我们都假设未来会与过去相似,这是我们所有归纳推理的一个根本的却无法被证实的前提,休谟已经指出过这一点。大自然(体现在自然选择的过程中的设计开发师)做的是同样的假设。在许多方面,事情确实维持不变:重力继续施展它的力量,水继续蒸发,有机体继续需要补充和保有它们体内的水分,逼近的物体继续在视网膜上占据越来越大的区域,等等。针对类似这样的一般情况(generalities),大自然提供了长期的问题解决方案:硬连线的、基于引力的朝上方向探测器,硬连线的口渴警报器,硬连线的有物逼近就闪开的回路。有些事情会变化,却是以可预测的周期来变化,这时大自然就用别的硬连线装置对此做出反应,比如由气温变化所触发的冬天长毛的机制,又比如内建的闹钟,这些闹钟控制着夜间活动与日间活动的动物的醒睡周期。但还有一些时候,环境里的机遇与变化相对来说不是大自然或任何东西所能预测的——它们是一些无序的过程,或受到这类过程的影响(Dennett, 1984a, p. 109ff)。在这些情况下,没有一个一成不变的设计可以适应所有的可能性,所以较好的有机体就是那些能在一定程度上重新设计自己,以面对它们所遇情况的有机体。有时这样的重新设计叫作学习,有时则仅仅被称为发展。它们之间的分界线应划在哪里,这是一个争议不休的问题。鸟儿学习飞行吗?它们学习唱歌吗?(Nottebohm, 1984; Marler and Sherman, 1983)它们学习长出它们的羽毛吗?婴儿学习走路或说话吗?因为这条分界线(如果存在)与我们当下的目标无关,所以让我们用后天设计固定(postnatal design-f ixing)来称呼任何这样的过程,而不管它出现在从学习聚焦你的眼睛到学习量子力学的这个学习范围内的哪一处。在你出生时,仍然有一定的变化空间,这个空间最后由这样或那样的过程固定下来,成为你后来生命过程中的一个相对稳定的设计元素(一旦你已经学会骑自行车或者讲俄语,这种能力往往会一直伴随着你)。
这样一个后天设计固定的过程如何能够完成呢?只能以一种(非奇迹的)方式:通过与先天固定设计极为类似的一个过程,换言之,通过在个体里(在表型里)发生的自然选择的演化过程。已经由日常自然选择固定在个体里的东西,必须扮演机械选择者的角色;其他东西则必须扮演为数众多的候选者的角色,以供自然选择挑选。对此过程,人们已经提出了许多不同的理论,但是,除开那些完全疯狂的理论或者直言不讳的神秘主义理论,其他所有理论全都具有这种结构,它们的区别只在于所提出的机制的细节。在20世纪的许多年里,最有影响力的理论是B.F. 斯金纳(B.F. Skinner)的行为主义,这一理论认为,刺激——反应的组合是接受选择的候选对象,而“强化”刺激则是选择的机制。快乐与痛苦的刺激,也就是胡萝卜与大棒的刺激,对于塑造行为的作用确实是不可否认的,但是人们已经广泛注意到,行为主义的“操作性条件反射”的机制过于简单,因而无法解释像人类这样复杂的物种(很可能也包括鸽子,但那是另外一回事)的后天设计固定的复杂情况。如今,人们将重点放在了推动大脑内部的演化过程的各种理论上(Dennett, 1974)。这个想法的不同版本已经出现了好几十年,现在,由于有可能在巨型计算机的模拟中测试相互竞争的理论模型,随之出现了许多争论,因此我们将会明智地避开这些争论。[6]
就我们的目标而言,且让我们这样说:以这种或那种方式,具备可塑性的大脑有能力以适应的方式重新组织它自己,以对在有机体环境里遇到的特殊新事物做出反应,而且,大脑借以做到这一点的过程很有可能是机械的过程,与自然选择极为相似。这是演化的第一个新媒介:在个体大脑里的后天设计固定。接受选择的候选对象是控制或影响行为的各个大脑结构,而这个选择又由这个或那个机械的清除过程完成,这个过程本身则是通过遗传安装在神经系统里的。
令人吃惊的是,这种本身作为自然选择的遗传演化产物的能力,不仅使有此能力的有机体,相比于那些不能重新设计自己的硬连线表亲,具有某种优势,而且还能反作用于遗传演化过程,使之加快速度。这是一个以各种名称闻名的现象,其中最有名的名称是“鲍德温效应”(见Richards, 1987; Schull, 1990)。下面让我们来看看它是如何运作的。
