产生真核生物的数量也要多得多，但是真核生物也是如此巨大的群体，由它们分化而产生细菌，这样的现象也应该很常见才对。实际情况却是，多细胞生物极不可能蜕变为单细胞生物，复杂生物从来不会为着适应环境的需要而使自己简单起来，虽然有时候简单看起来是更好的谋生之道。事实是，生命的演化是不可逆的过程，但无论是达尔文的生存竞争说，还是古尔德的生命分化说却都提供一个可逆的演化理论模型，这是问题的关键所在。 我认为，对生命的演化历程，我们必须抛弃认为生命具有主观性的观点，必须把生命活动想象成纯粹的自然过程，一个对环境被动应对的过程。生物学家道金斯曾说：“如果宇宙的本质实际上是不经设计、没有目的、非恶非善、盲目且无情冷漠的话，那么我们所观察到的宇宙正是我们预期的样子。”话语虽然尖锐，却实在是正确的见解。达尔文的自然选择理论正体现了一种冷静而客观的科学态度，但是他的生存竞争导致进步的理论却提供一种具有主观性和目的性的生命观，认为生命会主动地、有目的地参与竞争，并通过竞争的胜利来适应环境，这就不免走入了歧途。我的观点是：地球生物圈有一个自发地产生复杂生命的过程，而且生命的复杂化虽然不一定但却更经常导致功能的强大，导致进步。这个过程我称之为“自组装”。我们知道，每个生命都是自组织系统，它们都与环境发生“共振”，它们就是许许多多的单摆。单摆系统的振动频率与外力的作用频率毕竟不可能绝对一致，少许的不一致性是必然存在的。即使是那些一致性很好的单摆，由于其自身组织机构可能会发生一些小的变化（对生命系统来说，这就是“变异”），外力的作用频率也经常会有一些比较小的变动（比如太阳黑子的运动），所以这种很好的一致性也不是总能保持的。那些一致性好的单摆，其自组织能力强些，其适应环境的能力也强些，因此它发展的潜力也就大些，它们于是得以壮大。反之，那些一致性稍微差一点的单摆，发展的潜力就不会那么大。至于那些一致性太差的单摆，它们除了受到“噪音”的作用而产生一些不规则的运动外，不会表现出任何的自组织能力，因而也不会有任何的发展。这就体现了适者生存的进化论道理。在这里，我们能体会到激烈的非生物竞争，但体会不到大面积的、你死我活的生物竞争。也就是说，生存竞争似乎主要表现为一场“田径赛”而不是“拳击赛”，更不是表现为一个杀戮场，那些与环境不那么适应的生命体也是可以存在的，只不过数量有限，不能得到发展和壮大而已。当然我们可以想象得到，这些自组织系统在自组织过程中也不可避免会有相互作用，因此会产生冲突，尤其当自组织系统得到发展，有机体数量大量增加的时候，相互间的冲突更为不可避免。这就是生物竞争，就如同在田径小组赛中，参加比赛的田径选手太多了，于是相互之间不可避免会产生剧烈的或不那么剧烈的肢体碰撞一样。然而这样的生存竞争的过程不会导致物种的复杂与进步。生命的复杂与进步缘于另外一个事实：自组织系统有通过自组装而相互组合起来的趋势。这是由于，自组织系统之间的相互作用，不仅仅是排斥和对抗，更有融合与自组装，这就导致简单的自组织系统有可能组装成更复杂的自组织系统。具体过程是这样的：在简单自组织系统之间的大量相互作用中，大多数的相互作用毫无结果，所以简单生物依然是简单生物；但也有少数的相互作用导致两个或者更多的简单自组织系统恰好“勾结”在一起，形成一个整体。一般情况下这个整体不会具有自组织能力，所以很不稳定，很快就会崩溃瓦解，但仍有一些好运气的家伙组装搭配得恰倒好处，成为一个新的十分稳定的自组织系统，于是新的比较复杂的生命就这样产生了。简单的生物就是这样由简单的无生命迹象的自组织系统组装而成，而简单生命一旦存在，将继续保持着相互作用而组合产生更复杂的生命。复杂生命一旦形成就将具有稳定性，不管以前的生活是多么“美好”，它们都极不“愿”分解自己成为简单生命，它们再不可能倒回到以前简单的生命形式，从而生命的演化历史就表现为一个逐步产生复杂生命的不可逆过程。在这样的过程中，简单生命仍将继续大规模存在，而复杂的生命随着复杂度的增加，其数量显著减少，最终整个生物圈形成金字塔模式，大量简单的生物聚集在金字塔的底部，而最复杂的生命则位于金字塔的顶端。由简单生物组装起来的复杂生命，如果只是简单地组装，而不产生一些新的性状，那么新生的复杂生命将不可能长久存在。因为越是复杂精巧的构造就越是脆弱，越容易出毛病，受损伤。所以，复杂的生物构造一般要伴随着一些更优秀的、更强大的身体机能，否则它们不能适应环境，无法与简单生物争锋存活。而这，正是我们耳熟能详的所谓进步。进步以复杂化为物质前提，正因为复杂生物有多样的构造环节，于是在自然选择的作用下就可以产生机能的分化，一部分生命物质负责呼吸而成为呼吸器官、一部分作为运动器官，还有神经系统、免疫系统等等，这使得复杂生命能够应付多方面的环境“干扰”，从而导致进步。复杂化也以进步为保证，没有更进步的身体机能，复杂化就不稳定，不能长久保存。当然，这不是说越复杂的生物一定越高级和进步，进步的多与少最终要取决于环境的要求。事实上，只有在严酷的环境中（这其实也等同于生物选择了艰难的生存方式，因为同样的环境对某些生物是惬意的，对另一些生物则可能意味着灾难，这皆因生存方式有别），对进步的要求才越高，这就是为什么人能够成为人，而与我们同祖的黑猩猩却还是黑猩猩，因为我们历经了艰苦环境的苛严考验。 复杂生物虽然比简单生物看起来更强大，但就对环境的适应能力而言，复杂生物却未必胜过简单生物。刚刚诞生的复杂生命往往会痛苦地“发现”，在适应环境方面，它们有可能远不是简单生物的对手，它们必须采取与简单生物不同的适应环境的方式来生存，这样才可以与简单生物一争高下。无数的“试探”被大自然否定了，只有两种方式被允许，一种成为“生产者”，另一种成为“收割者”。早期的复杂生物利用其相对复杂那么一点点的身体构造，通过简单的身体机能的分工，直接享受阳光，这就是植物。它们是“生产者”，大自然的有机物很大部分都由它们首先制造，空气中的氧气也大部分由它们提供。这是一种比更低等的早期生物──细菌──基本类似，甚至还要更高明的生存方式，于是得到大自然的青睐，这使得植物在适应环境方面有能力与简单生物一较高下，并最终导致我们今天的世界基本上由细菌和植物共同霸占。当然我们认为，虽然植物比细菌要高等得多，但无论是细菌还是植物，仍然皆属低等之列，植物虽然体型庞大，构造却并不复杂，身体机能也不见强大。那么植物与微生物到底谁更适应环境呢？有人认为木材是地球上最多的碳水化合物存在形式，因此植物是最成功的环境适应者；另有学者认为细菌的总质量远大于植物，所以细菌适应环境更成功。其实，不管是植物还是细菌占据着生命的基本存在形式，有一点是肯定的：它们都极不简单。即使看似最简单的细菌，它们的身体构造之复杂也超乎人们的想象。这说明：生命适度的复杂性和适度的进步有利于适应环境，过于简单而“呆板”不利于生存，过于复杂而进步却也同样不是高明之举。生命复杂和进步达到这样的地步：能够通过自己的努力自食其力，成为“生产者”，而不必“仰仗”他人的“劳动成果”而生存，这是最好的生存方式。比这更简单或更复杂，皆属不“明智”。植物事实上很难高度复杂起来，也很难有大踏步的进步而变成如动物那样具有明显的运动能力，这是因为，对植物而言，它们有得天独厚的生存方式，能够很好地适应环境，所以不可能有太大的“追求”复杂与进步的动力。但是，生命有内禀的自组装趋势，即使在适应环境方面有欠缺，大自然也会不断产生一些更复杂的物种。