你并不了解的进化“论”(逻辑篇):作为文字游戏的“选择”

哲理庐

2017-06-21 16:10 来源:澎湃新闻

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导言
在本文上篇即历史篇中,我们了解到其实早在18世纪末就已经有人提出了进化学说。达尔文的《物种起源》更多地是赶上了现代社会意识形态大爆发的时间,许多意识形态都把进化思想作为斗争工具,根本不管达尔文取得的具体科学成就(今天进化和神创之争的本质也是如此)。也正由于此,达尔文进化“论”才在社会公共领域流行起来。
可能很多进化生物学家对这个结论非常恼怒,认为笔者在贬损科学研究所取得的成就。笔者完全没有这个意思。笔者的意思是,所谓进化“论”很难称得上是一个理论,其主要原因在于里面的概念没有得到完全澄清;也正因为如此,进化“论”才非常容易被各种意识形态利用去支持伪科学意识形态。接下来我们争取以最简明易懂的语言对进化“论”中的两个基本概念——“(随机的)漂变”和“自然选择”——进行逻辑分析。
按照教科书上最初级的讲法,生物进化的步骤主要是遗传变异和自然选择。遗传变异主要由基因层次上的变异完成。变异出现之后,或基因或个体甚至群体将接受自然选择,适应度高的留存下来。这些话我们经常在一些进化“论”科普中听到。但是,一个严肃的进化生物学家一定会告诉你,进化的整个过程没有这么简单。除了自然选择和环境因素之外,至少我们还要考虑中性变异、漂变等随机性作用。按照周教授的讲法,“生物进化里面有很多机遇的成分,或者运气”。
漂变和自然选择两个概念我们可以使用形式语言(Formal Language)进行刻画:就A和a两类不同生物(但也可以是基因等)而言,如果它们在相同环境中适应度(fitness)差距较大,A相较于a以更大的机率存活下去,这个过程我们叫作自然选择;如果它们在相同环境中适应度相差不大,A和a谁能生存下去完全随机决定,这个过程我们叫作漂变。在对A和a的适应度进行赋值之后,我们可以借助概率知识创造出大量精美的数学模型模拟生物演化的过程。
这样高度抽象化的研究当然没有问题。可是一旦我们要用漂变和自然选择这两个概念描述演化实际如何发生的时候问题就来了。以经典的“奠基者效应(Founder Effect)”为例。这个效应的其中一个例子讲,如果一个很小的生物种群由于某些原因脱离了所属的大种群,其基因组成可能与母群非常不同。比如,A和a两个基因的比例在大种群是1:1,脱离大种群独立的小种群是5:1。而小种群5:1这一比例的形成,不是因为A的适应度高于a,而是由遗传漂变决定。用周教授的话讲,这是随机(Chance)决定的(漂变是随机性的一个好例子)。
基因漂变
漂变和随机
首先我们从概率论的角度讲,从1:1的大种群中抓出一个5:1的小种群,这是一个随机事件。在这里随机的意思是,进行多次重复抓取,我们有可能抓出5:1,也有可能抓不出5:1。把这个结论扩大,当我们讲某个物种在进化史上出现是随机的,我们实际上是在讲,给定现有的条件假设我们可以无限次重复进化史,而在每一次重复中,这个物种可能会出现,也可能不出现。
此外,在大量重复试验中我们称某个事件是随机事件,这并不代表该事件的有关信息是完全不可知的。很明显,上述例子中抓到5:1小种群这一随机事件其发生是有确定的概率值的(在小种群个体数量给定的前提下),我们姑且称之为p。进一步讲,如果大量重复从大种群中抓小种群的试验——假设重复了N次——我们最后得到5:1的小种群(个体总数已定)的次数是Np。这里不随机的是,5:1出现的概率是p。这个p值是确定(Deterministic)的,其它比例出现的概率也是确定的,它们之间的大小关系更是确定的。称5:1的出现是随机的,并不代表我们对它完全没有确定性的知识。同样地,即便某个物种出现是随机的,我们也已经预设了某些确定的、支持该物种出现的前提条件(比如一些物理化学条件等)。这些支持性条件促使该物种出现,这一点绝对不是随机的。
