我們需要知道自己從哪裡來

我們需要知道自己從哪裡來 來客觀地八八進化論

緣由

緣起性空,萬物不過是因緣和合而成,宇宙眾生也不外乎如是。佛教認為地球乃至眾生命都是由業力形成的,科學家們當然不會答應。昨天在《身騎白馬》一文中表達了自己對進化論的質疑,結果引來一番探討。感覺還是很有必要寫寫這篇文章,既聊聊進化論的「前世今生」,也探討它目前遇到的難點在哪裡,然而更關鍵的是,要保持一顆好奇與探索的心,對自己從哪裡來這個問題始終保持關注。我們知道即使是科學也是沒有定論的。幾千年前托勒密的地心模型曾經很好的解釋了星球運轉(儘管有些複雜),但後來人們發現了日心說,更後來發現就是日心說也是遠遠不夠。認識總是在發展,在累積,在進步。這是精神層面。

然而,在物質實體層面,是否宇宙也在走一條進化的道路?以至於進化出了人類?還是,宇宙只是在輪迴,或許膨脹時候宇宙在進化,收縮時刻宇宙在退化?等等,都是值得用一顆開放的心去探討的。

少年時代的迷信

少年時代執著於科學。真的。小時候最喜歡的教科書就是那本《自然》了,還記得有一本雜誌叫《奧秘》。那個時候我真是盡信書的。凡是書上寫的都覺得是真理,常常拿來和家長反駁。慢慢地我也懂得了「盡信書不如無書」,「在可疑而不曾疑者,未曾學,學則需疑」。然而對科學的熱愛始終未減,因為科學是目前為止最能夠系統研究萬物規律的一種方法了。儘管科學也有他的局限性。

小學自然課本,純純的愛,不知道大家還記得嗎?當時還有社會、地理等等書籍。我最愛那幅光合作用的插圖。

古人提出的很多觀點或者說模型不能說沒有用,但是論系統性肯定是輸給現在的科學了。但是古人的模型有個特點,就是一般比較簡明,而且能夠囊括的範圍很廣,比如陰陽學說,上至天文,下至人體。然而現代科學的好處在於分而治之,每一門科學都有它特定的研究對象和研究方法。然而科學研究的領域僅限於「可證偽」的領域。(參考《科學哲學》)

霍金給我的啟發

相對論使我對宇宙的探討深了一層。甚至達到那些大人們都無法了解的程度。我那個時候本來立志要當一個物理學家。陰差陽錯成了一位軟體工程師。也算是從物理分化出來的專業吧。然而相對論了解得不是很系統,真正開我眼界的還是霍金的幾本書。

霍金的時間簡史,震撼心靈之作。了解宇宙前途命運。

霍金的《時間簡史》還有新作《大設計》很多人都讀過。其中除了娓娓道來的宇宙認識史以外,還有一個開創性的思想,就是,任何科學理論都不過是一種模型,哪個好用就用哪個。從目前的情況看,我們真正對宇宙又了解有多少呢?許多模型的提出都旨在解釋宇宙為什麼如此。而解釋其實就在於用我們熟悉的概念和觀點去使我們明白我們不熟悉甚至未知的事物。

按公理化的原則,其實結論已經蘊含在前提里了。只是這些前提我們往往沒有意識到而已。比如,老鼠是胎生的嗎?我們用三段論的方法分析:1.大前提:哺乳動物都是胎生的;2.小前提:老鼠是哺乳動物;3.結論:所以老鼠也是胎生的,因此不產卵。看起來好像我們發現了新的真理,其實這個大前提:哺乳動物是胎生的,才是我們經過多少代的探索,才基本認同的一個規則,萬一這個規則不是這樣呢?

模型都是有限的。牛頓力學僅適用於運行速度遠低於光速的情況;而相對論和量子力學至今未能統一。但是無妨,哪個方便用哪個。現在看來,兩者各自在各自的領域有效就行。

那麼對於進化論呢?我們能否判定其有效呢?