这些更复杂的生物不得不利用其复杂的身体构造，产生出某些我们称之为“进步”的优势功能，从而探索出另外一种生存方式，只有这样它们才可以勉强接受大自然的考验。这些复杂生物一般利用“生产者”制造的有机物质而存活，也就是说，它们依靠捕食“生产者”而生存，这就是动物，它们是“收割者”。作为“生产者”，植物高度适应环境，可以非常迅速地也繁衍壮大，所以并不在乎动物这些“收割者”的侵袭，相反它们“需要”动物来作为它们的清道夫，以避免子辈们“淹没”在自己死后形成的尸体残骸里，从而维持物种源源不断的繁衍生息。更进一步，它们还往往利用动物的行动能力，引诱动物们来帮助其传播种子，以实现自身的繁殖。植物最美味的地方是其果实，果实包裹着果核，动物贪婪地享受果实美味，遗留下果核，也就不自觉地在帮助植物到处播种。但尽管如此，对动物而言，这实在是一种在“夹缝”中艰难求生的办法，它们在走向复杂化的过程中，可能由于某种偶然的因素而选择了这样一种艰难的存在方式，但一旦选择了这样的方式，它们就不得不在自然选择的作用下变得更快、更强、更灵活──一句话，更进步，以弥补生存方式过于艰难而引起的适应环境的欠缺。当然它们也确实能够做到这一点，因为它们的身体构造高度复杂了，可以使身体器官越来越走向分化和分工的专门化。即便如此，它们却仍是适应环境的弱者，它们没有能力、也不可能使自己的队伍过于发展和壮大。之后，随着自组装过程的继续，又继续出现收割“收割者”的更高级的“收割者”，这是一种越发艰难的求生方式，所以需要有更多的进步才可以弥补其生存方式所引起的适应环境的欠缺。最后，大自然形成一条长长的食物链，居于食物链顶端的物种被认为是最进步的物种，却也是适应环境能力最差的物种。它们生存得甚为艰难，只不过依靠其进步的优势而在低等生物林立的生物圈里享受着针尖般的立足之地。所以，一旦环境有变化，最先倒霉而灭绝的往往是那些最进步的、不可一世的、处于生物圈顶端的物种。有些高级的“收割者”可能实在“厌倦”了它们原本选择的艰难求生方式，它们尝试着改变策略。我国的国宝大熊猫属于熊类，原本是肉食动物，但现在它们改吃竹叶来生存。但这样一来，大熊猫原先拥有的那些“进步”就变得毫无用处，反倒成了很大的累赘。它们的身体构造已经过于复杂了，变得不够稳定，如果不能利用其复杂的身体构造产生进步，并利用这种进步而生存，那么它们实在无法与其它食草动物争锋存活。它们或许“希望”自己的身体构造变得简单一些，但大自然不允许这样的事情发生，于是大熊猫们不得不偏居某些固定场所，而且正面临灭绝的极大危险。 至此我们看出，生命的进步首先以自组装导致的复杂化为前提，只有复杂的身体构造才可以产生进步。那些复杂起来的物种在适应环境的过程中，由于生存方式的欠缺，再加上某种恶劣生存环境的压力，某些物种变得高级起来了，这就产生了进步。当然，这不表示先有复杂化后有进步，事实上复杂化与进步总是同时进行的，更准确地说，复杂化的过程往往伴随着进步。生命的复杂与进步是合作与自组装的结果而不是纯粹对抗的产物，这样的说法当然需要现存的生物证据，同时也应该能解释生命的演化历史。证据之一来自生命的产生过程。1953年，芝加哥大学的研究生斯坦利•米勒模拟太古时期的地球环境，用两个长颈瓶，一个盛一点水，代表远古的海洋，一个装着甲烷、氨和硫化氢气体的混合物，代表地球早期的大气。然后用橡皮管将两个瓶子连起来，放了几次电火花作为闪电。几个星期后，瓶子里的水变成了营养汁，里面有氨基酸、脂肪酸、糖以及别的有机化合物。实验的成功似乎表明，我们已经发现了生命起源之谜。科学家推测，太古早期产生的这些有机化合物（主要是氨基酸）非常“偶然”地串接在一起，于是形成了蛋白质，进而产生生命。但是，这样的“好运气”实在太不可能，蛋白质是如此复杂而有序的巨形分子，氨基酸要正好组成蛋白质，其概率要比在宇宙里所有的原子中“碰巧”找到某一个合适原子的可能性还要小。这样的事情不应该发生。唯一可能的解释是，自组织系统的自组装过程从一开始就发挥着作用，氨基酸组合成蛋白质（包括DNA）是一个逐步的、受控的过程，而不是一蹴而就。生命的演化规律在生命形成之前就发挥着作用，而不是在生命产生之后才发挥效力，生命直接就是演化的产物。虽然具体的细节我们不清楚，但可以相信，由于地球内外部环境的协同作用，蛋白质的产生不可避免。这个过程科学家叫做“化学演化”。早期的地球复杂而混沌，大海里由于闪电而充满各种各样的小分子有机物，包括氨基酸和核苷酸，这些氨基酸和核苷酸又随机地组合形成大分子有机物。这时候的海洋是一个充满有机物质的“热汤”。由于太阳光的照射，“热汤”里能够源源不断地提供组装大分子有机物的原料（即氨基酸和核苷酸），日积月累，这些大分子有机物就变得数量巨大而且种类繁多。它们大多数都是不稳定的，很快就会分解，但也有个别的正好与环境产生了“耦合”，于是能够存续更长时间。这就如同大海里有无数的“单摆”，大部分单摆随机地、毫无规则地摆动，但也有些单摆与太阳光照射下的地球环境相互“耦合”而产生“共振”──它们具有了自组织能力。这些具有自组织能力的大分子未必能够复制后代，但肯定比其它大分子能够存续更长的时间，一个大分子瓦解后，又有更多的类似分子产生出来，最终，大海里将充满具有自组织能力的这类大分子。这些大分子相互间又会发生相互作用，通过化学反应而继续组装，形成各种各样的巨型分子，这就是蛋白质分子和核酸分子，这些巨型的蛋白质分子和核酸分子也要经受自然的选择，没有自组织能力的将被淘汰，最后被选择的是那些自组织能力很强，甚至能够自我复制的蛋白质和核酸分子。这些能够自我复制的蛋白质分子和核酸分子想必最初并不能独立完成自我复制的过程，它们需要与周边的其它生命物质“合作”才能完成复制过程。最为常见的应该是蛋白质分子与核酸分子之间的配合。那些需要与其它生命物质“合作”才能完成复制过程的特殊“生命”事实上今天仍然存在，它就是我们称之为“病毒”（比病毒更简单的是类病毒）的东西。随着“合作”过程的频繁进行，有些病毒或类病毒与周边的其它蛋白质分子继续组装而成为最简单的原始细菌，于是生命就这样被选择而产生了。很显然，由于蛋白质分子和核酸分子的分子链不能无限度地增长（否则就不稳定），因此它们不可能再通过化学作用的方式继续组装自己，而必须通过分子之间的相互作用才能组装成更复杂精巧的形式。现代科学研究表明，生命的起源是单一的。凡是有过生命的东西，不论是动物还是植物，它的始发点都可以追溯到同一原始生物。所有的生命都是一家，它们都是这一原始生物的后代，它们使用同一的遗传代码，变着同样的遗传戏法。这样的戏法历经差不多40亿年，并且最终产生了你我这样的高等智慧生命。按照布莱森在《万物简史》中的说法，我们每个人都是一本保存了38亿年之久的发了霉的记录本，涵盖了反反复复的调整、改造、变更和修补。生命起源于同一原始生物，这是生物学上一个非同寻常的事实。这表明，生命从一开始就是受控的，只有一种我们称之为“生命”的东西在早期的地球环境中能够经受环境的检验并且幸存下来。自然界原本可以而且应该产生了很多的“单摆”，其中的大部分“单摆”没有与外力的作用（即太阳光的照射）频率相一致的固有频率，所以不会有什么发展，比如石头、泥土这些无机物质。在这许多的“单摆”中，只有一种“单摆”的固有频率与外界是一致的，只有它们才通过自组织过程开始表现出发展的趋势来。这是一个自然选择的受控组装过程，是人们迄今所见的最具发展特质的系统──生命系统诞生的由来。 