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第一章
只是一个理论?

设想,你是一位讲授罗马史和拉丁语的老师,急于向学生们传授你对古代世界怀有的满腔热情——包括奥维德(Ovid)的挽歌、贺拉斯(Horace)的颂歌、西塞罗(Cicero)的雄辩中展示的强有力的拉丁语语法,布匿战争中的完美战术,尤利乌斯·恺撒(Juius Caesar)的为将之道和后代君王的骄奢淫逸。这将是一项大工程,耗时持久,需要专注和投入。但与此同时,你发现自己宝贵的时间不断地被人侵夺,你班上学生的注意力被分散到了别处——一群不学无术的人(作为拉丁文学者,你会用ignorami 这个词称呼他们)在大声嚷嚷。他们有强大的政治力和雄厚的财力作后盾,在迫切地、不遗余力地试图劝服你那些可怜的学生,告诉他们——罗马人不曾存在过,从来没有过什么“罗马帝国”。整个世界只存在于“鲜活的记忆之中”。西班牙语、意大利语、法语、葡萄牙语、加泰罗尼亚语、欧西坦语、罗曼什语——所有这些语言及其方言,都是各自独立地、自动发展而来的,它们没有所谓的祖先语言(如拉丁语)。这时候,你就不能再专注于做一名高雅的古典学者或教师了,你被迫分出宝贵的时间和精力,去防守后院,捍卫“罗马的确存在过”这一命题;对抗这种无知偏见的争辩,会令你精疲力竭、无暇他顾。如果争论尚有闲暇的话,你恐怕要大哭一场。

如果我幻想的这个“拉丁语教师”的例子太没有代表性,我再说个更现实的例子。假设,你是一位教近代历史的老师,但你关于“20世纪的欧洲”的讲座,被人联合抵制,遭到了强烈的质问;或遭到了“大屠杀否认者”的打断(他们组织上有条理、经济上充裕、政治上强大)。同我前面虚构的“罗马否认者”不同,“大屠杀否认者”是确实存在的。这些“否认者”非常聒噪,善于混淆视听,惯于作出博学的样子。他们至少受到某一当代强国的总统的支持,他们中还至少包括一名罗马天主教的大主教。设想,你作为一名教授欧洲历史的老师,要不断地面对这些好斗之徒,他们要求教师在课堂上讲授“争议”,要求“平等地”对待“另一种历史”——说大屠杀从未发生过,只不过是一群犹太复国主义者有预谋的杜撰。这时,顺应“潮流”的相对主义者插话说:没有绝对的真相,大屠杀的真实与否,完全是个人信念的事情;所有的观点都同样地确实,并应该得到同等的 “尊重”。

现在的科学教师,所处境况并没有好到哪里去。当科学教师尝试着详细解释生物学的主要思想和基本原理,忠实地将生命世界还原于历史背景中(这意味着进化)探索并解释生命的本质时,他们被不断地打扰、妨碍、欺侮,甚至面临着失去工作的威胁。最起码,每次他们的时间都会被浪费掉(一部分)。科学教师很可能收到来自学生父母的恐吓信,被迫忍受讽刺的嘲笑,并受到被洗脑的学生的近战围攻。他们还得用国家批准的教科书上课——这些书本被系统地删除了“进化”这个字眼,或者把“进化”改成了“随着时间推移而改变”。我们一度忍不住地笑说,这是美国的特有现象。但现在,英国和欧洲的老师,也面临着同样的境况。部分是由于受到美国影响,但更重要的原因是课堂上信伊斯兰教的学生日益增多——这一方面是受了官方委员会致力于“文化多元主义”的教唆,以及害怕人们认为学校有种族歧视。

经常有人说,高级神职人员和神学家对进化不持异议,此言不谬。不仅如此,在很多情况下,高级神职人员在这一方面积极支持科学家。这些通常都是实情,我通过切身的体验,了解到了这些情况。我曾两次与当时的英国圣公会牛津教区主教——现在的理查德·哈里斯(Richard Harries)大人进行过愉快的合作。2004年,我们曾在《星期日泰晤士报》(Sunday Times)上联合发表文章。文章末尾写道:“现在已经没有什么可争辩的了。从基督教的角度来看,进化是事实,是上帝最伟大的杰作之一。”这最后一句话是哈里斯写的。但我们对于文章的其余部分,都一致认同。两年前,我和哈里斯主教共同写了一封信给当时的首相托尼·布莱尔(Tony Blair)。信的内容如下:

尊敬的首相阁下:

我们以科学家和主教的名义,写信来表达我们对于盖茨黑德市(Gateshead)艾曼纽城市技术学院(Emmanuel City Technology College)的科学教学的担忧。

进化论是具有强大解释力的科学理论,能够在许多学科中解释说明广泛的现象。它可以被提炼、证实,甚至能被更重大的证据所改写。进化论并非像该学院发言人所主张的那样,可以和《圣经》记述的创世论归入同一范畴、处于信仰的位置,它有着(完全)不同的作用和目的。

问题并不仅仅是“一个学院现在教什么”这么简单。人们日渐担忧,在新一代的模范宗教学校里应该教什么、怎么教。我们认为,这些学校的课程,以及艾曼纽城市技术学院的课程,需要得到严格管理,从而使有关科学和宗教研究的各门学科得到恰如其分的尊重。

您真诚的

牛津主教理查德·哈里斯(The Rt Revd Richard Harries),皇家学会会员戴维·阿滕伯勒爵士(Sir David Attenborough),圣奥尔本斯主教克里斯托弗·赫伯特(The Rt Revd Christopher Herbert),英国皇家学会校长、牛津梅勋爵(Lord May of Oxford),皇家学会会员、体育局局长约翰·恩德比教授(John Enderby),赫里福德主教约翰·奥利弗(The Rt Revd John Oliver),伯明翰主教马克·桑特(The Rt Revd Mark Santer),自然历史博物馆主任尼尔·查默斯爵士(Sir Neil Chalmers),南华主教托马斯·巴特勒(The Rt Revd Thomas Butler),皇家学会会员、皇家天文学家马丁·里斯爵士(Sir Martin Rees),朴次茅斯主教肯尼斯·史蒂文森(The Rt Revd Kenneth Stevenson),皇家学会会员、皇家学会生物学秘书长帕特里克·贝特森教授(Patrick Bateson),朴次茅斯罗马天主教会主教克里斯潘·霍利斯(Crispian Hollis),皇家学会会员查德·绍斯伍德爵士(Sir Richard Southwood),体育局前局长、皇家学会会员弗朗西斯·格雷厄姆–史密斯爵士(Sir Francis Graham-Smith),皇家学会会员理查德·道金斯教授(Richard Dawkins)

我和哈里斯主教起草这封书信的时候很匆忙。现在回想起来,我们征集签名时,所找到的人百分之百地签署了这封信。无论是科学家还是主教,双方都没有提出异议。

坎特伯雷大主教(Archbishop of Canterbury)和教皇对进化都没有异议(但是教皇可能对于“在古生物的历程中,人类的灵魂是何时被注入体内的”这一问题,还有保留),受过教育的牧师和神学教授也是如此。这是一本有关“进化是事实”的正面证据的书。其意图并不是要反对宗教。我已经说了,反对宗教是另一件行头(T恤),不适合在这里穿。注意到进化之证据的主教和神学家,已经放弃了反对进化的无谓挣扎。有些人放弃得很勉强,而有些人(如理查德·哈里斯)则是积极主动地放弃的。除了那些闭目塞听的可怜人,所有人都被迫接受了进化的事实。他们也许会认为上帝着手推动了这一进程的开始,以后就不再指导它未来的发展。他们也许认为上帝首先创造出了宇宙,并在其诞生之时,致送了隆重的贺礼——一整套和谐的法则和物理常数,算好了要用来完成某些神秘莫测的目的,而我们人类在此过程中最终也会发挥作用。虽说思考透彻、理性的教会人员有的很勉强,有的比较乐意,但他们终究还是接受了进化的证据。

我们不应该自满地认为“因为主教和受过教育的神职人员接受了进化论,那么他们的信徒听众也是如此”。唉,正如我在附录里所“存照”的那样:来自民意调查的大量证据与此相反——超过40%的美国民众否认人类是从其他动物进化而来,并认为人类(暗示所有生命)是在过去的一万年中由上帝创造的。这个比例在英国没有这么高,但数值之大,也令人担心。此种现象应当引起科学家们的忧虑,也应当引起教会的忧虑。因此,这本书的出版是必要的。我将以“历史否认者”来指代进化的否定者。他们相信世界的历史只有几千年而非几十亿年;他们相信人类曾和恐龙生活在同一个时代。重申一遍,这些人占了美国人口的40%甚至更多。在其他国家,这类数据有高有低,40%是个较为接近实际的平均数,我将不时地用“四成人”来指称这些“历史否认者”。

