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澄清几点:演化论是什么、不是什么

2020年7月18日  来源:世界观:现代人必须要懂的科学哲学和科学史 作者:(美)理查德·德威特 提供人:heidong86......

澄清几点:演化论是什么、不是什么

从最根本上说,演化论对由前面所描述的基本内容(1)和(2)所导致的随时间发生的变化进行了直接明确的描述。尽管演化论的核心很简单,但这个描述仍很容易引起某些误解。

在我看来,其中最严重的误解与认识论有关,因为它造成了关于演化论是什么、不是什么的最大困惑。具体来说,存在一个广为传播的错误观念,那就是认为演化是一个目标导向的过程,也就是说,演化论所展示的变化都是为达到某个目标而发生的变化。因此,接下来的第一个小节就将关注这个命题,并对相关命题进行讨论,比如对高等和低等物种、演化程度更高和更低的物种,以及原始和先进的物种等进行区分是否有意义。

我认为,第二个关于演化论深入人心的困惑与概率所扮演的角色有关。因此,下面将会有关于这个话题的一个小节。在下面,我们还将讨论另外两个命题,它们都涉及对演化论不那么重要但仍然很普遍的误解,而且几乎每当谈到这些误解时,人们总是表达出对演化论的困惑,因此也值得一提。这些误解包括,“演化‘只是一个理论’”的普遍看法,以及“根据演化论,人类从猩猩演化而来”的想法。

目的论也许关于演化论最广为传播且最具误导性的错误概念是:某些特性,比如智力、语言、工具的使用等,是“更高等”或“更好”的特性,因此演化过程将会产生具有这些特性的生物有机体。举个例子,思考一下这个不是很常见的问题:如果演化论是正确的,那么为什么其他动物没有发展出人类所具有的那种智力呢?为什么其他动物没有发展出语言或使用复杂工具及直立行走的能力呢?

这些问题所表达的有关演化的困惑,怎么描述都不算夸大。面对这个问题,很可能大多数人都会认为这是个有意义的问题。如果确实如此,那么这就意味着大多数人都混淆了有关演化的一个基本点。这里稍微偏离一下正题,我应该指出我并不会责怪有这样错误观念的人。我认为,在这几十年间,我本人以及学界和教育界的同僚们,在用易懂的方法向非专业人士解释演化论的关键内容方面,做得非常不够。

在结束这部分讨论时,我希望你可以清楚地知道为什么前面那个问题没有意义,或者至少,在你对演化论有正确概念的情况下,这个问题是没有意义的。首先,请注意,只有当你认为演化是一个偏向于产生某种特点的过程时,前面那个问题才有意义。这些特点有很多,比如语言、直立行走、使用工具和我们通常认为“高级”的特点,当然,毫无疑问,还有我们自认为与人类相关的其他特点。或者更简单地说,这个问题认为演化实际上是一个以目标为导向的认识论的过程。

然而,演化并不是这样的。从演化过程中的生存竞争中保留下来的特点,不管具体是什么,都可以帮助有机体在其所处环境中成功地生存下来并进行繁殖。在这种情况下,并没有哪个物种因为自身具有的特点而“更高等”或“更低等”,也没有任何一个物种可以说是演化程度更高或者更低。关于物种的归类,只存在生存下来的物种,而这些物种之所以生存下来,在很大程度上是因为这个物种的个体及其前辈具有某些特点。同样地,不管这些特点是什么,都帮助这些物种的个体在所处环境中生存下来并进行繁殖。

简言之,并不是演化过程是以产生任何特定类型的特点为目标,而是从这个过程中留下来的特点刚好使生物体得以生存和繁殖。演化过程并不是一个目标导向的过程,也就是说,并不是任何实际意义上的认识论的过程。(稍微偏离一下正题,这一领域的某些学者认为至少某些演化论的解释涉及了认识论。然而,即使是在这些认为演化论的解释与认识论有关的人群中,也存在一个广泛共识,那就是从广义上和容易产生误导的意义上说,演化过程并不是目标导向的,即不是认识论的,这也是我们这个讨论所关注的重点。)