随后，生命体之间又开始组装，这缘于一种叫做“共生”的现象。共生现象是形成复杂生命不可缺少的环节，甚至可以说，复杂生命直接就是共生的产物。在动物方面，这一过程始于线粒体入侵。我们身体的每个细胞都包含一种称为线粒体的东西，它的工作是支配氧，释放食物中的能量，每天乐此不疲。我们从外界摄取的食物都赖线粒体的工作才得以转化为生物能，从而保证我们有滋有味地从事各种有趣的日常活动，没有了线粒体，我们都只不过是一堆死肉。但线粒体本身也是一个独立的生命，它有自己的DNA、RNA和核蛋白，自己的遗传戏法，自己固有的生命节律，它们的生命节律和我们生命节律并不一致。线粒体看上去就是一个实实在在的细菌，有时候对抗菌素作出细菌才会作出的那种反应。线粒体来到我们体内，可能缘自十多亿年前发生的一次“入侵”，一个因找不到食物而饥饿难挡的好氧的线粒体细菌偶然侵入到另一个或许正被剧毒的氧气折磨得奄奄一息的细菌体内，结果拼接得恰到好处，双方各取所需，皆大欢喜，并且从此不肯分离。这种现象就是生物学的“内共生现象”。可能又经过了无数个世代，共生的线粒体细菌和它的宿主细菌组装而成的生物体经由自然选择而精致化，变成真核细胞，真核细胞又逐渐组装成复杂的多细胞生物，最后出现了像你和我这样的高等动物。当然，这要花费大把时间，长达几十亿年之久。在植物方面，类似的过程使植物拥有了叶绿体，从而能进行光合作用，最终也形成了多彩多姿的植物世界。有一种叫做黏性杆菌的微生物，这种生物有一个奇妙的通过自组装而生存和繁衍的技巧。了解这一过程可能有有助于我们理解真核细胞是如何通过自组装而成为多细胞生物的：黏性杆菌既不是原生动物，也不是真菌，它非常奇特。当年景好的时候，黏性杆菌以单细胞的形式存在，很像是变形虫；当环境变得恶劣起来，它们就爬到一起，集中起来，奇迹般地组装成了一条蛞蝓。这条蛞蝓会从一堆树叶的底部爬到顶端，暴露在阳光下，并再次变换自己的面目，呈现出植物的形态。接着，蛞蝓的顶部伸出一根梗，形成了一个花蕾，叫做“子实体”。“子实体”内有几百万个孢子，到了适当的时候，这些孢子随风而去，成为单细胞生物，继续重复上述的过程。很有可能，最早的多细胞生物就是由单细胞生物通过类似黏性杆菌组装成蛞蝓一样的过程而组装起来的。事实上，一切复杂生物都由一种最简单的“生物”──细胞组装而成。每个细胞都带有一套基因密码，都自我复制，都有非常精巧的构造，它们都像一个独立的生命体那样运作。它们非常精妙地组装在一起，高度协同有序地工作，让你产生感觉、产生思想、产生行动──一句话，让你成为你现在这个样子。除了内共生，生命的“外共生”（通常称为“寄生”）现象也对复杂生命的生存起着至关重要的作用。虽然大型物种之间比较难以产生共生，但任何复杂的生命体都必然与大量简单的生物组成一个共生的整体。植物的根须与真菌合作得恰到好处，我们的身体里也寄生着大量其它的微生物。人体有大约1亿亿个细胞，却是大约10亿亿个细菌的宿主。细菌们为我们干了很多我们的身体细胞无法完成的工作，它们有的分解糖，有的处理淀粉，有的向别的有害细菌发起攻击，没有它们的帮助，我们一刻也活不了。我们依靠肠道菌落来消化食物，而牛和羊这些食草动物也同样要靠着细菌的帮助才可以消化草料。很有可能，有朝一日某些和我们朝夕相处的外共生的生命体会步线粒体之后尘，因感觉双方合作愉快而转为“内共生”，于是成为我们身体的一部分。复杂的生物之间虽然难以达成如寄生现象那么紧密的共生“协议”，但由于每个个体之间仍存在大量的相互作用，所以它们也经常产生聚合、组装的倾向。不同的物种之间存在着的非常普遍的共生和合作行为，譬如植物与蜜蜂之间的合作行为，这正是自组装的重要表现之一。有些属于同一物种的动物更是通过无数次的相互作用，部分个体“团结”起来组装成一个整体，于是形成了社会化的物种。比如狼和狗，更典型的是我们自己，都属于社会化动物。必须明白，整个地球生物圈是一个整体，是一个有着强大自组织能力的大系统，物质与能量在这个大系统内日夜不息地循环流转，确保这个大系统处于远离平衡的有序状态。一切生命个体都有赖于其它有机体的存活而存活，它们高度协同，彼此配合，因此整个生物圈其实就是一个有机地组装起来的“生命”。在这个大的“生命”系统里，每个物种的行为方式，无论是竞争还是合作，都要受到这个大系统的管辖，维护大系统的自组织能力，就如同组成我们身体的细胞，它们的一切行为，无论是生还是死，其宗旨都是为了维持我们的存在一样。 复杂的生命除了可以通过像线粒体入侵那样的方式组装而形成，另外还存在一个更加重要的遗传物质的组装过程：复杂生命的DNA分子链在变异过程中将不断增加分子量，从而使原来的复杂生物更趋复杂。我们知道，生殖的过程一般伴随基因突变，人们常常将这种突变归结为基因复制过程中的某些偶然“失误”，有些“失误”有利于物种的生存，于是被后代继承下来成为后代的新特征，于是生命就发生了演化。一种典型的情形是：有毒的化学物质或是宇宙中随机产生的高能粒子之类的外界因素对基因造成了不可逆转的伤害，这导致复制过程的“失真”，这样的“失真”不降低也不增加遗传物质的复杂性，但改变了生物的属性，由此形成的有益变异可以增加生物对环境的适应性。这种现象较常见于简单生物，比如细菌就能够很容易地改变自己的DNA来应对抗生素的攻击。一种原因在于：它们的繁殖力极强，更新换代极快。但更主要的是，它们的结构比较简单，些微的变异不至于有灾难性的后果，所以易于接受环境的刺激而产生变异。这很容易理解，越是复杂的机器越不稳定，往往一点点的差错就会导致系统的崩溃。比如1986年美国“挑战者”号航天飞机失事，就是一个小小的O型封环失效所致。显然，复杂生物的小小变异容易导致灾难性后果，而简单生命则正是藉由其简单，反有着高度灵活的适应性。因此，复杂生命基因变异是不可以如细菌那样随心所欲的，相反，它们必须竭力保持基因的稳定性。稍微复杂一些的生物都主要通过有性生殖来繁衍后代。性别的出现大约在10亿年前，在此之前漫长的20多亿年时间内，生命都通过无性繁殖得以延续。科学家推测，生物之间的性关系最早可能是捕食者与猎物之间的关系，同类之间的吞食产生了内共生，首先形成雌雄同体生物，接着再分化为两性。性是很奇怪的事情，因为这意味着生物必须花费很多的精力去寻找配偶并交配，这非常麻烦。谈恋爱可不是一件轻松的事情，如果不是造物主赋予了“性”太多的欢娱作为补偿，我们肯定希望能够独立自主地完成生育过程而不是要借助两个人的努力来完成这件事。更有甚者，两性繁殖还意味着生育的低效率，其效率仅及无性繁殖的一半。但是，尽管两性繁殖有这么多的缺点，一切复杂生命却几乎无一例外地仍然钟爱这样的生育方式。这当然不是为了要让复杂生命享受性的快乐，实在是因为有性生殖有着无性繁殖所无法比拟的其它方面的明显优势。有性繁殖的最大作用在于维护基因的稳定，防止基因突变。因为我们是比细菌复杂得多的生物，些微的基因变异往往有灾难性的后果，因此绝大部分基因突变都对我们有害，我们必须尽可能保持基因的稳定。对此，我们采取了这样的解决办法：我们拥有两套完全相同的遗传密码，如果一套出现了纰漏，可以由另一套来弥补。这就好比飞机上配置了备用的发动机一样。不过，仅仅这样还不够，如果没有两性繁殖，仅存的完好基因也必定会随着时间的推移而发生损坏，我们的子孙后代将累积发生了突变的坏基因而不能摆脱，最终走向物种的灭绝。而有了两性繁殖，情况就不同了。