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进化论学者道金斯:什么是我相信却无法证明的?是自然选择

理查德·道金斯
2016-06-07 09:56
来源:澎湃新闻
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【编者按】牛津大学教授,英国皇家科学院院士理查德·道金斯是当代最著名的无神论者和进化论学者,也是一位畅销科普作家,1976年创作的《自私的基因》畅销至今。本文选自道金斯亲自撰写的回忆录《道金斯传》,该书全景展示道金斯一生个人生活和学术生涯。《道金斯传》中文版全二册即将由湛庐文化出版。

理查德·道金斯 

1982年,是达尔文逝世100周年。全世界都掀起了一股纪念风潮。而其中活动举办得最热烈的,当属剑桥大学。这里,正是年轻时代的查尔斯攻读神学的地方,也是他“与亨斯洛散步”,采集甲虫标本的地方。我应邀在会议上讲话,感到受宠若惊,并将演讲题目定为《无处不在的达尔文主义》。这次演讲的中心思想是,自然选择,不仅仅是我们所知的这个星球上生命进化背后的驱动力量而已。据我们所知,再没有其他任何一种力量,能担当起适应性进化的的终极重任。“适应性”,在这句话中,是个必不可少的词。在分子层面上,随机的遗传漂变,造成了绝大部分进化改变,但却不能为功能性、适应性进化负责。据我们所知,据任何人的想象力所及,只有自然选择,才能造就出仿佛经工程师设计过一般的身体器官:展翅高飞的翅膀、拥有视觉的眼睛、听到声音的耳朵、麻痹猎物的蛰刺。这就是我的主张。我的言外之意就是,如果我们能在宇宙的其他地方发现生命,那么这样的生命也是符合达尔文主义的生命,会遵从那个星球的达尔文主义原则而实现进化。

我的观点,在逻辑上并非无懈可击。但我依然认为,此观点站得住脚。事实上,这一观点,为我的一个问题给出了答案。这个问题曾出现在约翰·布罗克曼的年度“Edge”系列活动中“什么是你相信却无法予以证明的?”我给出的答案,用一句话概括,就是:“尚未有人构想出自然选择的可行替代方案。”我必须承认,这样说话未免有些绝对,因为只要有人真的找到替代方案,此论点就会立刻被推翻。但身为科学家,应该给自己的直觉留一点空间。而我的直觉十分强烈,坚信对此观点的反驳,不可能,也永远不会成立。我认为,自己所坚信的,不仅仅在事实上,而且在原则上是无懈可击的,并且对所有现存的所谓自然选择的替代方案予以正面回击,尤其针对以拉马克学派理论为代表的“有用与无用”学说,以及后天习得特征的遗传学说。

法国生物学家拉马克的进化论学说提出了两个法则:一个是用进废退(即“有用与无用”),一个是获得性遗传(即后天习得特征)。

迄今为止,生物学家一直跟随着新达尔文主义合成理论的百年奠基人——恩斯特·迈尔(Ernst Mayr)的脚步。而迈尔认为,拉马克的假设从原则上讲是一个优秀的假设,只不过在T·H·赫胥黎所谓的“丑话”面前,变得不堪一击。后天习得的特征,事实上并非遗传而来。迈尔的观点,还有一层引申含义,那就是,如果存在一个星球,在那里,后天习得的特征都是遗传而来的,那么这个星球上的进化,就是拉马克式的进化,而且也能照常运转。这种观点,就是我不遗余力想要推翻的。至今为止,尚未有人发表任何驳斥言论。

经常为某一特定任务而使用的肌肉,会越长越大,而且会越来越善于完成这项任务。这是事实。经常练习举重,肌肉就会增大。经常光着脚到处走,你的脚底皮肤就会变得坚韧。经常跑马拉松,就会越来越擅长跑马拉松:你的心脏、肺部、腿部肌肉等等器官和身体部位,都会朝着善于跑马拉松的目标而发展。因此,在我们这个拥有拉马克式进化的假想星球上,更加强大的肌肉、更加坚韧的足部和饱经训练的肺部,都会传承给下一代。拉马克认为,正是因为这一原则的存在,万事万物才会因进化而发展提高。通常,人们对此所持的反对意见是认为,后天习得的特征,说句“丑话”,并非遗传而来。我的反对意见则与此不同,我不利用事实证据,而是从原则上分析出了三个要点。