理解了有关演化论的这一点,让我们回到这一小节开头的那个问题,也就是如果演化论是正确的,那么为什么其他有机体没有发展出人类所具有的那种特点。正如前面提到过而我希望目前已经解释清楚的,只有当你认为“人类的特点无论如何都比其他特点更好,而且这些特点无论如何都会是演化过程中为数众多的有机体所选择的特点”时,前面的这个问题才有意义。然而你心里的这个前提是很难让人理解的。简言之,演化不是一个目标为导向的、认识论的过程。

概率另一个关于演化论的常见错误概念涉及概率所扮演的角色。常听到人们说,演化是以概率为基础的,但是概率并不能产生我们所看到的复杂有机体,这就像是一阵掠过飞机废弃零件回收厂的龙卷风无论如何也无法生产出现代飞机这样的复杂结构。

这个关于演化论的观点同样具有很强的误导性。概率在演化中确实扮演一个重要角色。举个例子,有性生殖深受概率影响(无性生殖也受概率影响,尽管影响程度没有这么大),包括后代将会继承什么样的基因。像小行星撞击这样的意外天文学事件会严重影响环境,通常认为它们对地球上生命的演化发展产生了重要影响。很多地质过程也都有类似的影响,比如一条巨大的裂谷把以前共同生存的有机体群体分隔开来。还有其他无数意外事件,都影响了演化所产生的改变。

毫无疑问,概率在演化中扮演了重要角色。然而重点是,演化论并不认为演化仅通过概率发生。实际上,演化是一个概率与选择共同发挥作用的过程。在前面有关演化基本内容的讨论中,基本内容(2),也就是生存竞争,其实说的就是选择过程。毫无疑问,选择过程和概率共同作用,就可以产生复杂的形式。

让我举个非常简单的例子,来说明随机过程和选择过程共同发挥作用可以产生复杂的形式。思考一下“康威生命游戏”。这是一个对演化过程的电脑模拟,起点是一个基本实体的集合,这些基本实体通常被称为生命细胞,而且通常随机分布。在这些随机分布并分类的生命细胞基础之上,加入了非常简单的选择过程,这个过程决定了新生命细胞是否会出现,或者现有生命细胞是否会消失。尽管这个选择过程出人意料地简单,但是这个结果与最初生命细胞的随机分布组合在一起,通常会形成一个始终进行的、结果不可预测的过程,在这个过程中会出现许多复杂形式,其数量会多到无法想象。举个例子,这个概率和选择过程的组合通常都可以带来很多种多细胞实体。有些多细胞实体会“吃掉”其他实体,有些会以固定的时间间隔产生“后代”,有些会“旅行”(甚至包括长距离旅行),有些会以固定的时间间隔发射出实体来把其他实体“拉”过来,有些则以固定的时间间隔发射出实体来把其他实体推走,等等。

生命游戏于1940年面世,时至今日,已覆盖了一整个研究领域,其研究内容涉及与选择过程同时存在的随机事件如何产生复杂的结构和行为。这个研究领域本身很吸引人,但对我们来说,重点是它说明了复杂结构和行为可以从随机过程中产生,前提是这些随机过程需要与选择过程同时存在,这与演化论中的描述相同。简言之,我们在这一小节开始时考虑的那一类说法,也就是“诸如在演化论里所能找到的那些随机过程不可能产生复杂有机体”,其实是对演化论的一种根本性误读。

演化论“只是一个理论”常常可以听到演化论被轻描淡写地总结为“只是一个理论”。在这个简短的小节中,我们将看到,为什么这个说法从某种意义上说是正确的,但是即使从这个意义上说是正确的也没什么大不了。从一个更重要的角度,也就是人们通常使用这个说法时的目的来看,它则是一种误导。

