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我们都生活在达尔文的世界里

“适者生存”不仅帮助我们理解物种的起源,也帮助我们理解爱情、政治,甚至宇宙。

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你可以称 海伦·费希尔 为达尔文主义的媒人。这位来自罗格斯大学的著名人类学家,也是一位畅销爱情书籍作家,同时还是在线约会服务 Chemistry.com 的首席科学顾问。这项服务利用了费希尔经过多年对浪漫吸引科学研究后开发的 问卷。它揭示了申请者所表现出的四种广泛的、基于生物学的性格类型中的哪一种,并帮助识别具有兼容大脑化学的伴侣。在设计问卷时,费希尔借鉴了查尔斯·达尔文思想所启发的进化心理学原理。她甚至还利用这些原理来评估达尔文本人。(他是一位“谈判者”、“富有想象力和理论性”、“谦逊、随和、直觉型”——但可惜已婚,且已逝世。)

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费希尔的工作只是达尔文伟大生命理论的无数分支之一。自《物种起源》出版以来的150年里,似乎没有哪个人类思想或活动领域未受到达尔文主义分析的影响。进化论已经渗透到社会科学中,被用来解释人类政治和消费习惯。它改变了计算机科学,激发了像生命体一样适应和变化的解决问题的算法。一位顶尖理论物理学家引用它,提出进化有助于塑造宇宙的规律。一位著名神经科学家将选择思想视为描述大脑细胞间连接的完善。文学评论家根据达尔文主义的原则分析小说的情节、主题和人物。甚至连宗教,这个最著名地与达尔文格格不入的领域,现在也宣称有一位进化论传教士。

“达尔文思想有点像引力,”费希尔说,“它已经渗透到万事万物之中。”

达尔文理论的普遍吸引力在于其核心信条:自然选择,或适者生存。该信条指出,最能适应环境的生物将最有可能繁殖,传播其适应性性状并淘汰竞争对手。自然选择创造了一个充满活力、不断变化的生物群,由遗传变异、对不同环境的适应、对有限资源的竞争以及个体间的合作交流驱动而进化。它解释了生命从简单的开端如何产生多样性和复杂性。

“自然选择原理确实是第三种思维方式,”纽约宾厄姆顿大学的进化论学者 大卫·斯隆·威尔逊 说。在他的著作《人人都懂进化论》中,他将其与神学思维(上帝创造的)和机械思维(其各部分使其如此运作)区分开来。“自然选择是一种令人难以置信的强大洞察力来源,”威尔逊说。它的力量不仅限于生命科学。同样的筛选范式可以描述无生命系统中复杂性的兴起:股票市场、交通时刻表。尽管其他数学模型能够模拟复杂现象,但只有达尔文的方法展示了某些复杂系统不仅如何产生,而且如何随着时间适应环境所施加的限制,就像生命系统一样。

“唯一已知能产生适应性复杂性的过程是自然选择,”纽约石溪大学的进化生物学家马西莫·皮格留奇说,“这是达尔文的主要洞察,他的根本贡献。但我们今天所做的远超达尔文所能梦想的。”

图片由约翰·古尔德绘制,《小猎犬号航程》

例如,达尔文无法预料到安大略省滑铁卢周边理论物理研究所的物理学家李·斯莫林的工作。斯莫林利用达尔文主义概念来构建一种宇宙理论,他称之为 “宇宙自然选择”。他发展了一种理论,认为存在大量看不见的宇宙,每个宇宙都由黑洞的坍缩产生。这些坍缩的条件赋予每个宇宙一套独特的基本参数,例如其各种亚原子粒子的质量。就像地球上的生命多样化一样,斯莫林理论中的“多重宇宙”从简单的开端演变为复杂多样的宇宙集合,每个宇宙都展现出一套独特的特征。

艺术通过组织合作行为带来选择优势。同样的道理也适用于宗教。

宇宙自然选择可能有助于解决物理学中的一个主要难题:我们宇宙中基本常数看似任意的数值。例如,为什么中子比质子更重,而不是反过来?斯莫林说,如果存在大量具有独特参数的宇宙,那么我们自己的情况似乎就不那么特殊或不可能了。事实上,宇宙自然选择特别青睐像我们这样的宇宙——其中可以形成大质量恒星并产生新的黑洞。“通过使用达尔文主义方法,我能够解释我们宇宙中不可思议的复杂性,”斯莫林说。