首先,就算后天习得的特征是遗传而来的,有用与无用的原则,也太过粗糙,没有重点,除了能套用少数几个适应性进化的案例之外,别无他用。眼睛的玻璃体,并不是由穿越其中的光子而洗清的。肌肉的增大,是适用于有用与无用理论的为数不多的罕见案例。只有自然选择,才拥有足够精细、足够尖利的凿子,以及足够精准的目标,去雕刻出进化之中那众多细微而精密的发展。有用与无用原则,太过粗糙,并不适用。另外,任何由遗传所调和的发展,无论多么细微,无论在有机体细胞化学中埋藏得多深,对于自然选择这座精磨细作的大磨坊来说,都是磨盘之中的谷粒。

第二,只有少数后天习得的特征,属于发展的行列。的确,当你经常使用肌肉时,肌肉会增大,但身体中的绝大部分,会随着重复使用而逐渐现出残旧之态,变得更小、更差,遍体伤痕。举个人们听腻了的俗例,许多世代以来,因宗教原因而进行的包皮环切术,并没有令后代因进化而出现包皮缩短的现象。拉马克的进化论,需要借用某种“选择”机制,将少量的几种“发展”(比如坚韧的足部)从许许多多的“不发展”(比如胯关节出毛病等等)中分离出来,而这样的分离与提炼,听起来与达尔文主义选择十分相像!

针对以后天习得特征遗传为基础的进化论思想,我的第三个反对意见,并不一定适用于所有有地方的所有生命形式。但该意见是针对拥有“表观遗传”胚胎学的生命形式的,而非针对“胚中预存”式胚胎学的生命形式的。从理论上讲,胚中预存式胚胎学是否能正常运转,依然值得讨论(改日再谈)。表观遗传,胚中预存,这些专业术语,究竟是什么意思?这些说法,要追溯到生物学历史往前追溯很长一段时间。现在,我分别称之为“折纸”胚胎学和“3D打印机”胚胎学。折纸胚胎学,就像我在《祖先的故事》和《地球上最伟大的表演》中讲到的一样,按“菜谱”或“程序指令”上的要求来创造身体,长出组织,将其折叠、内凹、在折叠、反转。折纸(表观遗传)胚胎学的本质,是无法逆转的。你不能拿来一具身体,并逆向推导出将这具身体造就出来的指令,就像你不能拿一只折好的千纸鹤或纸船,对其折叠顺序进行逆向推导,不能看到一盘精美菜肴,对其菜谱进行逆向推导一样。

胚中预存(或“蓝图”)胚胎学,与此完全不同,是可以反推的,而且不存在于我们这个星球的生物学之中。这就是为什么我们不能将DNA称为“蓝图”的原因。如果蓝图胚胎学存在的话,就会是可逆推的。你可以对一座房子的房间尺寸进行测量,按比例缩小,然后重新画出房子的蓝图。而无论你对动物的身体进行多么精密细致的测量,都无法对其DNA进行重建。

胚中预存或“蓝图”胚胎学,可通过3D打印机来体现。3D打印机,是普通纸质打印机的自然延伸,一层一层的构建起“打印”的物体。我第一次见到这种令人惊叹的机器,是在伊隆·马斯克(Elon Musk)的SpaceX火箭工厂中。那台3D打印机,当时正在展示如何打印出国际象棋的棋子。3D打印机与铣刨机不同。铣刨机是由计算机控制的雕刻师,能以消除多余部分的方式,将物体从金属块中刻画出来。而3D打印机则是以添加的方式,一层一层的将物体构建起来。及其将现有3D物品的一系列层次扫描出来,然后以全新复制物体的形式,将这些层次再次构建起来。我们所知的生命,是通过表观遗传的方式发展起来的,而非胚中预存的方式。