更准确地讲,称进化史上某个事件是随机的,我们一般都预设在给定条件下(由我们当前的知识决定)相关试验可以大量重复,而随机指的是该事件在试验中可能会发生,也可能不会发生。但是,如果我们要解释现实世界中的某个特定事件,并且不从大量重复的角度理解随机,随机这个概念会有崩溃的危险。上面谈到的“奠基者效应”在人类社会中有一些经典例子,比如某一小部分荷兰人曾经去南非某地殖民,结果恰好那部分荷兰人携带有导致亨廷顿病的基因H,致使当地人H基因携带者特别多。可是这和随机有多大关系呢?诚然,我们可以抽象地讲如果进行大量重复试验,去殖民的荷兰人可能不带有基因H,可是针对荷兰人殖民南非这一独特事件,这样说没有增加任何知识。此外,历史上去南非的那部分人当然是因为某种原因去的(比如在本地混不下去了,殖民政府悬赏等),从这个角度讲,他们去南非完全不是随机的,反而是确定的。在现实世界里的这一独特事件中,我们完全可以说这部分人去南非是自然或社会选择的结果。看看进化“论”的文字游戏是怎么玩的:如果这批人是在本地混不下去了,那么他们就是在荷兰本土社会中适应度低;如果他们恰好知道了殖民政府悬赏这个消息,那么他们就是因为消息灵通提高了自身适应度。即便再退一步,假设我们不知道他们到底是为了什么去南非的也没有关系,这仍然不代表他们去南非是随机的,这仅仅代表我们要继续寻找原因。
这一点放在周教授讲的中性变异中也完全适用。中性变异认为很多基因突变既非有利,也非有害,谁留存谁消失完全是随机的结果。可是在每一次留存消失过程中,我们怎么敢确定我们已经完全了解了这些突变?某个基因留存下来,是不是可能是选择的结果,只是我们还不知道它的有益之处?尽管我们不能确定其是否存在,但科学的要求是我们应该继续寻找它可能的有益之处。因此,在现实世界中解释某个独特的现象时,随机漂变的说法更多地代表了我们对世界的无知,自然选择则代表我们已经获得知识的状态。以前据说是漂变的结果在我们有了足够的知识之后可以成为自然选择的结果。
到了这里我们可以对漂变和随机两个概念作简短总结。第一,进化史上称某一事件是随机的,如果这种说法要有意义,那么它指的只能是给定现有的已知条件(比如物理化学知识等),如果我们大量重复试验,该事件可能出现,也可能不出现。在给出随机事件的确定概率值之后,相应的数学建模将大大受益。第二,当我们在解释某一个特定事件(不从大量重复的角度进行理解),使用漂变和随机两个词语就应该非常慎重。这两个词更多地代表了我们的无知。笼统地讲真实的生命世界是随机形成的,这样的说法是没有意义的。
在上述澄清工作的基础上,我们还可以更好地理解所谓神创“论”和进化“论”之争。神创“论”的一个关键论点是,生命形式(不管是以前的动物骨架,还是现在的分子结构)十分精美复杂,仅仅靠随机的方式是很难产生的,必须有智能设计(intelligent design)介入。可是这样的说法是完全没有意义的,除非神创“论”者能够说明智能设计如何发生。如果不能,那么神创“论”就是偷懒的伪科学,把不能解释的事件通通交给一个不可知的上帝。此外,复杂生命形式诞生的概率很低,这一点照现有的科学知识来看可能还不错,但谁知道在以后的科学知识基础上这一概率是不是会提高?再者,即便这个概率真的很低,这也和生命世界的存在并不矛盾:地球形成的概率同样很低,现在的神创“论”者似乎也没有认为地球出现需要智能设计进行解释。