进化论在生物学之外的另一个应用是被称为遗传算法的计算机编程技术。这种方法通过生成不同解决方案的种群,然后根据预设的约束条件测试这些场景,从而“进化”出解决线性思维难以解决的问题。正如自然选择作用于生物种群以确保最适应环境的生物体生存和繁殖一样,遗传算法淘汰“不适宜”的解决方案,并改进最符合性能要求的方案。在一个著名的例子中,承包商利用遗传算法设计了波音777的喷气发动机。在另一个例子中,新墨西哥州立大学的研究人员设计了一个用于犯罪识别的“面部识别”程序,该程序重新组合面部特征,直到它们与目击者对犯罪者面容的记忆相匹配。“我们正在让达尔文的思想跑得更快、跳得更高,”伊利诺伊遗传算法实验室主任 戴维·E·戈德堡 在香槟厄巴纳说。

约翰·霍兰德,密歇根大学心理学和计算机科学教授,被认为是遗传算法之父。他目前正在研究新一代软件工具,这些工具不仅能优化设计,还能随着系统元素本身的演变而适应变化的约束。这类程序将能够模拟复杂的适应系统——例如股票市场或互联网流量——在这些系统中,参与者的行为不受固定规则的支配。在霍兰德的模型中,与生物系统的相似性并非偶然;它是明确的。

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诺贝尔奖获得者、圣地亚哥神经科学研究所所长杰拉尔德·埃德尔曼的工作更符合生物学模型。在20世纪60年代,他利用进化论解释免疫系统如何迅速产生针对其从未遇到过的病原体的抗体。他了解到,制造抗体的细胞DNA变异导致了各种细胞类型,每种细胞表面都带有一个独特的抗体分子。当受到毒素或感染的挑战时,免疫系统会筛选这个种群以寻找匹配,然后迅速增殖产生匹配抗体的克隆细胞系。利用一种自然选择,免疫系统选择了最能应对环境挑战的细胞系。“达尔文最重要的思想之一是群体思维,”埃德尔曼说,“这就是达尔文的两步:变异和选择,变异和选择,如此代代相传。”

在20世纪80年代,埃德尔曼将同样的思维方式应用于大脑连接,展示了当与环境的互动优先强化某些神经元群体之间的连接时,记忆是如何形成的。未使用的连接会消失。他将这种理论称为神经达尔文主义。“我的整个职业生涯似乎都受到达尔文思想的支配,”他说。(参见《发现》杂志2009年2月刊 对杰拉尔德·埃德尔曼的专访。)

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埃德尔曼的研究表明,达尔文的思想在生物的各个方面都具有卓越的适用性。达尔文撰文阐述进化如何塑造整个有机体的命运,但其原则也适用于单个细胞。例如,癌细胞与正常细胞竞争身体资源,适应性最好的细胞生长迅速,最终形成肿瘤。“癌细胞根据自然选择的原则在我们的体内进化,”密歇根大学的 兰道夫·内塞 说,他是进化医学领域的先驱。进化医学的实践者通过考虑我们物种的深层历史来分析疾病和发病率模式。从这个角度来看,很明显人类之所以容易肥胖,是因为我们的身体是在食物匮乏的环境中进化的,在这种环境中,尽可能多地摄入高能量食物是一种有益的生存策略。(而在快餐店,则不是这样。)进化视角也解释了为什么男性平均比女性早七年去世:那些最大限度提高其繁殖成功率的因素也损害了他们的长期健康。“如果没有进化背景,你真的无法理解为什么身体没有设计得更好,”内塞说,“它让你能够回答那些你否则根本无法回答的问题,比如‘为什么会有衰老?’和‘为什么会有性?’”

根据海伦·费希尔和其他进化心理学支持者的观点,进化论帮助他们解答了“什么是爱?”和“我们为什么会以某种方式投票?”等问题。许多进化心理学家认为,人类的认知和情感构成是对我们祖先环境的一种适应。哈佛大学生物学家 爱德华·O·威尔逊 在1975年出版的《社会生物学:新综合》一书中,用一个简短的章节开启了这门学科,他提出进化论在动物行为方面的见解也适用于人类。

如今,进化的世界观已扩展到经济学和政治学以及人类交配行为的分析。它丰富了经济学家长期以来用于解释市场中人类行为的“理性选择”模型。传统的经济模型假设人们只为自身利益行事,正如传统的进化论描述个体之间的竞争一样。但合作和利他主义倾向也经常出现在经济行为研究中。例如,可能因累进税而受损的人们,仍然可能投票支持它。“你无法根据人们的收入来预测他们将如何就收入再分配问题投票,”新墨西哥州圣达菲研究所的经济学家赫伯特·金蒂斯说。