我们再返过来说一说开明的主教和神学家——如果他们在谴责“反科学”的无稽之谈时,能够再稍微努力一点儿,那就好了。有许多布道士一边认同进化是真的,亚当和夏娃从不存在,一边愉快地走上讲坛,在布道中从道德或神学角度讲述亚当和夏娃,却从不提二者的虚妄——亚当和夏娃当然不曾存在过!如果遭受质疑,布道士会抗议说,自己讲的只是纯粹的“象征性”意义,也许是和“原罪”或纯真的“德性”有关的东西。他们也许会不太自然地说——显然,没有人会愚蠢到把他们的话按字面意思去理解。但是,布道士的信众们知道吗?坐在长椅上或跪在祈祷垫上的人们,要怎样才能知道经文的哪一段应该按照“字面意思”理解,哪一段又该按“象征性意思”去理解呢?对于没有受过教育的信众来说,这种猜测真的很容易么?大多数情况下,答案都是否定的,我们能体谅任何感到困惑的人。如果你不相信我的话,请看附录。

图1 “我还是要说,它只是一个理论。”

主教大人,请您仔细考虑。牧师,小心一点!你们正在玩火,正在和即将到来的误解携手共舞——可以说如果没有预先阻止,这类误解注定会产生。在公众场合讲话时,你们难道不应该更加注意言辞,是就是是,非就是非?为了免遭谴责,你们难道不应该站出来,反对已经极其广泛地存在着的大众误解,积极且热情地支持科学家和教师们吗?

本书也试图影响那些“历史否认者”。但也许更重要的是,我希望能武装那些本身不是“历史否认者”,但认识“历史否认者”(也许是他们的家人或教友)的人们——他们在同“历史否认者”争辩的时候,往往发现自己准备不足。

进化是事实。它超越了合理的、严肃的、理性的、全面的、明智的质疑;毫无疑问,进化是事实。进化的证据至少和大屠杀的证据一样强而有力(即使考虑到大屠杀有目击证人而进化没有)。实情很明显:我们是黑猩猩的亲戚、猴子的远亲、土豚和海牛的更远一点的亲戚,香蕉和芜青再远一点的亲戚——只要愿意,这清单可以一直列下去。进化倒不是说“非是真的不可”。它并非是不证自明地、同义反复地和显然地“正确的”。曾有一段时间,大多数人(甚至受过教育的人)都认为进化不是真的。它不是“非是真的不可”,但事实上,它是真的。我们明白这个,是因为日渐涌现的大量证据不断地支持它。“进化是一项事实”——本书将证明这一点。著名的科学家对此没有争议,不带偏见的读者读完本书后也不会质疑。

然而,为什么我们要把进化称为“达尔文进化理论”呢?这看起来为那些神创论信徒、历史否认者和“四成人”带来了虚假的安慰——在他们看来,“理论”一词是一种让步,是送给他们的某种“礼物”或“胜利”。

什么是“理论”?什么是“事实”?

只是一个理论?且让我们看一下“理论”到底意味着什么。《牛津英语词典》(Oxford English Dictionary)给出了两条释义(实际上有更多的释义,但只有两条和本主题相关)。

理论,释义1: 用来解释一系列现象或事实的一种纲领、思想体系或表述;经过观察和实验而被验证或确立的假说,被提出来或被接受以解释公认的事实;对人们视为普遍的规律、原则或所知、所见的事物的起因的一种表述。

理论,释义 2:作为解释而被提出的假设;因此,仅仅是假设、推测、猜想;关于事物的一个想法或一整套想法;个人观点或见解。

很明显,这两个释义之间有很大差别。对我的“进化理论之问”的简短回答是:科学家用的是释义1,而神创论者选的是释义2(也许是恶意的,也许是真诚的)。释义1的一个很好的例子是日心说,即地球和其他行星都围绕太阳公转这个理论。进化论完美地符合释义1。达尔文的生物进化理论的确是一种“纲领、思想体系或表述”。它确实解释了大量的“现象或事实”,是“经过观察和实验而被验证或确立的假说”;被通达之士普遍认可为“普遍的规律、原则或所知、所见的事物的起因的一种表述”。这当然与“仅仅是假设、推测、猜想”相差很大。科学家和神创论者在两种非常不同的意义上理解“理论”一词。而进化论和日心说这两种“理论”是同一意义的“理论”。二者都不需要如“只是一个理论”这般添加“只是”一词。

至于有人断言,进化从未得到过“证明”,我们只能说:科学家已经被“证明”这种意见“吓怕了”,被迫不去信任这一意见。有影响力的哲学家告诉我们,我们无法在科学上证明任何东西。数学家可以“证明”某些事物——根据某一严格的观点,数学家是唯一“能证明某种东西的人”。而科学家最多也就只能指出 自己已尽了最大的努力,但仍未证伪某事 。例如,甚至“月亮比太阳小”这样无可争辩的理论,也不能以令某些哲学家满意的方式(如证明勾股定理的方式)加以证明。然而,大量的证据如此强有力地支持着它,以至于除了书呆子学究之外,任何人否定其作为“事实”的地位,都会显得可笑。进化也是如此。进化是一项事实,正如巴黎是在北半球一样。“尽管诡辩家统治城镇” ,但是有些理论已经超越了“明智的质疑”的范围——我们将其称为“事实”。你越积极、越彻底地试图否定一个理论,如果该理论能幸运地经受住攻击而幸存下来,那么它就越靠近常识所乐于称为的“事实”。

我可以继续使用“理论第1释义”和“理论第2释义”,但是,数字不容易记,我需要替代的词语。我们已经有一个很好的词语可以替代“理论第2释义”——“假说”。每个人都知道,“假说”是有待证实的初步想法。现在的进化已经摆脱了这种“试验性”,尽管在达尔文时代它还背着“试验性”的重负。“理论第1释义”更难找到替代词汇。如果就当“第2释义”不存在,那是最好的,直接使用“理论”一词将简单明了;因为我们已经有了“假说”一词,所以“第2释义”的存在令人困惑,非常多余。不幸的是,人们已广泛使用“理论”的第2释义,我们却不能立法加以禁止。因此,我打算在相当的、可原谅的自由度内,借鉴数学术语“定理”一词,来指代释义1。正如我们所见,事实上可能借用错了。但是我认为借用带来的好处将压倒造成困惑的风险。为了向被冒犯的数学家示好,我将把theorem(定理)的拼写改成theorum(定理’) 。首先,让我解释一下对“数学定理”这一定义的严格使用,同时澄清我先前的声明——严格来讲,只有数学家有资格来证明某一事物(律师尽管高薪且自负,但他们没有这种资格)。

对于数学家来说,“证明”就是一种逻辑论证,其结论是由公理必然地推导出来的。如果我们采用欧式几何公理,如平行直线永不相交,那么勾股定理就必然是正确的。因此,测量几千个直角三角形,试图找出一个三角形推翻勾股定理,可以说是浪费时间。毕达哥拉斯学派证明了这一定理,并且任何人都能作出证明。那么这一定理就是正确的,到此为止了。数学家利用“证明”这一理念,区分开了“猜想”和“定理”,这和《牛津英语词典》对“理论”两个释义的划分有表面的相似之处。“猜想”是一个看似正确,但从未得到证明的“命题”。当它被证实以后,就会变成定理。一个著名的例子即“哥德巴赫猜想”,它声称任何大于2的偶数都可以表示为两个素数之和。数学家们用大至3 000万亿亿的全部偶数去验证,也没能推翻它。因此常识会乐于称之为“哥德巴赫事实”。然而尽管悬赏的奖金丰厚,哥德巴赫猜想却从未得到过证明,数学家们也恰当地拒绝让它坐上“定理”的宝座。如果有人作出了证明,那么“哥德巴赫猜想”将会变成“哥德巴赫定理”,或者也许是“某某定理”。“某某”即那个作出证明的聪慧数学家。

美国天文学家卡尔·萨根(Carl Sagan)借用“哥德巴赫猜想”,来讽刺那些声称被外星人绑架的人。

很偶然地,我收到了一封信,写信者和外星人有“联系”。他们邀请我“向他们询问任何事情”。这么些年来,我已经准备好了一个问题小清单。记住,外星人很先进。所以,我问的问题有,“请简短证明费马大定理,或哥德巴赫猜想”……但我从来没有得到过任何答案。另一方面,如果我问些如“我们是否应该友好相处”之类的问题,就几乎总是能得到答案。任何含糊,特别是涉及传统的道德判断的问题,这些外星人都非常乐意作出回应。但是问到具体的事情,可以测试他们 实际所知 是否超过大多数人类所知的事物,结果只得到无声的沉默。

