簡單地說，進化系統產生出數十億隨機分子，並用來試著開鎖。在這數十億個平凡的候選者中，也許只有一個分子的一部分與這把鎖的六個點之一相合。這把「親和」鑰匙便被保留下來，其餘的則被無情地淘汰。接著，由倖存下來的「親和」鑰匙又繁育出數十億個新變種，同時與鎖相合的那個點保持不變（稱為綁定），再被用來試那把鎖。也許此時又能發現一把可以匹配兩個點的「親和」鑰匙。這把鑰匙就作為倖存者保留下來，其餘的則死去。倖存者繁育出數十億個變種，最般配的後代將存活下去。這種淘汰-變異-綁定的過程重複幾代后，這個分子繁育程序就會找到一種葯——或許是救命葯——與鎖的所有點都相契合。

藥物進化允許研究人員不明就裡，而進化本身卻慢慢聰明起來。印地安那州立大學的進化生物化學家安德魯·埃林頓告訴《科學》雜誌，在進化系統中「要讓分子告訴你有關它的事情，因為它比你更了解它自己。」

自維持的生命系統除了能帶來智能革命外，喬伊斯認為進化還可以在製造化學品和藥品上帶來商業利潤。在他的想象中，分子進化系統能夠每天24小時、一年365天不停運轉。「你給它下達一項任務，並告訴它，在搞清楚如何將分子A變成分子B之前，不要離開工作間。」

然而，這是真正的進化嗎？它與那個帶給我們胰島素、眼睫毛和浣熊的進化是一回事么？沒錯，這就是進化。「我們通常所說的進化是達爾文進化，」喬伊斯告訴我，「不過在另一種進化中，選擇壓力是由我們來決定的，而不是自然，因此我們稱其為定向進化。」ｒeａd.９９ｃsw.coｍ

繁育藥物可以使醫學受益。但藥物與軟體不同。我們也許可以繁育軟體，然後將系統交到它的手裡，任由其自行繁育，走向無人知曉的境界。但我們能否讓分子也走上這條不知通往何處的進化之路呢？

所有藥物製造的常規邏輯在進化方法面前都不再適用。進化出來的分子與合理化設計出來的藥物在效果上並無二致。唯一不同的是，我們對其功效的原理和方式一無所知。我們只知道它通過了所有的測試。這些發明出來的藥物已經超出了我們的理解力，它們是「非理性設計」的產物。

斯克里普斯研究所座落在加利福尼州聖地亞哥市附近的海邊，是一座雅緻時髦的現代化實驗室。在這裏，傑拉爾德·喬伊斯帶著一小群研究生和博士後進行他的進化實驗。在塑料試管的底部有少許液滴，體積還趕不上頂針大小，這就是他的核糖核酸世界。幾十支這樣的試管放在冰桶里，需要進化的時候，就把它們加熱到身體的溫度。一旦暖和起來后，核糖核酸能在一小時內產生出十億個副本。

定向進化是另一種監督式學習，另一種遍歷博爾赫斯圖書館的方法，另一種繁育。在定向進化中，選擇是由培育者引導的，而非自然發生的。

自二十世紀八十年代末起，世界各地的生物工程實驗室都開始致力於完善另一種我們用來創造複雜體的工具——進化。

核糖核酸是非常精密的分子系統。它並不是最早的生命系統，但地球生命發展到某個階段幾乎必然成為核糖核酸生命。喬伊斯說：「生物學中的一切跡象都表明，39億年前的地球是由核糖核酸來唱主角。」

製藥商們通常有兩種手段來對付這種複雜性。過去，藥劑師靠的是碰運氣。他們試遍所有從自然中發現的化學物質，看看哪一個可以解開這把給定的鎖。一般都會有一兩種天然化合物能夠部分地發揮效用——這也算是獲得了鑰匙的一部分。今天九九藏書，在工程學時代，生物化學家們試圖破譯基因代碼和蛋白質摺疊之間的路徑，看是否能通過工程方法設計出構建分子所需的步驟。儘管有些許成功的例子，但蛋白質摺疊和基因路徑仍然因過於複雜而難以控制。因而，這種被稱為「合理化藥物設計」的邏輯方法，實際上已經撞上了工程方法所能處理的複雜性的極限。