两性繁殖让我们的两套基因在全部发霉变坏之前就得以重新洗牌和组合，于是有的后代得到两套纯种的基因，这是最好的结果；有的后代得到一套纯种基因和一套突变基因，这样的结果也还可以接受；还有的后代则可能累积两套坏的基因而被淘汰。这样一来，两性繁殖的机制就如同一把“筛子”，将发生突变的不良基因及时筛除出去了，而将完好的基因及时筛选留下，结果就确保了基因的稳定。显然，对复杂生物而言，基因突变总是有害的，所以它们“厌恶”自己的基因发生突变，正因为如此，有性繁殖才有其存在的价值。与之相反的是，对简单生物而言，基因突变一般总能够含有一些有利的因素，因此简单生物完全可以任凭自己的基因发霉变质，只需让自然选择去自由发挥即可，就如同细菌所干的那样。对细菌来说，有性繁殖实在是没有存在的必要。当然，即便采取有性繁殖这样的生育方式，对复杂生物而言，繁殖过程中的极其微小的复制失真仍是难以避免的。但即使这样，这也只是改变了生物对环境的适应性，并不增加生物的复杂性，所以它不可能是复杂生物获得进一步复杂性的主流办法。天下万物是一家，我们和胡萝卜是如此不同的物种，但我们和它们却有着50%的相同DNA密码，如果复杂生命都是通过复制过程的“失真”来产生，那么物种与物种之间的基因差异将最终变得如此之大，以至于我们根本不可能将所有复杂物种都追溯到同一个生命始祖。我认为，复杂生物的遗传物质要更趋复杂，只能由外力来“强行”推动。我猜测存在一种我称之为“病毒附着法则”的过程：一种生物的DNA分子和与该生物共生的其它简单生物的DNA分子片段（即病毒，也包括类病毒之类的其它简单遗传物质）通过化学反应而链接起来，形成新的DNA分子。这是另一种形式的生物自组装过程，我相信日趋复杂的物种的遗传基因都是通过这样的方式产生出来的。和原来的生命体相比，以这种方式产生的新的较复杂的生命体主要是增加了一些新的生物性状而不是改变原来的性状。研究表明，DNA是化学性质十分活泼的分子，两个不同的DNA分子经不起诱惑而“勾搭成奸”的可能性是很大的。因此对复杂生命体的遗传物质而言，它们有能力通过“扑获”与之共生的简单生物的DNA分子片断来导致自己发生有益的突变，这是相当容易的增加遗传物质复杂性的进化之道。 病毒（也包括类病毒之类的其它简单遗传物质，下同）从严格的意义上讲并不是生命，仅仅只是一小团的遗传物质而已，它无细胞器，由基因组核酸和蛋白质外壳组成。基因组仅含一种类型的核酸，或是核糖核酸（RNA）或是脱氧核糖核酸（DNA）。细菌是单细胞生物，只要有合适的条件（比如在实验室培养基内）就可以自主复制，而病毒却没有这个能耐。病毒不能自主繁殖，不能在实验室培植，只能严格地寄生在宿主靶细胞内，利用细胞的生物合成机器进行自身的复制并释放子代病毒。换言之，病毒只有进入了宿主细胞内才能生存和复制。由于病毒没有独立的生存能力，这就产生了疑问：它是从哪里来的呢？有些学者认为，病毒起源于具有自主复制功能的原始大分子。我相信这是对病毒最早起源的合理解释，病毒比细菌这些真正的生命一定更早就从无机界出现了。那时候的病毒应该能独立存活，但不能独立复制，它们需要其它有机物质的参与才能完成复制过程。而且估计它们现在已经不在了，因为环境发生了翻天覆地的变化，现在的病毒必须寄生在其它生命体内才可以表现出生命的特质来。另有一种观点认为，病毒是正常的细胞组分在进化过程中获得了自主复制的能力独立进化而来的。第三种观点认为，病毒是细胞内寄生物的退化形式。我认为这些解释都很合理，我们不必拘泥于某一种单独的解释，上述三种过程都极有可能产生出像病毒这样不生不死的东西来，因此都可以是产生病毒的原因。不管病毒是如何产生的，有一点可以肯定，病毒们似乎喜欢干一件事情：它们乐于附着在宿主细胞的DNA上，或者附在末端，或者插入其中间，随宿主细胞一同复制和繁殖。艾滋病毒就是这样一种“可恶”的家伙。对制药厂而言，这非常令人讨厌。如果人体被细菌感染，只要改变细菌的繁殖条件就可以杀死细菌把病治好，这容易通过药物做到，但被病毒感染就很麻烦，病毒不是独立存活的，因此必须要识别除被感染的细胞并将其杀死才可以除掉病毒。可惜到目前为止，现有的药物和治疗方法还不具备这种识别和区分功能，又不可能把人体所有细胞都杀死。所以病毒性疾病难治，自抗生素问世以来，许多细菌性疾病得到了控制，但对病毒性疾病目前还没有发现特效药，只能通过提高自身免疫力来抵御病毒的入侵。虽然病毒令人讨厌，但它极有可能对生命遗传物质的日趋复杂有着不可或缺的甚至是最主要的贡献。没有它们这样强烈的纠缠不休的“攻击”，也许人类将不会产生。我们知道，复杂的生命一旦遭受病毒的攻击，一般情况下会生病，而且这些病大都具有传染性。在引起人类传染病的病原体中，75%是病毒，病毒对人类健康影响极大。但也有极小的可能性，病毒附着于宿主细胞的DNA却并不使“主人”生病，相反，它使“主人”甚至具有某种优势，能够更加适应环，于是更加复杂的生命就这样产生了。当然，也有可能病毒既不伤害宿主却也不帮它，事实上，很多的病毒与人体共存但对人体无害，艾滋病毒虽对人体造成极大伤害但对大猩猩无害。于是，在通往复杂化的道路上，像病毒这样的简单生命物质和复杂生物便有着明确的“分工”。病毒裸露在环境中，不断受到各种化学物质和宇宙射线的轰击，频繁地改变着自己的形态（发生变异），它们负责制造能够适应环境的性能良好的DNA“零件”。而复杂生命则负责在这一大堆“零件”里不时找寻适合自己的宝贝，一旦碰上合意的就把它装入自己那台已经十分复杂的DNA“机器”之上。装入“零件”的过程对复杂生命来说无疑意味着巨大的风险，更多得多的可能是以失败而告终，严重的时候导致复杂生命因病早夭。但也有比较小的成功的机会，一旦成功，复杂生命将变得更加复杂并且功能更加强大。这是一个不可逆的过程，“零件”一旦被安装在“机器”上就不允许被拆下来，所以DNA分子链永不减短。大自然只知道不断在复杂物种的生命程式上舔加指令，却从不删减指令。如果造化弄人，随着环境的变迁，某些老的指令变得不合时宜甚至有害，于是大自然只得又增加新的指令来“撤消”以前的指令。这就好像我们在电脑上安装了大型软件，运行中发现这个软件有不中意的地方，于是我们另行安装一个“补丁”程序来修正它。这样做的结果，导致复杂生命的DNA中的绝大部分信息没有明确的目的，我们自己DNA的97%就通常被称为垃圾。通过病毒附着法则而产生更复杂的生命，这样的过程显然是极其危险的，它往往伴随着物种的大面积死亡。一般说来，如果病毒的攻击让生物体很快生病而死亡，那么病毒的传播链就很容易中断，因此对整个物种威胁不大。但如果病毒更富“心机”一些，它可以在我们的体内潜伏一段时间，待病菌传播开来之后才发作，那对物种往往可以造成灭顶之灾。爱滋病毒的潜伏期就很长，我们可以想象，如果爱滋病毒提前一千年攻击人类，那么在数百年间就可导致人类几近灭绝。而最终的结果只有两种：一种是人类彻底灭绝；另一种是有极少数的人能够与爱滋病毒和谐共处，这些人成功地实施了自身基因与病毒的组装，使自己的遗传物质更趋复杂，并继续繁衍生息而延续着人类的基因。但这些人与原来的“人种”有差别，而原来的“人种”可以说已经灭绝了。复杂与进步离不开灾难与死亡，复杂生命在走向进一步的复杂与进步的过程中，伴随着的往往是灾难。有些物种经不起这样的考验，就这样莫名其妙地从地球上消失了。事实上，对两性繁殖的物种而言，个体的任何优良变异都将很快稀释于整个种群，因此毫无意义。