从一个无足轻重的角度来说,这个说法是正确的,从这个角度来看,科学的一切都只是一个理论。就像我们在前面几章中所看到的,在亚里士多德世界观时期,人们认为可以得到绝对确定的科学事实,用我们现在的话来说,也就是这些事实并不仅仅是个理论。然而,我们也同样看到,到了17世纪以后,这种关于科学的观点就被替代了,具体来说,没有人再认为科学里的任何观点是绝对确定的。取而代之的是,我们现在认为最好的理论也就是个理论,也就是说,是我们所掌握的对数据最好的解释,而且如果你用现实主义态度来对待它,你同样会觉得它至少部分反映了现实的样子。但是,现在无论如何已经没有一个科学观点可以说是绝对确定的。因此,演化论确实只是个理论,但是仅仅是从“科学的一切都只是个理论”的角度来说的。

有一个话题与此紧密相连,因而值得注意,那就是与早期科学课程通常所教授的相反,对“假说”“理论”“定律”“原理”等诸如此类的科学术语,不存在得到普遍认可的、明确的使用规则。事实上,这些术语的用法非常广泛。

具体来说,“理论”这个词通常至少有两个截然不同的用法。要理解这一点,让我们来思考两个例子,第一个是弦理论,另一个是相对论。

在本书中,我们并没有讨论弦理论,不过幸运的是,要提出我想说明的一点,只需要一点点背景知识就足够了。弦理论是物理学中相对较新的一个主张,而且像其他理论一样,设计这个理论是为了解释特定的一些数据。值得注意的是,由于没有直接的实验数据支撑,弦理论在很大程度上是推测,因此,即使是这一理论的主要支持者,也承认至少在现有技术条件下,很难想象能有哪种实验设计可以把弦理论的核心观点付诸实践。然而,弦理论是物理学中一个有趣而且可以研究的领域。以后人们可能会发现这个理论可以为物理学带来持续而有价值的贡献,或者也可能像其他很多理论一样,被证明是个死胡同。然而,这个理论恰好说明了“理论”这个词在科学中的一个常见用法,也就是用来指代对数据的一种解释,这种解释目前可能是猜测,还没有得到经验的证实或不证实。简言之,在这个语境里,“理论”这个词用来指代一种有趣的想法,但同时这个想法在很大程度上说是猜测,而且还未经经验证实。

不过,现在,让我们思考“理论”这个词另一个常见但又相当不同的用法。举个例子,思考一下前面几章讨论过的广义相对论。它通常都被称为“相对论”“相对性的理论”或者其他类似的名字。但是,在这个语境中“理论”一词的用法与其在弦理论语境中的用法就完全不同了。具体来说,与弦理论不同,相对论是一个得到了高度证实的理论。正如在前面几章中讨论过的,相对论的经验支撑是相当多的。因此,与弦理论不同,相对论绝不是猜测,不是未经经验证实的想法。在这个用法中,“理论”这个词被用来指代一种有很多经验支撑的观点,而且毋庸置疑,通常认为这个观点是我们最好的观点,在其所涉及的话题上,这个观点即使不是终极解释,至少也能够很好地解释经验数据,从而使其核心内容在后续解释中很有可能得到保留。

具体到演化论上,这里的“理论”是“理论”这个词的第二种用法,而不是第一种用法。也就是说,这个词在这里的用法与我们谈到相对论时对它的用法相同。因此,把演化论描述成“只是一个理论”是一种误导。相比之下,支持演化论的经验证据的力度非同一般;事实上,演化论的经验支撑几乎可以算是现代科学所有观点中最强的。

人类从类人猿演化而来接下来要讨论的命题涉及与祖先和后裔有关的演化论中的一些正确观点,这也是我在这一小节中所要讨论的最后一个命题。常常可以听到人们说,根据演化论,人类是由类人猿演化而来的,而且这样说时通常都是想表达对演化论的负面态度。从某个意义上说,这个说法是正确的,但是我认为这并不是这个说法真正想要表达的意思。