進化論的困難之處

首先我們看到,演化是客觀存在的。不需要做什麼人工選擇實驗,只要打過農藥就知道,下一代的蟲子會產生抗藥性。因此,生物都在適應自然而變化,這一點我想大家不會有太多疑義。問題是,物種在整個種,甚至更上一層,整個屬,整個科上的進化,這是非常難於觀察到的。我們做實驗的歷史才這麼短,說實話,真心沒有見過哪個生物跨種變化過。

所以,沒法做實驗是難以判斷進化論是否有效的一個重要原因。當然,科學上也有一些間接證據,比如說化石。可惜的是,就是化石也是殘缺不全的。這一點生物學家和地質學家總有各種解釋,反正就是能留下化石的生物並不多,都需要某種機緣巧合。這兩件事就是進化論遇到的困難之處。

進化論的前世今生

古代就有人認為生物是演變過來的。古希臘阿那克西曼德(約公元前6世紀)認為生命最初由海中軟泥產生。原始的水生生物經過蛻變(類似昆蟲幼蟲的蛻皮)而變為陸地生物。

而在中世紀的西方,基督教聖經把世界萬物描寫成上帝的特殊創造物。這就是特創論或神創論。神創論表示整個自然界被創造出來是為了彰顯造物主的榮耀。該論很多問題:上帝7日創造世界,那日的定義是什麼?畢竟聖經舊約是用希伯來文寫的,希伯來文」天「的定義可能是指24小時也可能是一段或長或短的時間。那日的定義究竟是1天呢,還是一段時間?所以神創論非常不科學。

講到神創論的不科學,就又回到了前面講古人的模型問題上來。這就是說,神創論不在於這個觀點有多麼荒謬,而是在於它不能形成系統的理論,因此難以令人信服。為此,現代人又創造出一個「智慧設計論「,說白了就是理論化了的神創論。所以,關鍵不是一個觀點多驚世駭俗,而是你有沒有充分的證據了。神創這一說,只能說更不好找證據了。或者壓根兒說,不屬於科學可以研究的範疇。

而從15世紀後半葉的文藝復興到18世紀,是近代自然科學形成和發展的時期。這個時期在科學界占統治地位的觀點是不變論。當時這種觀點被牛頓和C.v林奈表達為科學的規律:地球由於所謂第一推動力而運轉起來,以後就永遠不變地運動下去,生物種原來是這樣,以後也是這樣。我估計跟牛頓的永恆時空觀也有一定關係,大約就是,雖然已經有科學了,但是科學家還是相信上帝創造的秩序,認為一旦秩序生成,就不需要大的改動。這種觀點一直影響到愛因斯坦。愛因斯坦雖然發現了相對論,然而卻不敢相信宇宙是膨脹的,還加入了一個宇宙常數。

拉馬克主義

長頸鹿的脖子似乎是這個主義的經典案例。

後來拉馬克提出了拉馬克主義,又稱用進廢退論,這個理論已經比較系統,而且接近進化論。但是從拉馬克主義到進化論的過程,有點像哲學上的從黑格爾的唯心論到馬克思的唯物論的感覺。簡單地講,就是拉馬克認為進化的動力在生物內部,生物進化有一個既定的路線和方向而不論外界環境如何變化。(這和達爾文的自然選擇正好顛倒了)其主要觀點是:

(1)物種是可變的,物種是由變異的個體組成的群體。

(2)在自然界的生物中存在著由簡單到複雜的一系列等級(階梯),生物本身存在著一種內在的「意志力量」驅動著生物由低的等級向較高的等級發展變化。

(3)生物對環境有巨大的適應能力;環境的變化會引起生物的變化,生物會由此改進其適應;環境的多樣化是生物多化的根本原因。

(4)環境的改變會引起動物習性的改變,習性的改變會使某些器官經常使用而得到發展,另一些器官不使用而退化;在環境影響下所發生的定向變異,即後天獲得的性狀,能夠遺傳。如果環境朝一定的方向改變,由於器官的用進廢退和獲得性遺傳,微小的變異逐漸積累,終於使生物發生了進化。

從(3)(4)我們可以看出,其實進化論已經呼之欲出。而達爾文當時還沒有發現遺傳規律(也說明當時的通訊還不夠發達),因此其實他的進化學說還是相當的不完備。也就是缺乏微觀上的證據。

達爾文理論

1858年7月1日C.R.達爾文與A.R.華萊士在倫敦林奈學會上宣讀了關於進化論的論文。

達爾文自己把《物種起源》稱為「一部長篇爭辯」,它主要論證了兩個問題:

第一,物種是可變的,生物是進化的。

第二,自然選擇是生物進化的動力。

生物都有繁殖過盛的傾向,而生存空間和食物是有限的,必然存在生存競爭。在同一種群中的個體存在著變異,那些具有能適應環境的有利變異的個體在生存競爭中將存活下來,並繁殖後代,不具有有利變異的個體就被淘汰。如果自然條件的變化是有方向的(這個前提憑什麼能夠成立呢),則經過長期的自然選擇,微小的變異就得到積累而成為顯著的變異,由此可能導致亞種和新種的形成。

遺傳學

1865年奧地利植物學家G.J.孟德爾從豌豆的雜交實驗中得出了顆粒遺傳的正確結論。他證明遺傳物質不融合(其實還是有融合,只是很少見,這條定理的意義在於說明基因是最小的遺傳單位),在繁殖傳代的過程中,可以發生分離和重新組合。

本來遺傳學的建立應彌補達爾文學說的缺陷,有助於進化論的發展;但當時大多數遺傳學家,幾乎都反對達爾文的自然選擇學說。因為他們認為,隨機的基因突變,而不是自然選擇,才是生物進化的真正動力。看到這裡不要覺得奇怪,其實科學家,尤其是一些傑出的科學家,對於一些我們認識是常識的知識,反而是有不同見解的。

熵增與熵減

進化論指出了世界發展的方向。然而,這與熱力學定律推導出的熵增體系似乎是矛盾的。19世紀存在著兩種對立的發展觀,一種是以熱力學第二定律為依據推演出的退化觀念體系,它認為,由於能量的耗散,世界萬物趨於衰弱,宇宙趨於「熱寂」,結構趨於消亡,無序度趨於極大值,整個世界隨著時間的進程而走向死亡;另一種是以達爾文的進化論為基礎的進化觀念體系,它指出,社會進化的結果是種類不斷分化、演變而增多,結構不斷複雜而有序,功能不斷進化而強化,整個自然界和人類社會都是向著更為高級、更為有序的組織結構發展。顯然,物理學與生物學、社會學中的這兩種觀點至少表面上在發展觀上是根本對立的。難道生命系統與非生命系統之間真的有著完全不同的運動規律嗎?

為此,物理學家普利高津創立了「耗散結構論」,他認為,無論是生命物質還是非生命物質,應該遵循同樣的自然規律。

耗散結構論把熱力學定律與生命現象聯繫起來,它認為,人類社會的有序化發展過程(即耗散結構的有序化過程)往往需要以環境更大的無序化為代價,因此從整體上講,由人類社會本身與周圍環境所組成的更大範圍的物質系統,仍然是不斷朝無序化的方向發展,仍然服從熱力第二定律。因此,達爾文的進化論所反映的系統從無序走向有序,以及克勞修斯的熱力學第二定律所反映的系統從有序走向無序,都只是宇宙演化序列中的一個環節。

無獨有偶,薛定諤在1944年出版的《生命是什麼——活細胞的物理學觀》一書中指出:物理學和化學原則上可以詮釋生命現象;基因是一種非周期性的晶體或固體;突變是基因分子中的量子躍遷引起的,突變論是生物學中的量子論,基因的持久性和遺傳模式長期穩定的可能性能用量子論加以說明;生命以負熵為生,是從環境抽取「序」維持系統的組織並且進化的。

現代綜合進化學說

為了彌補進化論的缺陷,20世紀以來逐漸形成並完善了現代綜合進化學說。該理論認為:進化是生物種群中實現的,而突變、選擇、和隔離是生物進化和物種形成過程中的三個基本環節。主要的觀點有以下四點:

1.種群是生物進化的基本單位

2.突變為生物進化提供材料

突變引起的基因頻率的改變是普遍存在的。誠然,突變發生的自然頻率是相當低的,但是,種群是由大量的個體組成,每個個體具有成千上萬基因,這樣,每一代都會產生大量的變異。這些突變能為生物進化提供原料,可以認為是進化的內因。

疑問:突變大多有害,這是理論難以解釋的。

3.自然選擇主導著進化的方向

突變的方向是不確定性的,但一旦產生,就在自然界中受到選擇的作用。自然選擇不斷淘汰不適應環境的類型,從而定向地改變種群向適應環境的方向演化。

疑問:(1)自然選擇憑什麼有方向性,又如何將改變了的基因頻率在種群中相對固定下來,進而形成新的適應於環境的生物類型呢?(2)假設,A物種對B物種來說是一個外環境因素,但如果考察物種A,則B又成為一個外環境因素,他們之間肯定有一個互動的過程。也就是說,不僅僅是A塑造了B,B也改變了A。這裡的方向性該如何確定?

