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《失控》笔记 第 19 章 后达尔文主义(POSTDARWINISM)

2011-09-28 15:41阅读:
19.1 – 达尔文进化论不完备之处(The incompleteness of Darwinian theory
19.2 – 只有自然选择还不够(Natural selection is not enough
19.3 – 生命之树上的连理枝(Intersecting lines on the tree of life
19.4 – 非随机突变的前提(The premise of non-random mutations
19.5 – 怪亦有道(Even monsters follow rules
19.6 – 化抽象为具象(When the abstract is embodied
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19.7 – 物以类聚(The essential clustering of life
19.8 – DNA并不能给所有东西编码(DNA can't code for everything
19.9 – 不确定的生物搜索空间密度(An uncertain density of biological search space
19.10 – 自然选择之数学原理(Mathematics of natural selection

纵观本章,KK都在说明一个问题:生命所包含的东西,不仅仅是达尔文主义所说的那些东西。有那么一批微生物学家、基因学家、理论生物学家、数学家和计算机科学家,他们并不排斥达尔文所贡献的理论;他们想做的,只是要超越达尔文已经做过的东西。他们成为“后达尔文主义者”(postdarwinians
后达尔文主义者说道:“正是因为自然选择什么都能解释,所以它其实什么也没有解释。”('Natural selection explains nothing, because it explains everything.')他们非常希望,探究自然产生的复杂性,因为生命形式有一个因果上的难题,似乎任何共同进化的生物体,看起来都是自我创造出来的;同时也希望探究实体从有部件构成的网络中涌现出来所需遵循的规则。
他们如今可以充分的运用计算机仿真,这第三种进行科学工作的方式(前两种是理论和实验),为诸如“人工进化”的研究,提供有力的支持。KK认为,自然选择的基础条之一 – 变异,和所谓的“进化”,两者有质的差别。
法国进化学者比埃尔.道格拉斯(Pierre-Paul Grassé,1895 -1985)说:“变异是一回事,进化则完全是另一回事。两者之间的差异,怎么强调都不会过分……变异提供了变化,但不是进步。”('Variation is one thing, evolution quite another; this cannot be emphasized strongly enough.... Mutations provide change, but not progress.')
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所以后达尔文主义提出,归根到,进化过程中还存在别的作用力。对于这点,我也深表认同!如同林恩.玛格丽思(Lynn Margulis)所说:“自然选择是编辑,而不是作者。”这位学者是著名的“内共生”(Endosymbiotic theor)理论的提出者。1965年,她提出真核细胞生物间质内的细菌合力形成了细胞,这在当时形成了轰动。
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KK认为,生物界的突变和变异起源的准确的事实真相仍不确定。显然,变异不是由随机突变而产生 – 至少不总是如此;变异中其实存在着某种程度的秩序。如同基因与基因之间存在着十分广泛的互相作用和互相调节的关系,因此,基因组形成了抗拒变化的复杂整体。很多时候,突变发生在有选择压力的情况下,不应该是自然选择下的一系列随机累积的结果。
有科学家认为,畸形学在进化生物学中有着重要地位,是一幅被忽视的描绘活生物体强劲内在自组织进程的蓝图。KK认为,生物内部结构特别是染色体的内部结构,以及发育过程中所累积的形态改变,发挥着等同于或超出自然选择的作用,造成了生物组织的多样性。(internal structure, particularly the structure of the genome, and the accumulated morphogenesis of development, may be an equal or greater influence upon the variety of biological organizations possible.)这让我想起了之前集智俱乐部的《中性生态理论》的读书会。
第六小节,KK提到了卵细胞与染色体基因,共同塑造了婴儿的发育,而非完全由基因掌控。因此,成熟机体的变异,受到胚胎期母体卵细胞环境的间接作用,以及遗传基因的直接作用。其中一个案例,就是唐氏综合症(我的一个亲人近期正好碰到了这个症状)。高龄产妇的婴儿,容易患唐氏综合症,因为两条控制生育缺陷的染色体在母体的卵细胞中相处了太久,以致彼此纠缠在一起导致。(这里很有意思的是一个关于卵细胞的数据:女性一生所有的卵细胞都是在出生时就准备好了的,以后会不断减少。刚出生的女婴有不到100万个卵细胞,到初潮时只有约25万个,到绝经为止,女性一生所能排出的卵子总数只有不到500个。)
在“基因化身肉体”(the genes become flesh)的胚胎早期阶段,胚胎就是一个放大器,微小的改变会在发育过程中被放大。这是伯克利的遗传学家理查德.高兹施密特(Richard Goldschmidt)在他的主要著作《进化的物质基础》(The Material Basis of Evolution)中提出的。

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高兹施密特的观点:进化是物质和信息互相混合的过程,遗传逻辑不能违背其所栖身的物质世界的规律。19.6-P564(evolution is an intermingling of material and information, and that genetic logic cannot be divorced from the laws of material form in which it dwells.)
在第7节里,KK认为,进化实际上是以量子跃迁的方式进行。一个复杂系统,往往由许多子个体组成层级结构,它本身阻碍了整体系统去达到理论上所有可能到达的状态,但这种层级结构,也赋予了它能完成大规模跃迁的能力。所以,大系统(包括经济体、思维、生态群落乃至国家)如果为了适应而必须偏离其本源太远的话,往往是死路一条。此时,需要一个“浴火重生”式时的跃迁,才能继续!这令我想起了一些大型企业,在“破坏性创新”到来之时,往往因掉头难而陷入困境。在当今的网络时代,随着信息流的加速和全球化、碎片化的进程,使得企业需要更强的适应性和“脱胎换骨”的能力。
生物本身的复杂系统,受制于三种约束:一个是来自基因组的内部约束,另一个来自于躯体所遵循的法则约束,第三个是被种群接受的约束。从“控制论”的角度来说,就是变异会落在另一个具有整体性和内敛性并且内稳的吸引域中(混沌吸引子)。而“进化”的魅力就在于,能跨越这三种稳态的约束!迈尔(Ernst Mayr,1904 - 2005)《走向新的生物哲学》(Toward a New Philosophy of Biology)一书中写到:“进化最艰难的壮举就是挣脱这种内敛性的束缚。这就是为什么在过去5亿年中只出现了很少的新物种……”(The most difficult feat of evolution is to break out of the straight-jacket of this cohesion. This is the reason why only so relatively few new structural types have arisen in the last 500 million years,)
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生物内敛性的吸引子有很多,例如:四肢、腔肠、五指…… 然而,我们对现实的生命形式库中真正的生命分布还几乎已无所知。在第8小节,KK正式引出了我真正感兴趣的科学 – 复杂性科学(the science of complexity),这是目前唯一有可能揭秘生物本质的科学领域!这门科学已经揭示:进化不是一个生物过程。它整合了技术的、数学的、信息和生物学的过程。
在本章的最后,KK相信存在一种生命的数学。自然选择也许只是这种数学中的加法。要想充分解释生命的起源、复杂性的趋势以及智能的产生,还需要更多的数学手段。这也是目前国内外复杂性科学讨论的核心所在,这是一个充分跨学科的领域!
在如此复杂的大自然界 和 如此简洁的理论之间,似乎总缺失了一些什么。。。这是KK本章留下的思考!

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