费马大定理和哥德巴赫猜想一样,是一个关于数字的命题,尚无人找出例外情况。1637年,皮埃尔·德·费马(Pierre de Fermat)在一本古老的数学书的边缘写道:“(对此)我有一个真正了不起的证明……这个页边空白太窄了,写不下。”从此以后,证明这个定理一直是数学家苦苦寻求的一种“圣杯”。英国数学家安德鲁·怀尔斯(Andrew Wiles)最终于1995年证明了费马大定理。在此之前,一些数学家认为,它应该被称为一个“猜想”。鉴于怀尔斯的成功证明冗长而且复杂,并且是基于20世纪的先进方法和知识,所以,大多数数学家认为,(说实话)费马声称自己已经证明了这一定理,是搞错了。我讲这个故事,只是为了说明“猜想”和“定理”之间的差异。

正如我所说,我借用数学家的术语theorem(定理),但是拼写为theorum(定理’)以区别于数学定理。进化论或日心说这类科学定理’是符合《牛津英语词典》“第1释义”的理论。

[它是]经过观察和实验而被验证或确立的假说,被提出来或被接受以解释公认的事实;[它是]对人们视为普遍的规律、原则或所知、所见的事物的起因的一种表述。

人们无法用证明数学定理的方式,证明一项科学定理’,但是,常识仍将后者视为一项事实;在同样意义上,“地球是圆的,不是平的”这种理论是一个事实,绿色植物从太阳获得能量的理论,也是一个事实。上面这些都是科学定理’:能够为巨大数量的证据所支持,被一切有教养的观察者所接受,是通常意义上的无可争议的 事实 。在处理任何 事实 的时候,如果我们冥顽不化,那么无可否认的是,我们的测量工具、我们解读事实的感觉器官,都可能仅仅是一个巨大骗局的受害者。正如罗素所说:“我们都可能是在5分钟之前才开始存在的——只要我们在5分钟之前被灌入了现成的记忆、袜子被磨出了破洞、头发被做成了需要修剪的样子。” 罔顾现有的证据,而论断“进化绝对不是一个事实” 需要造物主做出一场相似的骗局,而有神论者中,很少有人会采信这种观点。

现在,我们要查一下字典对“事实”的定义。下面是《牛津英语词典》所说的(词典里还有许多释义,但这是相关的那一条):

事实: 真的发生的或实际上如此的事物;肯定具有为人所知的性质的事物;即一个因实际观察或可信的证词而为人所知的具体真相,相对于仅仅是推断、猜想或虚构的事物;经验数据,和基于它可能得出的结论相区别。

请注意,如同科学定理,“事实”在这个意义上并没有和“已得证的数学定理”一样拥有严格地位(数学定理是由几个公理不可阻遏地推理出来的)。此外,“实际观察或可信的证词”也会犯可怕的错误,并且会在法庭上被高估。心理学实验已经提供给我们一些惊人的示范,这应该引起所有 倾向于优先考虑“目击”证据的法官 的担忧。心理学家丹尼尔·J·西蒙斯(Daniel J. Simons)教授在伊利诺伊大学做过一个著名试验。在一段时长25秒的影片里,站成一圈的6个年轻人彼此传递两个篮球。而我们观众作为实验对象观看影片。在传球、拍球的时候,球员们在圈里进进出出并改变位置,因此现场相当复杂。在看电影之前,我们被告知要执行一项小任务,来测试我们的观察能力——我们必须数出篮球从一个人传到另一个人的总次数。在测试结束后,把结果正式写下来。但是——没有观众知道——这是声东击西,并不是真正的考验!

在放映了影片和收集了计数结果之后,实验者扔下了他的重磅炸弹——你们中有多少人看到了大猩猩?大部分观众顿时莫名其妙,脸上一片迷茫。然后,实验者重新播放了影片,但这一次则告诉观众——他们不需要数出任何数字,只须轻松观看。令人惊讶的是,影片里有整整9秒的时间,一个穿着大猩猩套装的人,漫不经心地逛到球员围成的圆圈中心,停下来面对镜头,捶击胸口,似乎在挑衅地轻蔑那些目击证据。然后他与先前一样,若无其事地慢步走开(请看彩页8)。大猩猩出现在人们视野中整整9秒——超过影片时长的1/3!然而大多数观众表示“完全没有见到”。他们会在法庭上发誓,说没有出现一个穿着大猩猩套装的人。他们会发誓,在全部的25秒钟内,他们已经以超乎平常的敏锐注意力进行观察(因为他们在数篮球传递的次数)。人们沿着这种思路,实施了许多实验,得出的结果与此相似。当观众最后面对真相时,其目瞪口呆的怀疑反应,在各个实验中也相似。目击证据、“真实的观察”、“经验数据”——所有都是(或至少可能是)完全不可靠的。当然,正是观察者的这种不可靠,舞台上的魔术师才能充分利用他们刻意的“分散注意力的技术”,来表演魔术。

字典里对“事实”的定义提到“ 实际观察 或可信的证词,相对于 仅仅是推断的事物 ”。用“仅仅”这个表示轻蔑的词,是有点妄自尊大了。事实上, 严谨的推理 可以比 实际观察 更可靠,但是我们的直觉强烈地反对这一点。当我被告知自己未能看到西蒙斯的大猩猩时,我自己是大吃了一惊,并坦言不敢相信它真的曾在那里出现过。在第二次观看影片后,正所谓吃一堑长一智,我应该再也不会被诱惑而无意识地作出有偏见的目击证词,认为它强过间接的科学推理。在所有的陪审团成员退庭考虑判决之前,都应该看看这部大猩猩影片,或其他类似的演示。所有的法官也应该看。

诚然,我们的推断一定要最终依靠感觉器官的观测。例如,我们要用眼睛去观察DNA(脱氧核糖核酸)测序机或大型强子对撞机的打印输出结果。但是,同我们的直觉相反的是:对某一可疑事件(如谋杀)的直接观察的可靠程度, 不一定高于 (符合证据推理链的)某一项间接观察(如一道血痕里的DNA)的可靠程度。 搞错嫌犯身份 更可能是由于直接目击证词(的错误),而非来源于DNA证据的间接推断。此外,顺便说一下,由于来自DNA的新证据的出现,有大量曾因目击证词被错判有罪的人,得以无罪释放(有时是若干年后)。仅在得克萨斯州,自从DNA证据可以作为呈堂证供之后,就有35个被控有罪的人被证明无罪。而这仅仅是那些仍然活着的人。鉴于得克萨斯州政府偏爱执行死刑[乔治·W·布什(George W. Bush)在担任州长的6年内,平均每两周就签署一次死刑批准令],我们不得不推测,如果DNA证据能够及时地为他们所用,被执行了死刑的人中,将有相当数量的人会被证明无罪。

这本书将严肃看待推理——不是单纯的推理,而是正确的科学推理。并且,我将用不可辩驳的推理,表明“进化是一个事实”。显然,我们无法直接目击绝大多数的“进化改变”。“进化改变”大多数发生在我们出生之前,并且通常在任何情况下,都发生得极其缓慢,以至于在人的一生中都看不出这种变化。这同样适用于非洲大陆和南美洲大陆正不断发生的大陆板块漂移和分离,正如我们将在第九章中看到的,这种“分离”对我们来说太缓慢了,我们根本注意不到。研究进化和大陆漂移这类事件的时候,我们所能凭借的,就是事件发生之后的推论,原因很明显——我们是在事件发生后才出世的。但是请丝毫不要低估这种推论的说服力。现在, 南美洲和非洲的缓慢漂移和分离 已是普通语义上的“事实”。 我们和豪猪、石榴拥有共同祖先 这一“事实”也是如此。

我们类似于在犯罪事件发生后,来到现场的侦探。凶手的行为已经成为“历史”——看不到了。侦探不可能亲眼目睹实际犯罪。无论如何,大猩猩实验和其他同类实验,已经教导我们不要相信自己的眼睛。侦探所拥有的,就是遗留下的蛛丝马迹,那里有大量的东西值得相信。有脚印、指纹(时下也有DNA指纹)、血迹、信件、日记。造成世界目前这种面貌的,正是 这些事物和这些历史 ,而非另外的事物和另外一种历史。