4.隔離是物種形成的必要條件

隔離使不同物種之間停止了基因交流,一個種群中所發生的突變不會擴散到另一個種群中去,使不同的種群朝不同的方向演化。隔離一般分為地理隔離和生殖隔離兩類。地理隔離是由於某些地理障礙而發生的。地理隔離是第一步的,積累到一定程度,產生了生殖隔離,兩個物種無法交配,則可以認為由原物種形成了兩個不同的物種。

從上面這些疑問可以看出,即便是現代修正過的進化論,也有很多不完善的地方。因此問題仍然值得繼續思考。

進化VS演化?

從翻譯上來說,英文evolution這個字本身的原意是"展開",並沒有方向性的含義。

自然選擇指出生物的演化是適應環境,而這個過程和任何意義上的「高等低等」都掛不上邊。適應環境的結果可以是變簡單也可以是變複雜,可以是「進」也可以是「退」。從這個角度來說,「演化」還是比「進化」好的。

另外,我們可以知道,現在之所以叫「進化論」,更多時候是一種意識形態的要求。恩格斯把進化論當做自然科學的三大發現之一,意思恐怕是自然科學的「進化論」能夠支持他們在社會科學上的「進化論」。

但從另一個角度來說,除了微觀的適應環境的演化之外,是否真的存在宏觀上生物從低等向高等進化的過程?這個問題才是「進化」本質要說明的問題。從目前的主流觀點來看,人類是萬物之靈,最高等的生物,但是從生存競爭的角度來說,微生物、昆蟲才是最大的一類生物,他們的蹤跡真正是遍布世界每個角落。我們的存在或許就像當年的恐龍一樣,只是一時的勝利而已,誰更長久?誰能說誰比誰更高級?另外,像螞蟻這樣的生物,一個個體是看不出來有太大智慧的,但是數量越多的螞蟻,越呈現出某種智慧生物的形態。這些都讓我們反思生物演化的方向性問題。

但是我們從生物的複雜性來說,似乎基本可以認同,越晚出現的生物則越是複雜。這就如同人類的文明來說,也是越來越繁複,一代比一代疊加更多的知識。因此,我個人認為,演化側重微觀,進化是宏觀,都有一定道理。

漸變OR突變?

進化論這個模型,一開始就是千瘡百孔,久經批判,就跟微軟的破窗系統一樣,怎麼打補丁都不完善。比較典型的修正有間斷平衡論。傳統學說強調進化是物種在自然選擇下的漸進演變過程,而間斷平衡論則認為進化是突變與漸變的結合。它強調大多數物種的形成是在地質上可忽略不計的短時間內完成的,這個迅速的過程叫種形成。

另外還有災變學說,對進化論也是一個補充,比如恐龍滅絕,哺乳動物的出現就被認為是一次災難的結果。

總之,這些學說都強調生物突變在演化過程中的可能性和重要性。而某些化石恰好可以證明這一點。最為典型的就是寒武紀生物大爆炸。

大約5億4200萬年前到5億3000萬年前,絕大多數無脊椎動物門在只有2000多萬年的時間內出現了。這種幾乎是「同時」地、「突然」地在2000多萬年時間內出現在寒武紀地層中門類眾多的無脊椎動物化石(節肢動物、軟體動物、腕足動物和環節動物等),而在寒武紀之前更為古老的地層中長期以來卻找不到動物化石的現象,被古生物學家稱作「寒武紀生物大爆發」(其實也有幾千萬年了,沒那麼爆)。這也是一個新的時期——顯生宙的開始。顯生就是指動物已具有外殼和清晰的骨骼結構。可見這是一個多麼輝煌的開始啊。

寒武紀生物大爆炸。節肢、腕足、蠕形、海綿、脊索動物等等一系列與現代動物形態基本相同的動物在地球上來了個「集體亮相」,形成了多種門類動物同時存在的繁榮景象。

一直有人以為寒武紀生物大爆炸是否定了進化論。其實不盡然。它只是指出了生物發展的另一種可能道路。至於為何之前的沒有留下化石,或許寒武紀時期地質發生了一次劇烈變化,導致化石容易存留下來也說不定。

當然,這也給」生命外來說「提供了一些機會。假如,其實是一塊載著生命的隕石墜落到地球,正好遇到地球的優良環境,從而風生水起呢?