只有通过灾难事件，尤其是瘟疫的流行，才可以使得基因的有益变化得到保全。这样的过程将导致生物进化的不连续性，这正是对“间断平衡”理论绝好的解释。人类胚胎的发育过程也暗示着，复杂生命的演变是DNA不可逆地复杂化的过程。德国胚胎学家恩斯特•赫克尔于19世纪中期发现：我们在母亲的子宫内从一个单细胞的受精卵开始，然后就发育得像一条小虫，接着就象鱼，然后依次是爬虫类、小型哺乳类、猿猴，最后变成小小的婴儿出生。对此，赫克尔用所谓“生物发生律”来进行解释，认为我们的胚胎发育过程其实是完成了一次由低级向高级的演化史。当然我们现在知道，赫克尔的说法不完全正确。人不是由现在的鱼变来的，而不过是和现在的鱼有着共同的祖先，所以发育早期的人类胚胎和发育早期的鱼类胚胎十分相似。但无论如何，人类胚胎的发育过程强烈暗示这样一个事实：生物新的构造和机能往往通过在旧版本上添加新图案、增加新形状而形成，而不是无中生有，因此相近的动物经常使用相同的基本构造。对这样的过程，用病毒附着法则是最好的解释，病毒附着法则意味着复杂生物只能在原有基础上增加新功能，如果没有病毒附着法则，那么基因将在变异中频繁改变形态而不增加新构造，结果将是改变物种原有的性状而不是增加新的性状。在这样一个复杂化的过程中，由于天择在进行着严格的把关，因此后代往往能够得到更多的生物功能，从而表现出更大范围对环境的适应性，这就是我们所谓的“进步”。但复杂性与适应性的这种对应关系只对具有不变生存方式的同一物种的演化过程适用。一个物种如果由于环境的变迁而被分隔两地，它们缺乏基因交流，就会走上不同的进化之路，这样就产生了新物种。而一旦它们走上了分裂的道路，它们的命运和前途就迥然不同了。有可能一个物种的遗传物质高度复杂，但没有什么实际用处，因此在功能上没有太大的进步；而它的兄弟物种在严酷的环境压力之下，虽然只得到很少的复杂化，但生物功能却得到了长足的进步。我们发现，有些物种的DNA复杂性比人类的DNA更复杂，DNA分子量更大，但它们显然没有人类适应环境的能力强。当然，任何物质构造都不可能无限度地复杂化。生物遗传物质复杂到一定的地步，它就不再可以产生新的生物机能，也就是说，不再伴随着物种的进步。而更为严重的是，高度复杂的构造使得基因极不稳定，这时候，极普通、极轻微的病毒攻击往往就导致物种的全军覆灭。正由于任何物种都不可以持续复杂化，因此在这个星球上，没有任何物种能够永远存在。人类自然不能例外，即使一切顺利，它最终也必定会因遗传物质的过度复杂而走向灭绝。古生物学家估计，一个新生的复杂物种在地球上平均可以尽情地表演约300万年。显然，那些能够长期存续的古老物种一定是因为它们的生存环境比较单调，遗传基因保证了足够的简单性，这才相应地保持着稳定性。 以为物种之间的竞争，包括一个物种消灭另一个物种的斗争以及同种之间的相互顷扎是物种进步的主要动力，是导致生命复杂化和进步的根本原因，这样的观念由来已久。很多人认为是这个原因导致了人类的进步，因而人的本质是“自私基因”，人类社会的发展过程是一切人反对一切人的斗争过程，道德和爱没有立足之地。实际情况不可能是这样的，实际情况是：生命的演化历史本身就存在一个不断组装而产生复杂化的过程，复杂化与物竞无关，也与天择无关，但复杂化的过程要接受天择的严格检验。以自然选择为基础的达尔文进化论虽然是完全正确的理论，但仅凭这一理论不足以解释复杂生命为何可以产生和进步，只有生命的自组装与自然选择同时发挥着作用，才能最终成就你我这样的复杂高等智慧生命。物竟天择、适者生存的思想理论不能解释生命的进步，这其实是不难看出的。与达尔文同时代的恩格斯很早就敏锐地发现了这一点。恩格斯非常需要进化论，因为进化论提供了世界在不断发展进步的强有力的论据，所以恩格斯将进化论列为当时三大发现之一。但是，恩格斯只相信生命在不断进步，但不认为自然选择理论能够解释这一切。在1875年致彼•拉•拉甫罗夫的信中，他说道：“在达尔文的学说中我接受他的进化论，但是我认为达尔文的证明方法（生存斗争、自然选择）只是对一种新发现的事实所作的初步的、暂时的、不完善的说明。……自然界中物体──不论是死的物体或活的物体──的相互作用中既有和谐，即有和谐，也有冲突，既有斗争，也有合作。”（《马克思恩格斯选集》第四卷第621页，人民出版社）。当然，恩格斯坚持所有的生物内禀地有进步的趋势，所有高等生命由低等生命日趋进步而导致，而且低等生命也将永远保持前进的“姿态”，这样的永恒“发展”的观点是成问题的。生命没有全面进步的趋势，只不过有一个不断组装而产生进步生命的过程，恩格斯没有能洞察这一点，这受制于当时的科学发展水平，我们没有道理求全责备。无论如何，恩格斯断言达尔文的进化论是解释物种进步的“初步的、暂时的、不完善的说明”，这是值得高度称颂的。遗憾的是，恩格斯的忠告没有受到人们的重视，相反许多社会学家将生物竞争的理论应用于人类社会，产生了非常严重的后果。希特勒正是利用了生物竞争导致进步的理论，为其臭名昭著的社会达尔文主义寻找到了绝妙的“科学”依据。这是顺理成章的事情，既然物种的进步需要依靠而且只能依靠同类之间的竞争，那么人与人之间以强凌弱、弱肉强食就是天经地义之举。几百万犹太人也就因此在第二次世界大战中沦为这一“伟大理论”在实践过程中的无辜牺牲品。大自然同一物种以及不同物种间弱肉强食的生存竞争理论，也强烈撼动了我国传统儒家文化中敬天、畏天、靠天吃饭的思想，而且深深影响了毛泽东、鲁迅等人。鲁迅要做“斗牛狗”，毛泽东坚信“落后就要挨打”，这种只讲斗争，不讲合作的哲学思想，不能说与生存竞争理论谬种流传毫无瓜葛。据说，美国人至今还有超过百分之四十的人相信生物创造论而不是进化论，这一方面有宗教信仰的原因，但我相信主要还是由于进化论中的生存竞争理论存在着的致命弱点和局限性所致。如果人类的每一个进步必然要伴随着其它生命的悲惨灭绝，必然要导致我们的同类中的弱势群体惨遭屠戮；如果恶行反得善果，善行却有恶报；如果人类的进步是优胜劣汰的结果，因而损人利己出自人的天性，而同情与爱却没有任何前途，那么这样一个灰暗而悲凉的世界实在不值得我们留恋。对进化论的认同意味着对人类固有道德观念的背叛，我认为这是普通民众拒绝进化论的最根本原因。在中国，达尔文进化论已是妇孺皆知的铁律，但有意思的是，我们的道德规范体系却不受进化论的侵袭。想起来，这确实很奇怪。这实际上要归功于我们的哲学采取了一种“高明”的理论技巧。原来，鉴于进化论的成功，为了继续可以坚持生存竞争导致生命全面进步的观点，同时又不至于陷入社会达尔文主义的泥沼，与恩格斯不同的是，我国的许多哲学家采取了直接而简单的方法。他们很干脆地宣布：进化论只能适用于自然界，但不适用于人类以及人类社会，因为人类已脱离动物界，不再是普通的动物了。这一方面埋葬了社会达尔文主义，同时也满足了人类自大的心理，倒也一举两得。然而，如同我们为了支持“世界是永恒发展的”这一观点而干脆宣布热力学第二定律不能适用于整个宇宙一样，这样的理论处理方式虽然简单，但违背了规律一致性的要求，究竟经不起理性的推敲。如果引入自组装理论，那么问题就迎刃而解了。真正的进步既需要竞争，更需要合作。竞争是良性的竞争，是公平的较量而不是以邻为壑；合作是优势互补的自愿合作，是自组织系统经由自组装过程组合起来进行的合作而不是经由强权强扭在一起的苦瓜。不仅大自然如此，人类社会亦如此，冲突不是人类进步的必经之路。