正如许多历史实例所呈现的那样,“理论”的两个字典释义之间的区别,并非不可逾越的鸿沟。科学史上,theorums(定理’)在开始的时候往往是“纯粹”的假说。就像大陆漂移理论,一种思想在向着“定理’”或“不争的事实”这种地位艰难地一步一步前进时,甚至可能在起步时就深陷泥潭,广被嘲笑。这不是一个哲学难点。当然,人们过去曾普遍认可的一些信念已经被决定性地证伪了,但是,这一事实并不意味着,我们必须担心未来的证据将总是推翻我们目前的信念。除开其他因素,我们目前信念的“脆弱性”,取决于它们的证据有多强大。人们过去认为太阳比地球小,是因为他们的证据不足。现在我们用前所未有的证据,确切地表明了太阳比地球大得多。并且我们完全可以相信,这方面的证据将永远不会被取代——这不是一个迄今为止尚未被证伪的试验性假说。我们目前对很多事情的信念可能会被推翻,但我们完全可以充满信心地列一张单子,写出永远不会被推翻的确定事实。“进化”和“日心说”可能曾经不在其列,但现在它们已经位列其中了。

生物学家经常区别开“进化的事实”(众生皆兄弟,都是堂/表亲)和“关于进化的推动力的理论”(通常指自然选择,也许和争鸣性理论——拉马克 的“用进废退”、“获得性遗传”理论相对比)。但达尔文本人认为两者都是试验性、假设性和猜想性的“理论”。这是因为,在那个年代,拥有的证据还不是非常令人信服,有名望的科学家仍然有可能怀疑进化论和自然选择。如今,已不再有可能对进化论本身提出异议,它已经成熟并成为一个理论(或显然得到支持的事实)——但是,自然选择是进化的主要驱动力这一点仍可以商榷。

达尔文在他的自传中解释,1838年,他是如何以阅读马尔萨斯(Malthus)的《人口论》(On Population)为乐 ,并且从中得到自然选择的灵感:“在这里,然后我终于得到了可行的工作原理。”对于达尔文而言, 自然选择 是一个假说,它可能是正确的,也可能是错误的;达尔文认为 进化 本身也是如此。现在被我们称为“事实”的进化,在1838年是一个有待搜集证据的假说。到了达尔文发表《物种源始》的1859年,他已经积累了足够的证据,把进化本身(不是自然选择)向“事实”的地位推进了很长的一段路。实际上,正是从假说到事实的提升,占据了达尔文巨著的大部分篇幅。这种提升仍在继续,今天,严肃的人们已不再对此有任何质疑。科学家至少非正式地称进化为事实。所有著名的生物学家都同意“自然选择是进化最重要的推动力之一”(某些生物学家比其他人有更多的主张,认为这不是唯一的推动力)。即使自然选择不是进化唯一的推动力,我也尚未见到过一位严肃的生物学家,能够提出一个替代理论,取代 以适应性进化(向着积极改进的演化)为巨大推力的自然选择理论。

在这本书的其余部分,我将证明,进化是一个不可避免的事实,并颂扬其惊人的力量、简洁和美妙。进化和我们同在——在我们内部、在我们身边、在我们之间;它的工作成就嵌在万古的岩石中。在大多数情况下,我们不能活足够长的时间,去察觉正发生在我们眼皮底下的进化。有鉴于此,我们应重新审视“在事件发生后,来到案发现场并作出推理的侦探”这一比喻。推理可以帮助科学家解读进化,这要比曾在任何时代的任何法庭为犯罪定罪的目击报告还要多,还要有说服力,更无可争议。超越合理的怀疑?合理的怀疑?这样说就太低估进化了。 99wcTeI4q/Kl25mYnVvgrnzd4uf+dBaBjBeibI3EFZIN4NQhRzrbnfswiOuii+7X



第二章
狗、牛和白菜

为什么经历了这么漫长的时间,才有一位“达尔文”抵达现场?是什么延迟了人类领悟这个简单明了的思想?从表面上看,领会达尔文思想比领会牛顿早其两百年提出的数学思想要容易得多——或者其实是两千年前阿基米德提出的?人们为这种延迟找出了很多可能的理由。也许人们的头脑被发生“这等巨变”所要花费的绝对时间吓住了,被我们现在所说地质的深邃时间 和人的寿命之间的悬殊差别吓住了,被他们所试图理解的含义吓住了。也许是宗教的洗脑令使我们倒退了。也许是生物器官(如眼睛)令人生畏的复杂性,给人们以“它们似乎是由工艺大师设计的”这种欺骗性假象。这些因素可能都起到了作用。但是伟大且长寿的新达尔文主义综合论者恩斯特·迈尔(Ernst Mayr,2005年去世,享年100岁)多次提出了一个不同于上述猜测的怀疑。在迈尔看来,“罪犯”是现代名为“本质论”(essentialism)的古代哲学学说。“进化”的发现是被柏拉图的“死亡之手”(the dead hand of Plato)耽误了。

柏拉图的流毒贻害(死亡之手)

对柏拉图来说,我们自认为看到的“事实”只是燃烧跳动的篝火投射到洞穴墙壁上的影子。柏拉图如其他希腊古典思想家一样,内心深处是一位几何学者。他认为每一个画在沙地上的三角形,都只是“本质三角形”的不完美投影。本质三角形的边,都是纯粹的欧几里得式线条——有长度,但没有宽度,被定义为无限窄,且平行时不相交。本质三角形的内角和,确实等于两个直角的和,丝毫不差。画在沙地上的三角形则并非如此,但是沙地上的三角形对于柏拉图来说,只是理想的本质三角形的不稳定投影。

根据迈尔的说法,生物学深受其自身版本的“本质论”困扰。“生物本质论”在看待貘、兔子、穿山甲和单峰骆驼时,就仿佛它们是三角形、菱形、抛物线或十二面体。我们看到的兔子,是完美的“本质兔子”的苍白投影。那只完美的、本质性的柏拉图式兔子(以及所有完美的几何图形)就高悬在理想空间的某处。有血有肉的兔子可能会因变化而有所不同,但是它们的变异总被看作是从“完美兔性”(the ideal essence of rabbit)的偏差。

这幅图景是多么彻底地背离进化啊!柏拉图主义者将兔子的任何变化,都视为对“本质兔”的散乱偏离,并且,总是有抗拒变化的阻力——仿佛所有真正的兔子和天上的“本质兔”都被无形的松紧绳拴在了一起。生命进化的观点则与此完全相反——后代可以无限地脱离他们祖先的存在形式,并且每一次背离,都会成为未来变种的潜在祖先。甚至,达尔文“通过自然选择的进化”的共同发现者阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士(Alfred Russel Wallace)干脆把自己的论文命名为《论变种无限地偏离原始类型的倾向》。

如果有“标准兔”(standard rabbit),这个桂冠也仅仅表示一群真实、乱窜、跳跃、多变的兔子的钟形分布的中心,而且这个分布随着时间而变化。随着世代传承,将有可能逐渐出现一个不明确的时间点,在这个点,我们所说的兔子的“常态”会偏离得很远,以至于需要一个不同的名字来命名它们。没有什么永恒的“兔性”(rabbitiness),也没有什么高悬在天空的“本质兔”,只有一群群毛茸茸的、长耳的、食粪的、胡须颤动的个体,在大小、形状、颜色和癖好方面,呈现某种统计分布。旧分布中偏在一隅的长耳兔,也许会发现自己在后来的地质时期成了新分布的中心。假定兔子的世代有足够庞大的代数,其祖先和后代的分布甚至会没有交集:祖先拥有的最长的耳朵,可能比后代中最短的耳朵还要短。正如另一位希腊哲学家赫拉克利特(Heraclitus)所说:事无定事,万物皆流。一亿年之后,我们可能很难相信后代动物曾有过“兔子”这种祖先;然而在进化过程中,种群中的主要类型与其上一代的典型类型和其下一代的典型类型之间,差别都不大。这种思想方式被迈尔称为“群体思想”(population thinking)。在迈尔看来,“群体思想”是本质论的对立面。根据迈尔的说法,达尔文之所以迟至这么不合理的时代才出现,是因为我们所有人(无论是因为受希腊哲学的影响还是其他原因)都已把“本质论”刻进了我们的思想DNA中。

对于局限在柏拉图式视野里的思想而言,一只兔子就是一只兔子,就是一只兔子而已。要提出“兔类是由统计平均物构成的浮云般的东西”,或者“今天的典型兔子可能不同于100万年前(或100万年后)的典型兔子”——这似乎违反了圈内禁忌。事实上,研究语言发展的心理学家告诉我们,儿童是天生的本质主义者。也许,儿童必须是本质主义者,才能够保持心智正常,用他们正在发展中的心智将东西分门别类,并赋予每一类别一个独特的名称。难怪在《创世记》的神话中,亚当的第一个任务就是为所有动物命名。