人是由猿猴進化而來的嗎?

按照進化論,人類不是由猿猴進化來的,是由某種森林古猿進化而來。但即使這樣,對於某些人來說可能還是一種羞辱。由於化石的缺失,在這一類問題上,科學史上還曾經鬧過一個笑話。20世紀初,英國自然史博物館的青年學生馬丁.欣頓,將現代人的頭骨進行染色加工,戲弄他的上斯.伍德沃德先生,謊稱這是從英格蘭蘇塞克斯郡皮爾當發現的類猿人遺骨,誰知這位著名的地質學家伍德沃德先生竟深信不穎。以為終於找到了化石上的「缺環」。這事直至50年代初才被該館的肯尼恩.身克利揭穿,幾乎欺騙世人近半個世紀。

事過之後,有人猜想,類猿人化石之所以遍尋不著,可能因為這段時間人類的祖先是生活在海洋中的,至今還殘留在人類指(趾)間的蹼不就是這個有力的說明嗎?這一觀點似乎有點道理 ,可惜找不出其他有力的證據。但我覺得,從人類的小孩一生下來就會游泳以及人類沒有太多體毛的特徵來看,人類還真的可能曾經生活在海洋里。

另外,人是四足動物,因為人有兩隻手、兩隻腳,貓、狗、馬很明顯也是四足動物,事實上,所有哺乳動物都是四足動物。甚至於鳥、青蛙、蜥蜴,甚至沒有腳的蛇,和看似沒有腳的鯨,也都是四足動物。所有四足動物,無論各自看上去多麼千差萬別,其表皮下面的結構卻基本相同。對這一事實,科學家也感到迷惑。恐龍有脊骨,人也有脊骨,四足動物都有脊骨;也都有盆骨連接在脊椎上,用來支撐體重;同樣都有胸廓,用來保護心臟和肺,等等。

這種相似性使科學家相信,人類和其他四足動物一定都來自於一種共同的祖先。為證明這一點,他們認為只需要兩種化石。首先,需要最早登上陸地行走、而且是用4隻腳、並且每隻腳都有5根腳趾頭的四足動物;其次,需要最早長出腳的魚,正是這種魚變成了最早登陸行走的四足動物。找到這兩種動物的化石,對它們進行比較,找出它們之間的區別,就可知道魚為什麼會長出腳來。可惜這兩種化石可能要追溯到泥盆紀了,那個時候陸地剛剛突變地增加了。(開天闢地?)

所以,即使認可進化論,也等於就認同人類是由猿猴進化來的,只是目前看起來我們和猿猴之間的基因存在相似性,更大的可能是我們有同一個祖先。至於某些地方頻報發現這種類人猿化石,我真心懷疑是不是拿一些碎的頭蓋骨自己拼的。

結語

進化論暫時還是一個探討性的模型。儘管有人提出其他的假說,如前面提到的「智慧設計」的假說,然而其它的假說本身也有很多缺陷,因此這些假說存在的原因主要還是進化論本身的缺陷性。

目前,我們只能說,可以看到生物地圖上的一個個點,卻說不清他們是怎麼連成線的,或者他們是否可以連成線呢?(有人直接把這個地圖畫成一棵樹)又或者,他們真的是一瞬間集體亮相的嗎?時間空間都可以在一瞬間誕生,還有什麼不可能的呢?宇宙和生命的謎團,真是值得我們思考。

這一切都源自哲學上的一個問題:我們從哪裡來?苦苦追尋我們的來歷不明的」來歷「,甚至深入原子分子,或許這種理性上給我們一點安慰的精神,和古人不斷地進行祖先崇拜的心,沒有什麼太大差別吧^

我們看到了無數的點,可是誰決定了他們之間可以連成一條線,而且還會有共同的交叉?


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