同样在这一点上,进化“论”支持者也没有在概念上清晰多少。我们听到达尔文主义者有一种常见说法去刻画演化史上的随机事件:如果我们重演进化史,得到的生命形式可能完全不同,据说是因为这个过程是是随机的。在这种说法中,进化“论”者似乎把随机当成了科学解释。可按照我们之前的理解,这里的随机仅仅指在现有给定知识基础上大量重复试验可能会得到不同结果(最好还要给出确定的概率值);但用随机去解释某一个特定进化事件,不考虑之后科学研究可能取得的对这个事件的进一步了解,这和神创“论”无异,是严重反科学的说法。相反,真正的科学研究只能像康德那样,假定进化史整个过程是确定的,再去寻找里面每个事件发生的原因。至于能不能找到,是不是会像量子力学那样发现似乎无法进一步解释的随机事件,这个问题只能由未来的科学研究回答。
自然选择
在上述对漂变和随机概念的分析中,我们只是简单提及了自然选择。但是这并不代表自然选择这个概念是安然无虞的。在一些非常简化的进化“论”解释模型中,某某物种、有机体、性状甚至基因据说是自然选择的结果。其实,就地球上现存的任何生物个体(individuality)而言,从原则上讲,我们都可以笼统地说那是自然选择的结果。可是,这样的说法并不解决任何问题(这和上帝创造的说法区别不大)。进化生物学家讲该个体是自然选择的结果,意思是在进化史中,曾经有和该个体互相竞争的一些同种或异种个体,经过生存斗争之后,该个体最终留存下来。除此之外,严肃的进化生物学研究还必须给出该个体的优势性状和基因,以及支持其胜利的环境因素。只有这样,一个完整的自然选择故事才算讲完。
故事讲完之后,问题就来了。这个故事不就是讲了一个“适者生存”的常识吗?它有什么了不起?选择这个概念在里面有什么作用?我们的回答是,这个故事虽然很好地呈现了一个研究结果,但选择这个概念在其中没有任何作用。原因在于,只要我们知道了该个体的优势和相应的环境因素,它的胜利是顺理成章、几乎毋须思考的事情。现在有些所谓的普遍达尔文主义者(Universal Darwinians)有一些似是而非的说法,他们认为进化“论”是宇宙真理,选择存在于自然界和人类社会的方方面面。以最近的高考为例。众所周知,高考是一个选拔性考试,这里当然也有(社会)选择概念的“用武之地”了。如果某省考题很难,这适合才智有余但稳健不足的学生,这部分学生在高考这一环境中获胜;如果某省考题比较容易,这适合稳健有余才智稍有不足的同学,这部分人将在新的环境中获胜。但是如果用选择的语言,我们可以说不管是哪一批学生,反正都是选择的结果,选择就是普世真理。
到这一步,恐怕明眼人都会认为这是在玩文字游戏了。而这也正是选择(包括自然选择)这个概念的秘密所在。它的本质在于,选择可以用来讲述几乎一切演化现象(宇宙、生命、人类),使人误以为好像选择概念乃至进化“论”无处不在,代表了普世真理。这样,包括进化生物学家在内的众多科学家千辛万苦取得的成果就被它轻而易举地窃取了。著名社会学家马克斯·韦伯(Max Weber)在巨著《经济与社会》中专门批评了选择这个概念,他说,如果把选择这个概念的意思讲清楚了,它可能是无害的,代表个体和环境之间的某种确定性关系;但现在的情况是有人有意不讲清楚,把它说成一个包罗万象的概念,导致其成为伪科学意识形态滋生的土壤。
从这个角度思考,进化 “论” 历史上的一个奇特现象就可以理解了,即几乎所有的伪科学意识形态都用进化 “论” 和选择概念进行自我辩护。假设某种意识形态称自己是自然、社会或者历史选择的结果,如果这仅仅指它在兴起之后,依靠宣传甚至暴力获得了一批人的支持并成为相对流行的意识形态,这还可以勉强算作科学研究中的事实陈述。但是它想传达的肯定远远超过这些。它真正想说的是,自己的合法性得到了选择和进化保证,得到了科学保证,所以人们应该接受它。按照我们之前的分析,这种说法属于意识形态和伪科学的无稽之谈。
责任编辑:陈诗怀澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 进化论

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