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生活在混乱边缘

克莱尔能产生更复杂、更准确的“想法”,这使她在“伪生命体”(pseudo-life creature)的世界中处于支配地位,但是更为有效的一种应付环境变化的方式是更新“想法”。复制真实的自我固然很重要,但在一个充满变数的环境中,随时会出现更高级的竞争者和新的危险,因此,过于专注表象是很危险的。在这种情况下,完美地复制原始的化学结构显得落伍,缺乏灵活性,因而注定要失败。那些确实能够激发创造性想法的机制,换句话说,那些具有“学习”能力的机制,将对进化极为有利。

在这个即将进入生命体的初始阶段,改变“信念”仅仅意味着不要进行完全一模一样的复制。换句话说,原初生物大家庭的成员需要在两种选择——保留有用知识与承认他们的构想可以被改进得更好——中保持良好的平衡。他们希望后代是自己忠实的翻版,但又不能太过忠实。复制的忠实性要求的降低带来惨重的代价:很多后代质量降低——或者出生时就不完整,或者缺少某一重要的化学信息而影响生存和复制。但也可能出现另外一种情况,即有些后代的质量得到改进。

保持原有“信念”与激发新“想法”之间的张力对任何复杂的信息处理体系来说都意义深远,不管这些体系是原初生命体形式,还是人类大脑的神经活动,或者是整个科学研究。中间状态,即处于一片混乱与完全稳定的中间,对任何体系来说,都是处理信息的最佳状态,而学习新知识尤其需要这种状态。任何时候进行有效信息处理都需要这种半混乱的状态。中间状态很可能是神经元网络的默认状态,这也是人类大脑神经元的运作产生复杂思想的原因之一。

科学研究领域同样存在类似的处于秩序与混乱中间的平衡状态。维护秩序的现象在社会科学领域尤为突出。例如,一个著名的教授,为人很自负(之前的研究成果让他赚了不少钱),他会尽其所能地维护自己的理论,包括运用不科学的、教条的研究方法。他可能会在论文中篡改规则,肯定自己的研究成果,而完全不顾实验数据与结论相矛盾。他坚称实验是合乎规矩的,而且手下都绝对相信他的理论,等等。面对越来越多的反对证据,他和他的科学团队,所带的博士生和博士后助理都会维护他的理论。由于他的影响力和个性力量,他的理论可能在短期内还会盛行,但最终将会被废弃。到时候,他的研究团队成员会发现,由于长期维护一个错误的观点,他们已经很难在学术界获得一个体面的位置。

另外一种情况是混乱的状态。一些科学家不断产生新想法,却不怎么热衷于通过严密的实验来证实这些想法。诚然,这些人很少拿到博士学位;即使拿到了,他们过分活跃的创造力似乎总是妨碍他们事业的发展。

最出色的科学家是这样一些人:不仅有让人尊敬的事业,而且留下了经得起考验的成果,还培养了一批新的高素质科研人员——之前指导的学生。这些声誉卓越的科学家能提出有见地的理论,而且他们的理论有实验证据的支持。但是一旦有足够的证据反驳他们的理论,他们会放弃自己的理论,然后以新的方法探究问题,总是能产生富于创见的思想。

对一般的前生命体生物来说,在稳定与混乱之间找到平衡点的要求可能过高了,因为它们缺乏复杂的结构。但是对那些最高级的、即将进入生命体状态的前生命体生物来说却不是不可能。具体来说,有效灵活的信息处理技能与生存及复制能力有关,首先需要一种方法来储存很多已经存在的“信念”——DNA可以胜任这一工作(关于DNA储存信息的过程将在下一节讨论),然后需要一些技巧来测试关于周围环境的新“设想”是否正确。对生命体来说,主要的方法是制造一批优秀的、与自己只有细微差异的后代,而后代身上的那些差异中有小部分是一种进步,反映了有用的革新特征。

为了说明复杂性和适应性之间的关系,我再举一个简单的例子。假设用5个不同的单词(相当于原初生命体的5个不同的原子)造一个5个单词长度的句子(相当于复制由5个原子组成的化学生物)。任何一个5个单词长度的句子所能提供的信息都微乎其微,然而这样的句子可以有3 125个。这个数目不算少,但要应付不断变化的情况还是太少了。假设还是只有5个不同的单词,但可以造出的句子长度达100个单词(相当于复制由100个原子组成的化学生物)。每个100个单词长度的句子含有的信息是5个单词长度句子所含信息的20倍。更为惊人的是,100个单词长度的句子可以有8×10 69 个!

因此,如果表现更多的不同类型“想法”的能力有利于进化,化学生物的形体就要变得更大,结构要变得更复杂。一些化学生物会比其他同等大小的生物更擅长储存信息,更擅长在稳定性和可变性之间找到平衡点。这些化学生物的结构及其本身的复杂性对进化的过程起了积极作用。

一旦达到某一程度的复杂性,生命体就迅速产生了,这几乎是必然的。希望成为生命体形式的竞争者们进入一个高效学习的阶段,与那些简单的、缺乏灵活性的对手相比具有绝对的优势。这些优秀的、试图成为原初生命体的化学生物需要具备很强的适应性,能最大限度地利用可用资源,并击败那些稳固不变、缺少灵活性的对手。

进化到了这一阶段,即将向更高一级迈进。与这一阶段的进化过程相类似的情况是人类科学的发展进程。人类历史上大约有99.5%的时间几乎没有什么科学成果,但在过去400年里,在印刷出版业、教育、科学爱好者、引起热烈争议的理论以及有文字记录的证据等因素的作用下,人类的学习能力得到提高,科学新发现也急剧增加。 L78eYFcYnLOBrq5LDDdRSxOxPDXqIBjFTEkx6pkkrmDa9fH4GMz0EtDQmh2xIqHs

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