在迈尔看来,难怪人类要一直要等到19世纪,才等到了我们的达尔文。为了比较夸张地描述进化论是多么的“反本质论”,请做如下思考:在“群体思想”的进化观点中,每种动物都和另一种动物相联系,比如兔子和豹子通过一连串的中间型动物相联系——这些中间型动物的每一个都和紧挨它的另一个非常相似,以至于每一环都能和链中的“邻居”交配并生出可育的后代。这个观点最全面地违反了本质论的禁忌,并且它并不是一些局限于想象的、模糊的思想实验。按进化观点,的确存在一系列中间型动物,能把兔子和豹子联系起来——每一只都曾经生存和呼吸,在长长的、变动的连续统中,每一只都恰好地与其邻居一起归入同一个物种。事实上,系列中的每只个体都是上边邻居的后代,是下边邻居的亲代。然而,整个系列构成了从兔子到豹子的连续性桥梁——虽然后面我们将看到,从来都没有“兔豹”这种动物。从兔子到袋熊,从豹子到龙虾,从一个动物(或植物)到其他任何的动物(或植物)都有着相似的桥梁。也许你已经自己推出了 为什么按这个进化性的世界观,必然产生这个惊人的结果 ,但还是让我一吐为快吧!我将把这称为“发夹弯思想实验”(hairpin thought experiment)。

以一只兔子——任意一只雌兔为例(任意地坚持使用雌性是为了方便,这不会影响我们的论证),把它的母亲紧挨着放在它旁边,祖母放在母亲的旁边,如此等等。时光回溯、回溯,回到亿万年前,构成了一条由雌兔组成的、似乎没有尽头的队列,每一只雌兔都被它的母亲和女儿夹在中间。我们沿着这条兔子队列,回溯时间,像将军阅兵一样,仔细检阅。随着我们的回溯,我们最终会发现,眼前经过的古代兔和我们现在所熟悉的现代兔已有稍微的不同。但变化的速度是如此缓慢,以至于我们将不会注意到代际中的变化趋势。正如我们看不到手表上时针的走动,正如我们看不到一名儿童的成长——我们只能看到,后来他已经变成了一个少年,再往后成了一名成人。为什么我们注意不到从一代兔子到另一代兔子的变化?另外一个原因是,在任何100年中,当前兔子种群内的变异通常都大于母亲和女儿之间的变异。因此,如果我们试图通过比较母亲与女儿,或祖母与母亲,来辨别“时间之手”的运动,那么我们所能见的如此细微的差别,将会被跳跃在草地周围的兔子的朋友和亲戚所淹没。

然而,当我们不知不觉地从时间通道持续回溯时,我们应该会遇到外表越来越不像兔子,而越来越像鼩鼱 (也不是非常像)的祖先。它们是我称之为“发夹弯”的生物中的一类,其原因很明显,我接下来就会说明。这种动物是兔子和豹子最晚近的共同祖先(母系的,但是这并不重要)。我们不知道它的确切模样,但是遵循进化论,它肯定存在。正如所有的动物那样,它是和它的女儿和母亲同一物种的成员。我们现在继续漫步,只是让“发夹”拐了一个弯,朝着时间前进的正方向走,以豹子为目标(在“发夹弯动物”许多不同的后裔中,我们将不断遇到岔路,这时我们一致选择最终能抵达豹子的那些岔路)。在我们前行的道路上,每只“鼩鼱”一样的动物身后都跟着它的女儿。慢慢地,不知不觉中,“鼩鼱”们会经历中间型动物的阶段而发生变化。这些中间型动物也许和任何现代动物都不相像,但是彼此之间则很相似,也许经历了模糊地类似白鼬的中间型动物,直到最终,在我们还没有注意到任何形式的突变的时候,我们就抵达了豹子。

关于这个思想实验,有几个方面必须说一下。首先,我们碰巧选择了从兔子到豹子的路径。但我要重申,我们也可以选择从豪猪到海豚、从袋鼠到长颈鹿,或从人到黑线鳕。重点是,任何两种动物之间都可以由一个“发夹路径”联系起来。这是由于一个简单的原因:每个物种都和其他物种共有一个祖先。我们需要做的,就是从一个物种向后回溯,走到那个共同的祖先,然后转过一个发夹弯,向前走到其他物种。

其次,请注意,我们只是在谈论关于如何定位一个动物链,把一个现代动物连线到另一个现代动物。我们绝对没有把兔子演化成豹子。我想你可以说,我们在“反向进化”回到“发夹弯动物”,然后从这里“正向进化”成豹子。不幸的是,在后面章节中我们会看到,我们必须一遍又一遍地解释,现代物种不会演变成其他的现代物种——它们只是有共同的祖先,它们是堂兄弟而已。我们应当看到,这些解释同时也回答了那令人心烦的常见抱怨——“如果人类是从黑猩猩进化来的,为何周围仍有黑猩猩?”

再次,在从“发夹弯动物”向前进化的过程中,我们随意选择了能到达豹子的路径。这是进化史上的一条真实路径,但要重复的重点是,我们选择性地忽略了众多的分岔点。而我们本可以遵循着这些分岔点,演变出无数的其他终点——因为“发夹弯动物”不仅是兔子和豹子的远祖,也是大部分现代哺乳动物的远祖。

最后,我已经强调过的是,虽然处于发夹两端的兔子和豹子有根本且广泛的差异,但是沿着这条链联系它们的每一步都非常微小。沿着这条链的每一只个体,都和它链中的邻居相似,正如母女间应有的相似。像我也曾提到的那样,链中比邻的母女比起周围种群的典型成员,要更加相似。

你可以看到,这个思想实验是如何驱动着马和马车,穿越了供奉着“柏拉图式理想型”的优雅的希腊神庙。你可以看到,如果迈尔的“人类已经被本质论深深地先入为主了”这一观点是正确的,那么他对于“为什么历史上我们发现进化如此难以消化”的想法,也很可能是正确的。

“本质论”一词本身直到1945年才发明出来,所以达尔文当时是无法使用这个词的。但达尔文对以“物种不变性”(immutability of species)形式存在的生物学版本质论,实在是太熟悉了,并且他的很多努力都是在集中火力打击“物种不变性”。事实上,在达尔文的一些著作中(其他著作所包含的要比《物种源始》来得多)你会完全明白他大概写的是什么——只要你能摆脱现代对进化的先入之见,记住达尔文的很大一部分读者将是“从未怀疑过物种不变性的本质论者”。达尔文在反对这种被信以为真的“不变性”时,有一个最具说服力的武器,那就是来自驯化的证据。也正是驯化,将占据本章的其余部分。

雕刻基因库

达尔文有大量关于动植物育种的知识。他会和养鸽人以及农艺师亲切交谈,也喜欢狗 。《物种源始》第一章讲的都是家养的动植物品种,不仅如此,达尔文还就此主题写了一整本书——《动物和植物在家养下的变异》(The Variation of Animals and Plants under Domestication),书中各章分别论述了狗、猫、马、驴、猪、牛、绵羊和山羊、兔、鸽子(占两章的篇幅,因为达尔文偏爱鸽子)、鸡,以及其他各种鸟类、植物,包括令人吃惊的大白菜。大白菜这种蔬菜,公然冒犯了本质论和物种不变性。野白菜(Brassica oleracea)是一种平凡的植物,看起来依稀像是家养白菜的瘦弱的“杂草版”。在短短的几百年中,农艺师们使用“选择性育种技术工具箱”中所装配的或精细或粗糙的刻刀,已经把相当普通的植物雕塑成和野生祖先大不相同、彼此间也有惊人差别的各种蔬菜,如西兰花、花椰菜、大头菜、甘蓝、抱子甘蓝、青菜、罗马花椰菜(romanescu)。当然,各种蔬菜仍然俗称白菜(cabbage)。

另一个常见的例子是狼(Canis lupus),它被“雕刻”成了两百多种家犬(Canis familiaris)。英国养犬俱乐部(the UK Kennel Club)认为这些品种是独立的,并且大量的品种受到谱系育种中“类似种族隔离的规则”的影响,彼此间在遗传上是隔离的。

顺便说一下,所有家犬的野生祖先似乎真的是狼,且仅仅是狼(虽然它的驯化可能分别发生在世界上不同的地方)。但进化论者并不是一直这样认为的。达尔文和他的许多同代人,都曾推测数种野生犬科动物(包括狼、豺)为家犬的祖系作出了贡献。诺贝尔奖得主、奥地利动物行为学家康拉德·洛伦兹(Konrad Lorenz)也持有相同的看法。他在1949年出版的著作《狗的世家》(Man Meets Dog)中推动了以下观念的发展:家养的犬种分属两大类,一类来源于豺(大多数),另一类来源于狼(洛伦兹自己的最爱,也包括松狮犬)。洛伦兹似乎根本没有证据来证明他的二分法,凭借的只有他认为自己所见的 不同品种在个性和特征方面的差异 。此事一直没有定论,直到分子遗传证据的出现,才解决了问题。现在已经没有疑问了——家犬的祖先根本不是豺。所有品种的狗,都是经过改变的狼,而不是豺、郊狼或狐狸。