人类的历史的确充斥着太多的强权暴力、太多的背信弃义，但这不是人类之所以能够进步到今天的原因，从而所有的这些恶行都没有为自己开脱的理由。从部落到国家到今天紧密相联的“地球村”，历史明明白白地昭示着，人类的进步既是竞争的结果，更是逐步扩大合作范围的过程，冲突导致衰败，合作铸就辉煌，只有和谐才有出路。在人类漫长的演化史上，人与人的关系、人与自然的关系亦从未如今天这般休戚与共、荣辱相依，所有鼓吹冲突的人性理论都是没有根据的。最后还要指出，复杂化或者进步不能等同于“发展”。很多人直接将“发展”定义为“进化”，或者定义为进化而导致的复杂化与进步，并且认为人是由低等动物“发展”而来的。但这其实是一个偷换概念的逻辑错误，既然“发展”已经被定义为事物从无序向有序的转变过程，那么事物复杂化与进步的过程就不能等同于“发展”，因为复杂未必更加远离平衡态，因此未必更加有序。如果一定要将生物复杂化与进步的过程定义为“发展”，那当然也没有什么大的问题，因为汉语里一词多义的现象也很常见。不过，我们必须清楚地知道，此“发展”不是彼“发展”，更不可以借一词多义来进行偷换概念的诡辩。 我们从何而来？我们为何在此？我们是否注定要来？如此的旷古之问数千年来未曾离开过我们的脑际，而现在依然是热衷的话题。有许多创世纪的神话，这些神话无一例外地将人类描述为由神创造的、与宇宙共存的、自然界独一无二的高贵生命。这样的故事虽则令人欣慰，但不会为严肃好学之人所接受。不过，我们仍然乐于相信，像人类这样“思维着的精神”是自然界生命进化的不可避免的产物。恩格斯就持这样的观点，他甚至相信，即使人类必然要随着地球的灭亡而灭亡，但“思维着的精神”却仍将在宇宙各地源源不断地重新产生出来。他说：“物质在它的一切变化中永远是同一的，它的任何一个属性都永远不会丧失，因此，它虽然在某个时期一定以铁的必然性毁灭自己在地球上的最美的花朵──思维着的精神，而在另外的某个地方和某个时候一定又以同样的铁的必然性把它重新产生出来。”（《马克思恩格斯选集》第三卷第444—462页）但恩格斯的观点没有事实和逻辑的根据。古生物学家告诉我们，人类，或者像人类这样“思维着的精神”的到来极其偶然，并不具有“铁的必然性”。地球已经存在了几十亿年，而人科动物是最近几百万年才出现的物种，现代人类更是新近十多万年才粉墨登场。人类的历史不过占了这个星球生命历史的“微瞬”。因此有很多严肃的科学家认为，人类的出现也许不过是地球生命演化的瞬间意外而已。诚然，在一个不断演化的、自组织并且自组装的生命世界里，复杂生命的产生是必然的，并不需要一位仁慈的上帝来插手这件事情。但是，复杂化不等于高智慧，不等于人类一定要来。虽然几乎一切动物都需要依靠神经系统的指挥协调来进行活动，都需要在后天学会一定的习性才可以生存，但是像人类这般异乎寻常的智慧是否为生命所必需，是否为复杂化的必然产物，这不是可以轻易下定论的。如果一定要说像人类这样的智慧生命的到来不可避免，或者认为进化的脚步必定要敦促自然界将如人类这般异常的智慧“赋予”给某个物种，这样的说法是需要依据的，而我们并不能拿出像样的依据来。但是，我们来了，感谢上帝，我们毕竟还是来了。那么，我们是怎么能够爬到繁茂的生命之树巅，并且能够恣肆地、居高临下地俯瞰着芸芸众生的呢？或许是为着使“生产力决定生产关系”这一历史唯物主义的规律更具普遍性，恩格斯在《劳动在从猿到人的转变中的作用》（《马克思恩格斯选集》第四卷第373页至386页，人民出版社）一文中毫不迟疑地断定：“我们在某种意义上不得不说：劳动创造了人本身。”恩格斯坚信，人和动物的本质区别就是劳动，而且只有使用工具的劳动才可以叫做“劳动”，动物使用自己的身体器官觅食的行为是不可以称作为“劳动”的。正因为动物不能劳动，所以动物就只能是动物；人因为学会了劳动，于是人才成其为人。恩格斯是这样来论证的：劳动首先创造人的双手。我们的祖先为着手能够“越来越多地从事于其他活动”，为着劳动的需要而选择了直立行走这样的习惯，从而使我们的双手得到解放。接着，合作劳动的过程达到“彼此间不得不说些什么的地步了”，于是语言就“从劳动中并和劳动一起产生出来。”最后，随着劳动能力的提高，人类就从“只吃植物过渡到同时也吃肉”，“脑因此得到了比过去丰富得多的为脑本身的营养和发展所必需的物质，因而它能够一代一代更迅速更完善地发育起来。”于是，“首先是劳动，然后是语言和劳动一起，成了两个最主要的推动力，在它们的影响下，猿脑就逐渐地过渡到人脑。”对于“劳动创造了人本身”或者类似这样的说法，我是基本上不赞成的。无论是在事实依据上还是在论证逻辑上，恩格斯的《劳动在从猿到人的转变中的作用》都是站不住脚的。有人会说，为了应对环境的变化，进化中的生命总是首先改变生存方式，在生存方式改变的基础上再“塑造”个体的生物学特征。例如，长颈鹿因为有吃树叶的习性，它们以“吃树叶”作为其固定的谋生之道，在维持这样的生存方式的基础上，加上环境中缺少矮小的树木，这就导致那些长脖子的鹿有生存优势，于是生存方式与环境相结合就造就了这样脖子超长的物种。在这种情况下，如果允许用略带一点夸张的修辞手法来提出命题，我们的确可以说：“吃树叶创造了长颈鹿”。与此类似，由于劳动是人最基本的生存方式，那些最适合劳动的个体具有生存优势，这就最终导致“人”的身体构造，包括人的脑部构造非常适合于劳动，因此也就可以说是劳动塑造或者创造了人。这样的解释听起来颇有一番道理，恩格斯的本意可能也就是如此，虽然他是用“用进废退”这样的习得论思想而不是自然选择理论来解释的。然而，即使我们将恩格斯的习得论替换成自然选择进化论来说明问题，这样的解释却仍存在致命的逻辑上的“硬伤”：所谓的“创造”，是一个从无到有的过程。普通的鹿在进化为长颈鹿之前就有长期吃树叶的习惯，这样才可以说“吃树叶”的习性创造了长颈鹿。那么古猿在转化为人之前有劳动的习性吗？恩格斯认为没有，他说：“这一切（指古猿的谋生活动──引者）还不是真正的劳动。劳动是从制造工具开始的。”“人类社会区别于猿群的特征又是什么呢？是劳动。”可见，恩格斯并不认为我们的古猿祖先具有劳动的习性。既然我们的古猿祖先不具有劳动的习性，那么又何来劳动创造人之一说呢？当然，按照今天的科学认知水平，我们相信，我们的古猿祖先应该是有能力进行劳动的。因为黑猩猩也会劳动，也能使用甚至制造工具。比如，它们常常通过投掷石块来击退来犯者，甚至还学会了将树枝捋掉叶子，伸进蚁窝“垂钓”白蚁来吃。那些正在形成中的人──古猿们想必和现代的黑猩猩一样，它们会一些简单的劳动，能使用和制造一些简单的工具。但和黑猩猩一样，古猿们的“劳动”行为并不经常，或者说，劳动不是它们的天性，不是它们主要的谋生之道，它们主要还是依靠自己的身体器官来获取食物。所以，古猿们的所谓劳动其实无法塑造或者创造一种新的生命物种。如果一定要说，这样简单的“劳动”一定能够创造“人”，那么几百万年过去了，为什么劳动就没有将黑猩猩也创造成“人”呢？很显然，劳动更多的是一种技能而不是一种固定的生存习性。只有一种长期固定的习性才可能塑造个体，而行为模式变动不居的所谓“劳动”是无法塑造个体的。古猿们如果进化出一种类似蜘蛛织网一样的特殊能力，以打磨石器作为一种固定的谋生之道，作为其长期不变的生存习性，那么它们就将演化为一种非常适宜于打磨石器的物种，但它们不可能也同时适宜于其它方面的劳动。 与恩格斯的观点相反，我认为：从猿到人的转变是自然选择的过程，其中起关键作用的是人的智力。