金蒂斯和其他经济学家 指出 [pdf],达尔文思想的最新阐述既能解释经济领域的合作,也能解释竞争,他们正在相应地修改理性选择模型。合作行为的模板来自所谓的群体选择,该理论认为,即使某种特征对个体来说代价高昂,但如果它能给群体带来优势,它仍能在群体中持续或传播。这种自我牺牲的行为可能创造出适应良好的社会,以至于自私的个体无法与它们竞争。从进化的角度看,群体选择促进了亲社会倾向,如诚实、值得信赖、体谅和忠诚——这些特征在文明后来的发展中是有用或必要的。“当然,这些道德倾向是调节而不是消除对自身利益和对亲朋好友的忠诚的考量,”金蒂斯在去年三月出版的《科学》杂志上 写道

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自利与集体福祉之间的选择性张力反映了政治学中一个长期存在的争论。“政治理论史上如此多的辩论最终都归结为对人性的辩论,”北伊利诺伊大学政治理论家拉里·阿恩哈特说。在他的博客“达尔文保守主义”中,阿恩哈特利用进化论原则批判政治问题,例如去年国会批准的救助方案。他认为,如果人类是高贵的野蛮人,天生善良,那么政府就必须小心,不要腐蚀我们崇高的意图。如果我们的内心堕落,那么政府就必须采取行动来约束我们的基本冲动。由于个体生存和群体选择的相互作用,进化生物学表明我们可能两者兼而有之。“越来越多的政治学家正在寻求生物科学的指导,”阿恩哈特说。

在达尔文思想的众多皈依者中,有两个群体仍然是显眼的反对者:艺术家和宗教信徒。大卫·斯隆·威尔逊在《人人都懂进化论》中写道,艺术家“很可能普遍认为科学,特别是进化论,与他们的关注无关,甚至是对他们珍视的一切的威胁”。然而,他认为进化论甚至突破了这种阻力。2005年,威尔逊共同编辑了《文学动物》,这是一本将达尔文主义概念应用于文学分析的论文集。他说,文学是“文化进化的化石记录。如果你是一个进化论者并且喜欢阅读,每次拿起小说,进化的主题就会跳入你的眼帘”——性、死亡、亲属关系、自我牺牲、竞争。

威尔逊说,艺术的存​​在本身就需要用进化论来解释。艺术表达具有基因进化的所有特征:它在生命早期出现,本身令人愉悦,存在于所有文化中,并由大脑中古老的神经通路介导。新墨西哥大学的进化心理学家杰弗里·米勒认为,艺术的进化是为了让潜在的伴侣展示他们的智力适应性。(参见《发现》杂志2009年2月刊 对杰弗里·米勒的“5个问题”专栏。)

威尔逊认为,艺术——特别是传统文化中常见的集体创作——带来选择优势,因为它有助于组织合作行为。他认为,同样的推理也适用于宗教。他的研究记录了宗教情感和组织如何通过促进群体内部以及有时群体之间的合作,为信徒带来生存益处。

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宇宙自然选择可能有助于解释基本常数看似任意的数值。

“一种特定的宗教使其成员适应当地环境,使他们能够通过集体行动实现单靠个人或没有宗教共同努力无法实现的目标,”威尔逊写道。“宗教的主要好处发生在这个世界,而不是来世。”威尔逊说,宗教对超自然信仰的强调之所以进化出来,是因为超自然解释似乎比事实解释更能激发人类合作。从进化的角度来看,你相信什么并不重要,只要这种信仰能给你带来选择优势。

与超自然维度相结合,对进化的信仰本身也可以演变成一种宗教。以迈克尔·道德为例,他是一位巡回牧师,自称是“进化论传教士”,宣扬“神圣的进化轨迹”。他在 网站 上写道:“我感谢上帝,感谢宇宙、生物和人类诞生这长达140亿年的史诗。讽刺的是,进化论让我们与上帝有了更亲密、更私人的关系,因为上帝不再遥远、非自然和无力。它还为我们提供了一种思考宗教的方式,帮助我们理解各种宗教为何不同,以及我们如何能够跨越种族和宗教差异进行合作,共同创造一个繁荣的世界。在我看来,这两者都是真正的好消息。”

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通过赋予科学个人意义,道德与耶稣会士、古生物学家 皮埃尔·特亚尔·德·夏尔丹 相似,后者曾设想人类和宇宙朝着他称之为欧米茄点(Omega Point)的神圣、无限复杂的意识方向进化。但这两人仍是极其罕见的物种:虔诚的科学信徒,他们的目的论主张蔑视科学验证的严谨性。与道德和特亚尔·德·夏尔丹不同,威尔逊秉持一种严格的世俗热情。然而,尽管他们可能在目标上存在分歧,但这些截然不同的达尔文主义思想家在方法上却达成了一致。

“生物会进化,归根结底,我们也是生物,”威尔逊说,“这一点你无法否认。”

点击此处,查看《发现》杂志为纪念达尔文诞辰200周年及《物种起源》发表150周年而推出的特别专题。

《物种起源》

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