对于驯化,我想引出的要点是 它改变野生动物形状和行为的惊人力量,以及同样惊人的改变速度 。育种家几乎像是泥塑师,有用不完的、可揉捏的黏土;或者像是挥舞着刻刀的雕刻家,一时兴起就能雕刻出狗、马、牛或白菜。我稍后将再回顾这一场景。与自然进化相关联的是:虽然(驯化)选择者是人类而非自然,但在其他方面,该过程与自然进化完全相同。这也是达尔文为什么会在《物种源始》的开篇突出强调驯化的原因。任何人都可以通过 人工选择 理解进化的原理。通过 自然选择 也同样可以—— 自然选择 只是变动了一个小小的细节。

严格地说,育种家/雕塑家雕刻的不是狗或白菜的身体或形态,而是品种或物种的基因库。“基因库”的概念,在名为“新达尔文主义综合论”的知识体系中,居于中心。达尔文对它闻所未闻。“基因库”不是达尔文智识世界的一部分,其实基因也不是。达尔文当然知道特征会在家族中传递,也意识到后代往往像他们的父母和兄弟姐妹;知道有着特定特征的狗和鸽子品种是纯正繁殖的。“遗传”是其自然选择理论的中心板块之一,但“基因库”则是另外一回事。只在孟德尔的遗传微粒独立分配律和自由组合律的光芒之下,基因库的概念才有意义。尽管奥地利修士、遗传学之父乔治·孟德尔(Gregor Mendel)是达尔文的同代人,但达尔文始终都不知道孟德尔的定律。孟德尔在一家德语期刊上发表了自己的发现,但达尔文从来没有读到过。

孟德尔概念的基因是一种“要么完全表现,要么完全不表现的实体”。在被孕育的时候,你从父方遗传到的东西和你从母方遗传到的东西,并不是像红蓝颜料那样,混合而得到紫色。如果这“颜料混合”是遗传起作用的实际方式(这是达尔文时代人们的模糊想法),我们全部人将会是中等的平均体,是我们父母的折中。在这种情况下,所有的变异会在种群中迅速消失(无论你如何勤奋地混合紫色颜料和紫色颜料,你永远都不能还原出原来的红色和蓝色)。当然,事实上,任何人都可以清楚地看到,种群中的变异并没有这样内在减少的倾向。孟德尔(定律)表明,这是因为当 父亲的基因 母亲的基因 在一个孩子身上结合时并不像是颜料的混合,而更像是一副扑克的洗牌和重新发牌(他当时没有使用“基因”这个词,“基因”一词直到1909年才被造出来)。如今,我们知道基因是各种长度的DNA密码,并不像扑克那样在物理上是独立的,但上述原则仍然有效。基因不融合,它们随机地“洗牌”。你可以说它们被洗得很糟,因为在碰巧有机会把它们拆开之前,经过几代人洗牌的扑克组合,在洗牌时仍然会互相黏在一起。

你的任何一个卵子(如果你是男性则是精子)所包含的具体基因,都或者是你父亲版本的,或者是你母亲版本的基因,而不是两者的融合。这特定基因来自你四位祖父母的其中一位,并且只来自这一位。同样来自你的八位曾祖父母中的一位,且只来自这一位。

事后诸葛亮会说:这些都应该是显而易见的。男女结合,你会期望得到一个儿子或女儿,而不是阴阳人 。事后诸葛亮们还说:关于每一个性状的遗传,任何悠闲自在的人,都可以总结出这个 要么完全表现,要么完全不表现的原则 。有趣的是,达尔文本人正隐约地要意识到这一点,但他停止了,功亏一篑,没有得到完整的联系。1866年,他在给华莱士的一封信中写道:

我亲爱的华莱士, 我觉得你还不明白我所说的某些品种“不混合”的意思。它并不是指不育。下面将以实例进行解释。我把香豌豆(the Painted Lady)和紫色甜豌豆(Purple sweet peas)进行杂交。它们是颜色各异的品种,但我甚至在同一个豆荚中,得到了两个品种的豆粒,而没有(两个品种的)中间物。我应该考虑到,这种事情,最初必定是由你的蝴蝶引起的……虽然这些情况看起来是如此美妙,但我不认为它们比世界上的每个雌性都独立生出完全的雄性或雌性后代更有意义。

达尔文差一点就发现了我们现在所称的“孟德尔基因分离定律”(基因一词是我们现在的说法)。 这个情况类似于各种愤愤不平的争辩家的说法——他们声称,早在达尔文发现自然选择之前,维多利亚时代的其他科学家就已经发现了自然选择——如帕特里克·马修(Patrick Matthew)和爱德华·布莱斯(Edward Blyth)。达尔文也承认,这从某种意义上说是事实。但我认为,有证据表明,那些科学家根本不明白自然选择是多么重要。与达尔文、华莱士不同,他们并没有把自然选择看作具有普遍意义的一般性现象,没有看到它有力量驱动所有生物向正面改良方向演变。同样,这封写给本·华莱士的信表明,达尔文差点就成功得出基因分离定律了。但是达尔文并没有看到现象的普遍性,尤其是他并没有把它当成“为什么变异不会在种群里自动消失”这个谜题的答案。这个(问题的)解答留给了(沿着孟德尔的超时代发现继续工作的)20世纪的科学家。

至此,“基因库的概念”开始变得有意义了。举个例子来说,一个有性繁殖的种群——英国海外领地阿森松岛(Ascension Island)的老鼠,被隔离在遥远的南大西洋,在岛上不断对所有基因洗牌。对于每一代的老鼠,没有内在倾向使它们变得比上一代缺乏变异,也没有朝着更暗淡的灰色及中等个头的中间型变化的倾向。基因保持不变,通过“洗牌”从一只个体的身体传衍到另一只个体的身体,代代相传;但彼此不相融,也从来不互相污染。在任何时候,基因都包含在每一只老鼠个体的体内,或者正在通过输精管进入新的老鼠体内。但是,如果我们透过长远眼光观察几代老鼠,我们可以看到,岛上所有老鼠的基因正在混合,仿佛是一副被洗得很好的扑克里的牌——这是一个单独的基因库。

我猜想,小且孤立的岛屿(如阿森松岛)上的老鼠基因库是一个独立的、搅拌得相当均匀的库,因为任何一只老鼠的近祖都可能住在岛上的任何地方,而不大可能住在该岛之外(从船上偷渡而来的外来老鼠除外)。而在大片陆地上(如亚欧大陆),老鼠的基因库则更为复杂。一只居住在马德里的老鼠,其大部分基因来自居住在亚欧大陆最西边的祖先,而不是如蒙古或西伯利亚等地。这并不是因为对基因流设置了特殊障碍(虽然也的确存在障碍),而仅仅是因为距离太远。通过有性生殖的洗牌,把大陆一端的基因传递到另一端,是需要时间的。即使没有物理屏障(如河流或山脉),跨越这么大片土地的基因流仍将非常缓慢,这使得基因库理应被评价为“黏稠”(viscous)。一只生活在符拉迪沃斯托克(Vladivostok,又译为海参崴)的老鼠,其大部分基因能回溯到东部的祖先身上。亚欧大陆的大基因库也会洗牌,正如阿森松岛上的一样;但因为所涉及的距离,这不会是均匀的洗牌。此外,部分障碍如山脉、大河或沙漠,将进一步阻碍均匀洗牌,从而将基因库分出结构并使其复杂化。这些复杂化并不会贬低“基因库思想”的价值。“经过完全均匀混合的基因库”是一个有用的抽象概念,就像数学家提出的一条 完美直线 的抽象概念。真正的基因库,甚至是像阿森松岛那样的小岛屿上的基因库,都只是不完善的近似物,只是部分进行了洗牌。岛屿越小、越不具障碍,就越接近“完全均匀混合的基因库”这一抽象概念。

现在总结一下基因库的思想:我们在一个种群里看到的每一只动物个体,都是它所处时代的基因库样本(或更确切地说,是其父母时代的样本)。基因库里的具体基因,并无内在倾向去增加或减少出现的频率。但是如果我们看到了“某一具体基因”在库中的频率系统性地减少或增加了(这恰恰是“进化”的意思),那么,问题就变成了:为什么基因频率会系统性地增加或减少?当然,事情从此开始变得有意思了——我们会在适当的时候讨论此事。