劳动在从猿到人的进化过程中或许起到过一定的作用，但决不是本原性的、先导性的作用，起本原和先导性作用的是人的智力的发达，劳动（包括语言）是人脑智力发达之后的必然结果而不是人脑发达的原因。这是唯一比较合理的解释，劳动创造人的观点是不科学的。首先，我们的身体之所以适宜于直立行走，人手之所以形成，这绝不是劳动造就的。我们为什么要直立行走呢？这肯定不是因为我们的手和脚必然要进一步分工，我们的手要“越来越多地从事于其他活动”，所以才不得不选择直立行走。我相信我们的作为动物的祖先不可能有这样的“远见卓识”。森林里的古猿们活得好好地，它们在树上攀缘跳跃，生活怡然滋润，手和脚的分工恰到好处，没有理由要选择直立行走，也没有必要“费心”去进一步解放自己的双手。显然，我们的祖先选择直立行走必定是被逼迫的，一种合理的解释是：环境变化了，森林大面积退化，树木变得稀疏了，我们的祖先不得不花费大量的时间用于平地上的行走。在平地上活动，直立行走有着巨大的优势──更节省体能、更灵活、看得更远因而也更易于规避危险。于是，大自然就进化出一种新的物种──一种能够直立行走的人科动物。直立行走是人科动物不得已而为之的交通方式，它们原本也可能尝试过用四足行走，但显然由于它们的骨骼结构已经长期适宜于在树上攀缘，它们的手和脚的构造已经没有办法使它们再回到四足行走的老路了。研究表明，能够直立行走的人科动物有很多种，但并不会“劳动”，至少没有将劳动作为其主要的谋生之道，在几百万年的时间里一直没有，他们的生存之道与它们的猿猴祖先基本相同：主要是摘吃果子，也进行少量的捕猎。很显然，是直立行走解放了我们的双手，并最终成就了我们的劳动能力，而不是相反，认为劳动促使我们直立行走，劳动解放并最终造就了我们的双手。这样的说法把原因和结果弄反了，无异于说狗尾巴摇动了整只狗。诚然，一旦人类养成了某种劳动的习性，并以这种习性作为主要的谋生之道，那么这种劳动的习性就将塑造我们个体的某些生物学特征。从这个意义上讲，劳动确实促进了人手的完善──那些手的形状适宜于劳动的人将有更大的生存优势。但这是在我们的祖先掌握了劳动这一高超的技能，养成了劳动的习惯，并主要依靠以制造工具为主的劳动来谋生以后的事情，是人科动物变成了“人”以后的事情，只有当我们的祖先变成了以劳动作为主要谋生手段的“人”以后，劳动才能够促进我们身体的完善，使我们的身体更加适宜于劳动（比如人的手指长，适宜做灵巧而力量小的动作，而黑猩猩则手指短，但手掌宽大，适宜于强有力的抓握动作）。因此我们可以说，劳动促进了现代人类身体器官的完善，不过却绝不能断言：劳动创造了人类。人类之所以能够劳动，能够制造复杂的工具，这不是光有适宜于劳动的双手就能做到的，其中人脑超强的指挥协调能力才是至关重要的关键。制造工具是需要精心谋划的，工具制造者在制造工具之前，必须能够“预见”工具的形态变化和结果效能，这样才能制造出适用的工具来。而这，是需要相当程度的智力的。许多的动物不具备这方面的智能，所以它们的劳动能力就十分有限。人们注意到，黑猩猩和人类在制造工具的能力上的主要区别是：它们不能使用工具来制造另外一个更合意的工具，怎么学习都做不到，显然因为这超出了它们的脑力。是的，黑猩猩不是不愿意使用复杂工具来改善生存之道，黑猩猩在和古人类并存的时候，它们也许很想如法炮制地将石块打磨成石斧，但它们终究发现，这非它们的脑力所能及。可以肯定，是人的大脑发明和创造了劳动这一高超的技能，而不是相反。首先是大脑的进化，然后才是劳动的产生，或者说，大脑的进化导致并必然伴随劳动的产生。劳动也不必然促使语言产生。认为人手的完善要影响并促进喉头的发达，恩格斯的这一猜测不成立。确实，人类的协作劳动需要进行信息的交流，人类的协作行为也经常会达到“彼此间不得不说些什么的地步”，但是，认为“语言是和劳动并和劳动一起产生出来的，这是唯一正确的解释”，这却不正确。一切动物的群体性行为都需要信息交流，为什么单单人类的协作劳动就促使我们产生了复杂的语言，而黑猩猩不能呢？而且，交流信息的方式也是各种各样的，蜜蜂和蚂蚁通过分泌特殊化学物质（即所谓的“信息素”）的办法来交流信息，这也是行之有效的办法。所以，人类产生语言不是劳动所带来的，它别有原因，这个原因同样是大脑的发达。很多动物都能通过声音信息进行交流，鸟有鸟语，兽有兽言，它们的“语言”虽然简单，但毕竟还是用于交流的工具。如果说语言促进了大脑的发达，那么动物们有语言能力，为什么它们就没有变得聪明起来呢？其实，正相反，如人类这样复杂的语言能力的形成同样是以大脑的发达为前提的。当我们说话的时候，我们首先要有很强的抽象思维能力。我们要学会将同一类的东西用一个“名词”进行标记；对相似的动作用“动词”来称谓；对可见事物的质感，则需要用到副词和形容词来进行描述，我们还要学会用各种助词来体现事物、行为之间的关系。所有这些复杂而抽象的概念及其关系，都被标记成声音符号，通过一定的顺序“说出来”才可以构成为语言。接着，我们还必须有较强的短时记忆能力，我们说话的时候，头脑中必须要记住前面的内容，否则语言就不连贯。事实上我们谈话时不喜欢说长句子，因为这对我们的短时记忆能力要求太高。黑猩猩也能够进行交流，经过训练后，它们甚至能“说”一些只有一到两个单词的语言，这表明它们有一定的抽象思维能力。但它们的短时记忆能力显然十分有限，如果一句话里包含三个或三个以上的单词，它们就永远也学不会，因为这超出了它们的短时记忆能力，也超出了它们对语法的理解和驾驭能力。研究发现，人的大脑左前区有一个称为“白洛嘉脑回”的区域，这个区域与语言有关。黑猩猩没有这样的脑区域，所以它们虽然能进行一些简单的交流，但不能够说话。可见，人类复杂语言能力的形成必然以大脑的发达为前提，认为语言和劳动一起推动猿脑过渡到人脑，这样的说法同样无异于说狗尾巴摇动了整只狗。当然，与劳动完善人手类似，人类一旦形成了语言能力，并且经常性地使用复杂的声音信息进行交流，那么语言就将进一步塑造和完善我们的发音器官和听觉器官。──那些口部构形适宜于发声的人、对语言信息能够听得真切的人将具有生存优势。但是，这同样是当我们的大脑足够发达，我们的大脑能够指挥我们的发音器官进行复杂的遣词造句之后的事情。而且必须强调的是，是语言本身而非人手的完善促进了人类喉头的发达。 那么我们为什么会变得聪明起来呢？以为古人类依靠打猎和捕鱼而得来的肉食来“进补”可以使大脑“更迅速更完善地发育起来”，这样的说法纯属无稽之谈。大脑的发达与吃肉实在没有一丁点儿联系。大脑对能量的品质非常挑剔，它对油腻的东西不感兴趣，但对葡萄糖却非常青睐。所以，吃不吃肉，大脑并不关心，只要有糖，它就很满足了。大脑对葡萄糖的需求直是贪得无厌，需要的时候即使对身体其它器官造成损害也在所不惜。──许多不吃早餐的人，饥饿感首先来自大脑，低血糖弄得我们似虚脱一般冷汗直冒，浑身无力。很显然，聪明的大脑将具有生存优势，对人来说如此，对四足的动物也是如此。但是，大脑的发达也有严重的副作用，大脑只占人体总质量的2%，但消耗着20%的能量。贪婪的大脑对我们的身体构成了严重的威胁，因为这意味着我们抗饥饿的能力大为减弱了──我们必须保证有比较稳定的食物来源，一旦我们不能及时补充食物，得不到能量，我们就将处于极大的危险之中。