考虑一个特定物种的种群,其中各个个体在一出生时大脑连线方式就有很大的不同。让我们假设,其中可能的一种连线方式正好赋予其占有者一个好计策(Good Trick)——一种能够极大地保护自己或增加其机会的行为天分。我们可以在所谓的适应地形图(adaptive landscape)中来表示它,高度代表适应度(适应度越高越好),经纬度代表连线方式的变量(我们不必为这个思想实验具体指定这些变量)。
如图7.1所清楚表明的,只有一种连线方式受宠,其他的连线方式,不管它们如何“接近”于成为好的连线方式,在适应性上都是差不多的。这个连线方式就好比干草堆里的一根针,它对自然选择来说实际上是不可见的。[7]即使一些幸运的个体以这种方式连线,它们幸运地传播到由后续世代组成的种群之中的概率,也可能小到难以被察觉,除非在这些个体中存在设计的可塑性。
那么,假定所有的个体从一开始在遗传上就不同,但在它们的生命过程中,由于有可塑性,它们能在自己可以见到的设计可能性空间中游荡。而且,由于环境方面的种种特殊情况,它们都倾向于向那个受宠的连线方式移动。在它们的环境中存在一个好计策要学习,而它们全都倾向于学会它。假设这样一个好计策是这样的——那些未曾学会这个好计策的个体,处于严重的劣势;再假设那些绝不倾向于学习这个好计策的个体,在生命一开始所装备的设计空间中离那个好计策最远(因此需要更多的后天再设计),而那些倾向于学习这个好计策的个体,则离它较近。
有一个奇怪的观念(改编自Hinton and Nowlan, 1987)可以帮助我们想象这种情况。假设在每个动物大脑里有10个位置,在这10个位置上,一条“连线”能够以A和B这两种方式中的任何一种来与之连接。假设好计策就是用AAABBBAAAA这个连线设计的,而其他的连线方式在行为上几乎同样平平无奇。由于所有这些连接都是可塑的,因而每个动物在其生命过程中都能试验A与B连线方式的210种不同的组合。一些动物出生时的状态是BAABBBAAAA,到达好计策那里只需一个位置重连线(虽然它们当然可能会到处游荡,先去尝试一系列其他的再连线方式)。另一些动物出生时的连线方式是BBBAAABBBB,它们将不得不重新在10个位置上重连线(而且不能重新回到错误的连线方式上),才能找到好计策。那些大脑一开始就与目标更接近的动物,会比一开始与目标离得较远的动物有生存优势,即使生来具有“近距差错”的结构,与生来就有“远距差错”的结构相比,并没有其他的选择优势(如图7.1所示)。于是,下一代的种群将主要由更接近目标的个体所组成(因此这些个体在其生命中又更倾向于发现这个目标),这个过程能一直持续下去,直到整个种群都从遗传上固定在好计策上。个体以这种方式“发现”的好计策,因此就可以相对迅速地传给将来的世代。
图7.1
如果我们让个体有可变的机会,在其生命过程中撞到(然后“识别”并且“坚持”)好计策,那么在图7.1中几乎不可见的“那根针”,现在就会成为自然选择可以登上的一个全然可见的小山山顶(见图7.2)。这个过程,也就是鲍德温效应,起初可能看起来比较像拉马克的后天获得性遗传观点,但其实不然。个体学会的任何东西都不会传给它的后代。只是那些足够幸运、在设计空间中更接近一个可学到的好计策的个体,往往会有更多的后代,这些后代也往往更接近那个好计策。经过几代人的努力,竞争变得更激烈了:最后,除非你一生下来就有(或十分接近)那个好计策,否则你就没有处在近到足以与其他个体竞争的位置。但是,如果没有可塑性,就不会出现这个效应,因为“失之毫厘,谬以千里”,除非你能不断地尝试不同的值,直到你得到正确的值为止。
图7.2
我们可以说,多亏鲍德温效应,物种通过对邻近可能性空间的表型(个体)探索,就可以预先检验各种不同的特定设计的效能。如果由此发现一个特别成功的设计,这个发现就会创造一种新的选择压力:在适应地形图中更接近该发现的有机体,相比于距离较远的有机体,会有明显的优势。这意味着,与没有可塑性的物种相比,具有可塑性的物种将倾向于更快地(更“有眼力地”)演化。因此,在第二个媒介即在表型的可塑性中的演化,可以加强在第一个媒介即在遗传变异中的演化。(我们很快就会看到一种抵消效应,这种效应是因为与第三个媒介的互动而产生的。)