一些有意思的事发生在家犬基因库里。纯种小狮子狗或斑点狗的育种家精心安排,煞费苦心地阻止基因从一个基因库跨越到另外一个基因库。良种登记册被精心保存,可追溯许多世代,而对于纯种狗的育种家来说,登记册中提及的混血是最糟糕的事情。保持纯种,不杂交就好像每个品种的狗都被圈养在各自的阿森松小岛上,同任何其他品种隔离开来。但防止杂交的屏障不是蓝色的海水,而是人类的规则。动物品种在地理分布上都会有所重叠,但因为它们的主人监督其交配机会,使它们很可能正处于独立的岛屿上。当然,规则不时地会被打破。比如老鼠会偷偷地登上一艘开往阿森松岛的船,或者一只惠比特母犬会逃脱拴着它的皮带而和一只可卡犬交配 。杂交出来的小狗,虽然作为个体很惹人喜爱,但是它们已经脱离了有着“惠比特纯种犬标签”的“小岛”。不过,“小岛”本身仍然是一个“纯粹的惠比特犬岛”。其他纯种惠比特犬保障了 贴着惠比特犬标签的虚拟岛屿这一“基因库” 继续不受污染。数以百计的人造岛,每一个都适用于繁殖纯种狗。每个岛都是虚拟岛屿,不具有地理局限的意义。人们在世界各地都可以见到纯种的惠比特犬或波美拉尼亚犬(即博美犬),并且用汽车、船舶、飞机把基因从一地运送到另一地。虚拟的遗传岛屿中,狮子犬基因库、拳师犬基因库及圣伯纳德犬基因库在地理上重叠,但并非基因层面上的重叠(除非母犬打破了界限)。

现在,让我们回到开启基因库话题时的观点。我说过,如果将人类育种家视为雕塑家,那么他们正用自己的刻刀雕刻的不是狗的血肉,而是基因库。但在我们看来那就是狗的血肉,因为育种家可能宣称,他们意图缩短未来几代拳师犬的鼻子。这种意图的最终产品的确将会是一个短吻,就好像刻刀被施加到了其祖先的面部。但是,正如我们所看到的,任何一代的任何一只典型拳师犬,都是当时基因库的取样。它是历经了多年雕刻和削减的基因库。长鼻子的基因已经被刻刀剔出了基因库,换上了短鼻子的基因。每一个品种的狗,从达克斯到达尔马提亚,从拳师犬到猎狼犬,从贵宾犬到狮子犬,从大丹犬到吉娃娃,都已经被雕磨、凿刻、揉捏、成型,这不是指字面上的肉和骨,而是其基因库。

基因库并不是完全由雕刻完成的。许多我们熟悉的狗的品种最初源自与其他品种的杂交,往往是在近代才开始的(如19世纪)。当然,“杂交”代表着对孤立的虚拟岛屿上的基因库进行蓄意侵犯。一些杂交方案的设计会有这样的顾虑——育种家讨厌把他们的产品称为混种或杂种(奥巴马总统则乐于这样调侃地称呼自己)。“拉布拉多贵宾犬”是标准贵宾犬和拉布拉多犬之间的杂种,是为了追求兼得两个品种的最好优点而精心培育出来的结果。拉布拉多贵宾犬的主人们已经建立了社团和协会,就像那些纯种血统的狗的主人所做的一样。在拉布拉多贵宾犬爱好者和杂交设计者当中,有两个思想派别。有些人很乐意继续 通过拉布拉多犬和贵宾犬杂交 来得到拉布拉多贵宾犬。另外有些人则试图启动一个新的 拉布拉多贵宾犬基因库 ,从而培育出内部交配可纯系繁殖的拉布拉多贵宾犬。目前,第二代的拉布拉多贵宾犬的基因重组产生的变型较多,多于纯系繁殖的狗所应表现的变型。这正是许多“纯正”品种如何得以开端的——它们经过一个高度变异的中间阶段,随后通过一代又一代的精心繁育而缩减变异。

有时候,新品种的狗来源于某一次主要的单一突变。突变是基因的随机变化,构成了非随机选择的进化的原材料。在自然界中,巨大的突变很少能够存活,但是遗传学家却很喜欢在实验室里见到巨大突变,因为这样便于研究。腿很短的品种(如巴吉度猎犬和腊肠犬)在单独的(育种)步骤中,需要它们通过基因突变获得软骨发育不良(的性状),这是 不可能在自然条件下生存的大突变 的典型实例。 类似的一种基因突变 会导致最常见的人类侏儒症:侏儒的身体躯干接近正常人大小,但是他们的腿和手臂很短。还有其他的遗传基因路线,能产生保留原种各项比例的“缩小型品种”。狗的育种家选择组合几个主要的突变(如软骨发育不全)和大量的微小基因,就可以实现大小和形状上的变化。他们并不需要了解遗传学,就可以有效地实现改变。即使对遗传学一无所知,仅仅通过选择哪个品种该与哪个品种交配,你也可以繁殖出各种你所想要的种类。在无人了解遗传学知识之前,这就是普通的育犬家、动物和植物育种者在几百年里取得的成就。并且,这里面自然选择还提供了一个教训——因为自然界对任何事情,当然都根本没有了解或感知。

美国动物学家雷蒙德·科平杰(Raymond Coppinger)曾阐述过这样的观点:相比成年犬,不同品种的小狗之间相似处更多。小狗不能承受外表不同的代价,因为它们主要做的事情就是吸吮母乳 ,而吸吮对于所有品种的小狗来说,都是差不多同样的挑战。特别是为了在吃奶时取得有利地位,小狗不能像猎狼犬或寻回犬一样长着长鼻子。这就是为什么所有的小狗看起来都像哈巴狗。你也可以说,成年哈巴狗是一只脸没有长好的小狗。大多数狗会在断奶后长出一个相对较长的鼻子。但哈巴狗、牛头犬和狮子犬则不会出现这种情况。它们的其他部位会生长,然而鼻子保留其婴儿时期的比例。形容这一情况的术语是幼态延续(neoteny)。我们在第七章探讨人类进化时,会再次提到这个词语。

如果动物的所有部位都以相同的速度生长,令其成体仅仅是均匀膨胀的 婴儿态的复制品 ,这叫 等比例生长 (grow isometrically)。等比例生长是很少见的。与之相反的是 异速生长 (allmetric growth),即不同部位以不同的速度增长。通常情况下,动物不同部位的生长速度彼此关联,呈现为一些简单的数学关系。这种关系被朱利安·赫胥黎爵士(Sir Julian Huxley)在20世纪30年代特别研究过。不同品种的狗,通过 能够改变身体各部分之间的异速生长关系的基因 而长成各自不同的形状。例如,牛头犬从鼻骨增长放缓的遗传基因倾向中形成了它们的“丘吉尔怒容”。这对周围骨骼的相对增长速度有连锁效应,甚至也影响到周围所有的组织。连锁效应之一就是它的腭被拉入一个不合适的位置,所以牛头犬牙齿突出并有流口水的倾向。牛头犬还有呼吸困难的问题,狮子犬也深受同样的困扰。牛头犬甚至因为头大得不成比例,导致分娩都很困难。你今天看到的牛头犬,大多数都是通过剖宫产出生的(如果不是“全部”的话)。

俄国猎狼犬则相反——它们的鼻子特别长。事实上,在它们出生之前,鼻子就已经开始不同寻常地长长了。这可能使得猎狼幼犬比起其他品种的幼犬来说,比较不善于吮吸母乳。科平杰推测,小狗试图吸奶、争取存活的能力,限制了人类想要猎狼犬长出长鼻的愿望。

从狗的驯化中,我们学到了什么教训?首先,种类繁多的品种,从大丹犬到约克犬,从苏格兰犬到艾尔谷犬,从南非猎犬到腊肠犬,从惠比特犬到圣贝尔纳茨犬,都证明了基因的非自由选择是多么容易——基因库的“雕刻和削弱”很容易在解剖和行为方面产生真正的戏剧性变化,而且速度很快。参与的基因也少得出奇。然而,变化是如此之大,品种之间的差异是如此显著——以至于你可能以为它们的进化花费了上百万年时间,而非仅仅是几百年。如果这么大的进化性改变,可以在短短的几百年甚至几十年内实现,那么想一想,在一千万年或一亿年里可能会发生什么事情!