我们能想象(也许只能想象),在宇宙中的某个地方,存在胚中预存式的生命形式。其胚胎学,有着3D打印机一样的效果,能对父母的身体进行扫描,然后将子女一层接一层的构建起来。从理论上讲,这样的生命形式,能将后天习得的特征传承到下一代身上。无论对现有身体进行复制的机制是怎样的,该机制都能对其后天习得的变化进行复制(也许还包括因受伤而留下的疤痕、肢体残缺、衰老破损等等)。这种对父母身体进行扫描,并将扫描得来的信息存入基因,从而传输到下一代的思想,目前仅以理论形式存在。在我们这个星球上,关于DNA和以蛋白质为基础的生命,我们所了解的全部事实,都与这种理论相悖。3D打印机的方式,不是,也不可能是DNA的运转方式。你不能从动物的身体出发,对其染色体进行重建。我们所知的唯一一种利用基因实现身体建设的方式,就是在子宫或卵中孕育胚胎。而且,再次引用一下包皮环切术的例子,对身体进行扫描,会将所有的伤痛,以及“有用和无用”式发展都囊括在内。

德国生物学家恩斯特·迈尔

因此,我立下结论:恩斯特·迈尔的说法是不正确的。他曾说过:“只要接受拉马克的前提,那么他的适应理论,就和达尔文的理论一样,都是成立的。可惜,没想到这些前提却是站不住脚的。”这些前提,不是“没想到”站不住脚,而是即使站得住脚,从原则上讲也无法落实。我希望,正是我的坚持,给了弗朗西斯·克里克动力,将自己先前的说法改成了下面这句话:“这种机制的效率为什么一定比自然选择的效率低,没有人给出通用的理论反驳。”

在我演讲结束时,史蒂芬·古尔德站起身来,用他能言善辩的讲话风格,再一次向人们展示了学贯古今的大师级人物,有时头脑也会过载,以至于将讨论重点都忽略掉了。他以精准而流利的话语指出,在19世纪末、20世纪初时,曾出现许多盛极一时的自然选择替代学说,比如突变论和骤变说等等。从历史角度讲,这个说法是正确的,但却根本没说到点上。就像拉马克学说一样(正如我在剑桥讲座中所讨论的问题),突变论和骤变说,以及19世纪涌现出来的各类相关学说,从原则上讲,都不能对适应性进化进行调和。

以“突变论”为例。威廉·贝特森(William Bateson)(1861-1926)和当时许多遗传学家一样(贝特森是提出“突变论”这个说法的学者),都认为孟德尔的遗传学能取代自然选择,而突变,在没有选择的情况下,能对进化予以充分解释。我在《盲眼钟表匠》中,引述了两段他的文字:

我们为达尔文给出的无可比拟的事实证据而跟随他的脚步……(但是)他为我们讲述的无非是权威的哲学理论。我们拜读他的进化论思想,就像我们阅读卢克莱修或拉马克一样。

还有一段:生物群体在选择的引导下,不知不觉的通过细微的步伐,发生转变。如今,我们都能明白,这样的说法,是站不住脚的。我们只能看到这类思想的拥护者所展示出来的探究愿望,还有曾一度被人打造出来的貌似行得通的法医技术。

威廉·贝特森等学者提出了突变论,以替代自然选择。

简直一派胡言。古尔德说的没错,从历史事实的角度讲,除了达尔文和拉马克的进化理论之外,还有其他人提出的一些进化理论,曾于19世纪到20世纪早期盛极一时,贝特森也是其中一位。我的目的,不是要否认历史,而是要证明,其他这些理论,和拉马克主义一样,从原则上讲都是错误的。而且是从始至终、彻头彻尾的大错特错。我们坐在原处,动动脑筋就能想清楚,根本用不着凭借事实证据加以推翻。达尔文主义自然选择,不仅仅获得了事实证据的支持。当我们谈及适应性进化和能实现功能性发展的进化时,自然选择无疑是我们所知的,从原则上讲,唯一能完成这项工作的理论。直觉告诉我,该理论的泛化,将会延伸到我们尚不了解的理论上。

我在剑桥会议上,并没有对无处不在的达尔文主义进行很好的讲解,而且极大的低估了展开讨论所需要的时间。那段日子,我还没锻炼出面对错误面不改色心不跳的本事。这次演讲,并不是唯一一次时间不够用的场合。至今,我仍清晰的记得,当时急的满脸通红,浑身冒汗,紧张得慌了手脚的样子。在我自认为失败的演讲结束后,茶歇时间,我独自一人郁郁寡欢的坐在空荡荡的演讲厅里。一位贴心的朋友,看出了我的情绪,于是默默的走到我身后,吻了一下我的头顶,用手轻轻拍了拍我的肩膀。女性柔情所散发出来的温暖,让我刹那间重拾抬头向前的动力。

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