虽然，聪明的大脑意味着我们有能力学习更先进的技能并采取更优越的谋生之道，但有能力是一会事，现实又是另一会事，正如性能强大的电脑硬件只有配以先进的软件才能发挥作用一样，人脑的潜能要变成实在的能力也还需要一个较漫长的积累经验的过程。所以实际上，当人类的祖先刚刚获得聪明的大脑的时候，它们未必有什么生存优势，增大了的大脑反而是它们沉重的负担，而智慧的优势必定要随着时间的推移才能慢慢发挥出作用来。无论如何，我们的祖先毕竟还是获得了大容量的脑袋，它们变得聪明起来而且没有被自己聪明的大脑所击倒。它们是怎么做到这一点的呢？我们不得而知，这或许不过是进化中的偶然。古尔德认为，人类大容量的、聪明的大脑也许不过是在进化过程中某种功能性器官的“副产品”，就好比教堂的拱肩，其存在的目的原本是为了支撑整个大厦，但人们用来绘上一些宗教劝世字画，这也是可以的。也就是说，大容量的大脑早先并不是必要的，甚至是有害的，不过由于其它器官的进化和完善需要它存在，所以它才存在。古尔德的猜测不无道理，至少他的解释方案暗示了如下的事实：大脑的发达起先总是有害的，是不利于物种生存的。我的猜测要更简单一些：也许这些脑容量突然增大起来的家伙在最艰难困苦的时候，机缘凑巧地得到某个封闭的优越环境，从而获得了稳定的食物来源，这样它们就没有被自己贪婪的大脑所击倒。而这些聪明人一旦度过最困难的时期并站稳了脚跟，智慧的优势就显而易见了。在从森林来到大草原上之前，人科动物本来以采集为生，但草原上不像森林里有丰富的植物可供采集，于是它们开始变为猎手。在这样恶劣的环境中，只有聪明人能够卓有成效地扑杀猎物，也只有聪明人能够巧妙地躲避其它肉食动物的袭击。有了聪明的大脑，它们就进一步学会了劳动，并更进一步学会了语言，“它们”于是就变成了“他们”，而他们也从此变得不可战胜。劳动是一种技能而不是习性，这是很显然的。我们其实也可以说，一切动物都通过“劳动”而生存，只不过动物们惯于使用其天然的工具，如牙齿、爪子之类来进行“劳动”，而人类则开发了更高级的工具而已。人的劳动与动物的劳动没有什么太本质的区别，无非一个复杂一些，一个简单一些，仅此而已。无论采取什么劳动工具，天然的抑或人为的，高度发达的大脑总是具有某些生存优势。大自然物种万千，很多动物都有较强的思维能力，发达的大脑决非灵长类所独占。比如海豚，它们虽然没有人这么聪明，但也堪称智慧超群，它们甚至也发明了自己的“语言”，能够有效地进行信息的交流。可见，智慧的获得其实有各种各样的进化途径，各种各样不同的环境压力都有可能造就某一个聪明的物种。当然，考虑到发达的大脑所具有的不可避免的副作用，也有些动物会宁愿做个“笨蛋”，以避免大脑对能量的过度消耗。无论如何，海豚并不需要首先进行手和脚的分工，也并不需要首先养成劳动的习惯，它们一样在智力方面将其它海洋动物远远地抛在后面。所以，人类的出现实在不能归功于劳动。在长期不断恶化的艰难环境中，人类的祖先首先选择直立行走这样一种便捷的交通方式，接着选择运用智慧来解决谋生之道。智慧与劳动相伴随，发达的大脑催生出复杂的劳动工具和劳动技能；智慧也与语言能力相伴随，从而极大地提高我们相互交流信息的能力。随着那些正在形成中的人不断增长他们的智慧，他们变得越来越依赖劳动和语言来谋生，于是他们的手形就变得越来越适宜于劳动，它们嘴、喉的构造也变得越来越适宜于发声讲话。虽然劳动是人与动物的一个最基本的区别之一，但它只是表象，不是本质的区别。人猿之间的最根本的区别是思维能力的区别，而其它的区别，包括劳动能力的区别和语言能力的区别则都是这一区别的必然结果。人不是天生就选择劳动作为其谋生之道的，劳动是随着进化，随着大脑的发达才慢慢出现的。人的行为的变化是因为人的大脑发生了变化，而不是相反。人猿相揖别，自然选择是最终的法官；人，绝对不是从石头上磨出来的！我们当然不必厚责于恩格斯。至少，他的包括《劳动在从猿到人的转变中的作用》在内的《自然辩证法》全文，都还只是未曾公开发表的手稿。他的一些想法未必成熟，其中的一些论点或论据不够完善，甚至错误，这都是完全可以理解的，我们对他的一些结论原本也不必过于当真。问题是，我们现在不仅将恩格斯那些不成熟的想法变成了铅字，而且极尽顶礼膜拜之能事，这就只能说明，我们的思维真的过于僵化了。──但这不关恩格斯的事。 按照今天大多数人普遍接受的关于人类进化和迁移的理论，人类起源于非洲的热带森林，非洲是今天地球上所有人，也是已经灭绝了的所有人科动物的老巢。据考古学家推测，人类进化的步骤大致分4个阶段，分别为：南方古猿、能人、直立人和智人。首先，大约500到700万年前，环境的变化（非洲热带森林的退化）使古猿发生分化，一部分走出森林，活动在广袤的大草原上，它们成为第一批直立行走的人科动物──非洲南方古猿出现了，而那些继续留在丛林里的古猿至今依然生活在非洲，它们就是现在的非洲黑猩猩和矮黑猩猩。在以后的400多万年的时间里，非洲南方古猿一直是地球上占主导地位的人科动物。它们有几个分支，有的存续了100多万年，有的则只有几十万年，都能够直立行走。最著名的非洲南方古猿化石是1974年由唐纳德•约翰森带领的考古小组在埃塞俄比亚发现的318万年前的古猿化石，人们亲切地称之为露西小姐。露西小姐和她的同伴虽然直立行走，但大脑容量并不大，不会劳动，不会制造工具（也许能够制造一些非常简单的工具，工具的复杂程度应该可以和现在黑猩猩制造的工具相媲美），至少不以制造工具的劳动作为其主要的谋生之道。在很长一段时间，人们相信，直立行走促进大脑的发育──走出森林的古人类中，只有那些思考周详，能够制定复杂计划的人才得以生存。但这两者之间其实没有必然的联系，走出森林的南方古猿对智慧的需要并没有我们想象的那么紧要和迫切，它们没有聪明的大脑，但它们一样存活了很长的时间，在狮子、老虎这些凶猛的食肉动物环视之下卑微地生存了数百万年。大约200万年前，有一个种属的南方古猿虽然没有经过“劳动”的洗礼，但依然幸运地进化为能人。能人和南方古猿共同生活了约100万年，直到100多万年前，所有的南方古猿种属全部灭绝。能人看上去更像猿，而不是像人，但是大脑的绝对量比露西大50%。能人是第一个会使用石器工具──当然是十分简单的石器工具──的人科动物，但大脑的发达程度似乎还没有到能够说话的地步，所以它们没有语言能力。大约180万年前或者更晚些时候，从能人中分化出现更善于用脑的直立人。直立人和能人也同时存在了很长的时间，但他们比能人显然要能干得多，其大脑更发达得多。直立人第一个学会狩猎，使用火，制造石器工具，还第一个留下宿营的证据。直立人被认为是人猿之间的分界线，他们基本上已经属于真正解剖学意义上的“人”，他们的模样和我们几乎没什么区别，但他们的智力也许仅仅相当于我们婴儿的水平。直立人的头骨中包含有类似白洛嘉脑回的区域──一个主管语言的区域，这表明他们可能已经开始进行一些比较复杂的声音信息的交流。至于直立人到底是否能够说话，目前仍有争议，有些古人类学家认为，直立人的脑回无论大小还是复杂程度，仍不足以使他们学会说话。随着直立人的出现，能人慢慢地就灭绝了，而灭绝的原因我们仍不得而知。大约100多万年前，原本飘荡在南印度洋的非洲大陆与欧亚大陆相撞而连通起来，一些比较优秀的直立人藉此机会勇敢地离开非洲，走向世界各地。他们中的一部分后来变成了亚洲的爪哇人、北京人和欧洲的海德堡人（继而尼安德特人）。15万年前，地球正处于里斯冰期的结束期，地球表面平均温度比现在要低10℃左右。这时候，在非洲大陆发生了一件意义非常深远的大事。