纵览几百年的进程,养狗人可以像捏黏土一样,抓住狗的身体,或多或少地按照自己的意愿推、拉、揉成一定的形状——这并不是空想。当然,正如我刚才所指出的,我们真正揉捏的不是狗的肉体,而是狗的基因库。“雕刻”(carved)(基因库)是一个比“揉捏”(kneaded)更好的比喻。一些雕塑家的工作是拿起一块黏土,然后揉捏成形。另外一些是拿起一块石头或木头,用刻刀删减细枝末节的方式进行雕刻。显然,养狗发烧友们不会通过删减狗的部分肉体来使之雕刻成形。但他们所做的那些事情,接近于用删减法雕刻狗的基因库,不过比单纯的删减要更为复杂。米开朗基罗(Michelangelo)对一大块大理石,削之减之,从而展示出藏于其中的大卫——并没有增加什么。但是,基因库却是不断扩增的,例如通过突变增加;而同时,非随机死亡则会减少(库中的内容)。雕塑(sculpture)的类比至此就完全不适用了,对这一比喻的推行不应该太执着,正如我们会再次在第八章看到的一样。

雕刻的概念 呼吁人们关注 肌肉过多的健美运动员体形 和与之相似的非人类动物,如比利时蓝牛品种(Belgian Blue) 。这种“会走的牛肉工厂”是通过执行所谓的“双肌”(double muscling)这种基因改变而人工养成的。有一种叫“肌肉生长抑制素”的物质,能限制肌肉生长。如果产生 肌肉生长抑制素 的基因失效,那么肌肉就会生长得比平时更大块儿。通常情况下,有不止一种方法可以使得一个特定基因变异,并产生同样的结果。也确实存在许多使“肌肉生长抑制素基因”失效的方式,并具有同样的效果。另一个例子是一种叫作“黑色奇特”(Black Exotic)的猪。出于同样的原因,也有不同品种的狗的个体,表现出同样夸张的肌肉。人类健美者通过极端的锻炼计划,获得了类似的体魄,这往往是通过使用合成代谢类固醇而实现的——二者的环境操控都模仿了 比利时蓝牛 黑色奇特猪 的基因,最终的结果是一样的,并且这本身也是一个启示。遗传和环境的变化,可以产生相同的结果。如果你想培养一个能赢得健身比赛的人类小孩,并且你有几百年时间可用,你可以从基因操纵着手,建造与比利时蓝牛和黑色奇特猪有相同特征的怪胎基因。事实上,已知有一些人由于缺失肌肉生长抑制素基因,往往有超常发达的肌肉。如果你从一个变异的孩子着手,让他练习举重(哄骗牛和猪去做这个事情恐怕不可能),你很可能最终会看到比健美冠军“宇宙先生”(Mr Universe)更奇怪的人。

人类优生学育种的政治反对派有时会发出“这不可能”这种几乎肯定错误的断言。你可能听说过它不仅是不道德的,也是行不通的。不幸的是,说某样东西不道德,或在政治上不受欢迎,并不就意味着它是行不通的。我毫不怀疑,如果你下定决心,并有足够的时间和足够的政治权力,就能够培养出一队优秀的健美运动员,或跳高运动员、铅球运动员、采珠人、相扑手,或短跑运动员,以及卓越的音乐家、诗人、数学家或品酒师(虽然我猜想,要养成后面这几类人,会因为没有动物的先例而信心不足)。对于竞技实力的选育,我深信这种培育法的理由是:培育运动实力所需要的特质,非常类似于培育赛马、拉货车的马、赛狗和雪橇犬过程中所明确起作用的因素。对于智力或其他人类独有特征的选择性育种的实际可行性(虽然在道德或政治上不是那么可取),我仍然有相当大的信心,这是因为尝试动物选育的例子很少失败,甚至是那些可能令人惊奇的性状也能被成功地培育出来。例如,谁曾想到,狗可以被培育成牧羊犬,或可以“指路”甚至斗牛?

你想要高产奶量的奶牛,高出母牛哺乳小牛所需产量的几个数量级吗?选择性育种可以帮你实现。奶牛(的基因)经过操控调试,可以生长出巨大、笨拙的乳房。给小牛正常断奶后不久,母牛的乳房仍会继续无限地生产大量牛奶。虽然还没有按这种方式培育过产奶的“奶马”,但有没有人跟我打赌——如果我们努力去做,就能做到?当然,如果任何人想去尝试,这也同样适用于人类的哺乳。太多的女人,都深受神话的迷惑,认为乳房又大又圆像瓜一样就会充满吸引力。她们付大笔的钱给外科医生,植入硅胶,却得到了没有吸引力的结果(对于我的钱来说)。如果给出足够多的世代,可以按照产生黑白花奶牛的选育方式,产生同样的乳房变形——有任何人会怀疑吗?

约25年前,我开发了一款电脑模拟程序,来阐明人工选择的强大力量。那是一种类似于 养殖玫瑰(或狗、牛)得大奖 的电脑游戏。玩家要面对屏幕上排成一列的9个形状——“电脑的生物形态”。位于阵列中间的那一个是周围其他8个的“亲本”(parent)。所有的图形是在约十二三个“基因”的影响下构造而成的。这些“基因”仅仅是从“亲本”传递到“后代”的数字,可能有微小的“突变”介入其中。一个突变仅仅是在亲本基因的数值上轻微的增加或减少。每个形状都是在某组特定数字的影响下构造而成的,这组数字就是这十几个基因各自的特定值。玩家盯着9个形状排成的阵列,他看不到基因,只是倾向于从中选择自己喜欢培育的“身体”形状。其中8个生物形态从电脑屏幕上消失,被选择的那一个滑动到屏幕中央,又“生出”8个变异的“新生儿”。只要玩家有足够的时间反复玩,那么这个过程可以重复许多代,并且屏幕上的“有机体”的平均形状会随着代代传承而逐渐“进化”。从上一代传递到下一代的,只有基因;因此,玩家通过肉眼直接选择生物形态,是在无意中选择了基因。这正是育种者在选择狗或玫瑰育种繁殖时会发生的事情。

图2 “盲眼的钟表匠”程序中的生物形态

关于遗传学,就说到这里。当我们考虑到“胚胎学”(embryolygy)时,游戏开始变得有趣了。在屏幕上,一种生物形态的胚胎发育是其“基因”(这些数值)影响其形状的过程。可以想象出来许多大不相同的胚胎机制,并且我已经把一些付诸电脑编程。我的第一个程序,叫作“盲眼的钟表匠”,使用树状生长的胚胎。一个主要的“树干”生长出两个“枝桠”,然后每个枝桠长出两个属于自己的分支,以此类推。分出的枝桠的数量、角度和长度,都受遗传控制,取决于基因的数值。分支的树状胚胎有一个重要特征——递归。我不会在这里详述这一概念。但它指一个单一的突变通常对整棵树都会产生影响,而不是仅仅局限于一隅。

虽然“盲眼的钟表匠”这一程序,始于一个简单的分支树状图,但它总是能迅速地漫游到生物进化的奇境里。许多进化产物都具有一种异样的美感,另外一些则取决于人类玩家的意图,而类似于人们熟悉的生物,如昆虫、蜘蛛或海星。左边是一个“动物狩猎园”,在这奇特的电脑奇境的小路边、死水处,只有一个玩家(我)。在更高版本的程序中,我扩大了其胚胎机制,以允许基因控制树的“枝桠”的颜色和形状。

有一款更精致的软件叫“节肢动物形态”(Arthromorphs),是我在苹果电脑公司工作时,和泰德·卡勒(Ted Kaehler)联合写出来的。它体现了“胚胎学”的一些有趣的生物学特性,特别是针对“昆虫”、“蜘蛛”、“蜈蚣”和类似节肢动物的其他生物的繁殖。我已在《攀登不可能之山》一书中,详细地解释过节肢动物形态,以及生物形态、软体动物形态(电脑生成的软体动物)和这一系列的其他程序。

碰巧的是,关于贝壳胚胎的数学机制很好理解,所以用我的“软体动物形态”程序进行人工选择,能够产生极其逼真的生物形式(见图3)。在最后一章,我将回头再说这些软件,以阐明一个完全不同的问题。我在这里介绍它们是为了说明:即使是在一个极其过度地简化的计算机环境里,人工选择的力量仍然非常强大。而在农业和园艺业的现实世界、信鸽爱好者或育犬家的世界,人工选择可以实现更多东西。生物形态、节肢动物形态、软体动物形态这些程序只是照亮、启发了原理,正如下一章里,人工选择将照亮、启发自然选择幕后的原理一样 。

图3 软体动物形态:电脑生成的人工选择贝壳形态

关于人工选择的力量,达尔文有第一手的经验,并且给予其傲人的地位——写在《物种源始》第一章。达尔文在循循诱导他的读者,使他们能接受自己的伟大洞察,服膺自然选择理论的强大力量。如果在短短的几百年或几千年内,人类育种能够把一种狼改造成一种狮子犬,或把野白菜变成菜花,那么在超过千百万年的时间里,为什么非随机性生存的野生动植物不能做同样的事呢?这将在我的下一章中得出结论,但我的策略首先将是继续这个动摇、诱导过程,以利于过渡到对“自然选择”的理解。 99wcTeI4q/Kl25mYnVvgrnzd4uf+dBaBjBeibI3EFZIN4NQhRzrbnfswiOuii+7X

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