需要注意的第一点是,人类并不是从现存的任何一种类人猿演化而来的。现存的与我们关系最近的类人猿是黑猩猩和倭黑猩猩。然而,我们当然并不是从这两种黑猩猩中的任何一种演化而来的,也不是从现存的其他任何种类的类人猿演化而来的,包括大猩猩和红毛猩猩。原因很简单:400万~600万年前,当我们的祖先开始获得我们现在认为是人类独有的那些特点时,任何一种现代类人猿都还不存在。因此,我们就不可能是从现存的任何一种类人猿演化而来的。

下面所描述的才是对我们与现代类人猿之间关系的正确理解。打个比方,思考一下你和某个与你有血缘关系的亲戚(也就是你们之间的关系是通过家庭建立的,而不是婚姻)之间的关系。为了有一个实在的例子,假设我们所思考的是你和你的表姐萨拉之间的关系。绝不会有人说你是萨拉的后裔。相反,正确的情况是,你和萨拉都有一个共同的先人,你们俩都是这个先人的后代。你要往回数几代才能找到这个共同的先人,这取决于你与你的这个亲戚关系有多近。如果这个亲戚是你的亲兄弟姐妹,那么你们最近的共同先人就是父母;如果这个亲戚是你的堂兄弟姐妹或表兄弟姐妹,那么你们最近的共同先人就是你的祖父母或外祖父母。如果这个亲戚是你的曾姑/姨祖母(或曾姑/姨外祖母),那么你得往回数四代才能找到你们最近的共同先人,也就是你的太高祖父母或太高外祖父母。

简言之,正确的观点不是我们从现代类人猿演化而来,而是现代人类与现代类人猿拥有共同的祖先。不过,这里与前面的例子中往回数一代、两代或三代就可以找到最近的共同先人不同,对我们与任何现代类人猿来说,需要往回数大约25万代,或往回数大约500万年,才能找到最近的共同祖先。

这里简短讨论一点题外话,与我们跟现代黑猩猩的关系相比,我们与其他许多物种的关系实际更近。举个例子,许多属于不同物种的人类曾经存在过,比如尼安德特人。大多数古人类学者(也就是专注于研究人类起源的专家)认为至少其他四个物种的人类存在过,还有些人认为不止四种。从最近的共同祖先的角度来讲,我们与其他种类的人类之间的关系要比与任何现代黑猩猩之间的关系更近。然而,我们是最后一种生存下来的人类,我们那些关系更近的亲戚,也就是其他“物种”的人类,现在都已经灭绝了。

在结束这个关于祖先的小节前,有一个演化论的特点值得澄清。你和我,还有所有人类,与地球上的所有生命体都有联系。也就是说,我们与这个星球上每一个有生命的物体都拥有一个共同的祖先。正如我们在前面提到过的,现存与现代人类亲缘关系最近的生物是黑猩猩和倭黑猩猩,而这仅仅意味着人类与这些猩猩之间最近的共同祖先比人类与其他生物物种之间最近的共同祖先在时间上距离我们更近一些。大猩猩是现存与人类亲缘关系第二近的生物,但是两者之间最近的共同祖先要比我们与黑猩猩之间最近的共同祖先更远。随着我们所选的物种与人类之间的亲缘关系越来越远,我们要找到两者之间最近的共同祖先就需要在演化历史中回溯得越来越远。而这不仅适用于动物,人类和树木也有最近的共同祖先,不过我们需要回溯到非常久远的时候才能找到。人类与细菌和病毒之间的关系,甚至与地球上任意其他物种之间的关系,都是如此。地球上每一个有生命的有机体都是我们的亲戚,每一个曾经在地球上出现过的有机体(只要我们所知道的)也都是我们的亲戚。

演化论

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