核糖核酸有一個獨一無二的優勢，是我們所知的任何其他系統都不具有的。它能同時兼任機體和信息兩個角色——既是表現形式，又是內在成因；既充當信使，又是信息。一個核糖核酸分子既要擔當起與世界互動的職責，又要完成延續世界的重任，至少要把信息傳遞給下一代。儘管身負重任，核糖核酸仍然是一個極為緊湊的系統，開放式的人工進化正可以由此展開。

不過，人工進化不僅限於矽片。只要是工程方法一籌莫展的地方，都可以導入進化。生物工程這種尖端領域已經採用了合成進化技術。

幾乎任何一種分子都能被進化。譬如說，生物技術人員能進化出一種改進版的胰島素。他們將胰島素注入兔子體內，兔子的免疫系統會對這種「毒素」產生抗體（抗體是毒素的互補構型）。接下來，將這種抗體提取出來，注入進化系統。在進化系統中，抗體就好比是測試用的鎖。經過幾代進化之後，生物技術人員可以得到抗體的互補構型，實際上也就是胰島素的替代版。這種替代版極具價值。天然藥物的替代品具備諸多優勢：它們可能更小；更容易注入身體；副作用更小；更容易製造；或靶向更精準。

這是一個來自真實世界的問題。你需要一種藥物來抗擊剛剛分離出機理的疾病。把這個疾病機理看作是一把鎖。你所需要的是一把正確九_九_藏_書的鑰匙——一種葯——來打開這把鎖。

喬伊斯一口氣說出了一大串專門從事定向分子進化研究的生物技術公司（吉萊德、Ixsys、Nexagen、Osiris、Selectide，以及達爾文分子公司）。他的名單中還不包括那些已經頗具規模的生物技術公司，如基因泰克公司，該公司不僅從事定向進化技術的前沿研究，也進行合理化藥物設計。達爾文分子公司主要專利的持有人是研究複雜性的科學家斯圖爾特·考夫曼，該公司募集了數百萬美元來利用進化設計藥物。諾貝爾獎得主、生物化學家曼弗雷德·艾根稱，定向進化是「生物技術的未來」。九_九_藏_書

聖地亞哥的生物化學家傑拉爾德·喬伊斯研究的是早期生命化學。他提出了一種簡單的方法，能夠將信息和機體這對進化的雙重本質融入到一個強健的人工進化系統中：他在一個試管里再現了可能是地球生命的早期階段——「核糖核酸世界」。

生物進化者們還可以進化出一種對抗肝炎病毒的抗體，然後再進化出一種與抗體相配的仿肝炎病毒。被選中的病毒並非完美的變種，而是缺失了一些可引發致命癥狀的活性點。這種有缺陷、無能力的替代品就是所謂的疫苗。因而，疫苗也可以通過非工程的方法進化出來。

答案是肯定的，但這也會是一項艱巨的任務ｒeａｄ•99ｃsw.cｏｍ。湯姆·雷的電進化機偏重於處理可遺傳的信息，卻忽略了機體；而分子進化則偏重於機體，卻忽略了可遺傳的信息。單純的信息本身很難消除，而沒有死亡就沒有進化。肌肉和血液之所以對進化非常有幫助，正是因為機體提供了一個讓信息死去的便捷方式。任何能將可遺傳信息與可消亡機體合二為一的系統都具備了進化系統的要素。

有機分子的構成非常複雜。它們由數千個原子組成，其排列方式多達數十億種。僅僅知道一種蛋白質的化學成分對我們了解其結構沒有太大幫助。長長的氨基酸鏈層層疊疊繞成一團，而熱點——蛋白質的活躍部分——恰好處於外側面的合適位置上。這種摺疊蛋白質的方式就好比將一條一英里長、上面用藍色標記了六個點的繩子繞成一團，使六個藍色的點都落在不同的外側面上。纏繞的方式不計其數，但是符合要求的卻沒有幾個。你甚至無從知道一種方式是否接近答案——除非你已經快完成了它。變化是如此之多，縱使窮盡地老天荒也無法一一試遍。

「我們所擁有的，」喬伊斯指著一個小試管說，「是一個大型的并行處理器。我之所以選擇生物進化而不是計算機模擬，原因之一就是在地球上，至少在不久的將來，還沒有計算機能為我提供1015個并行的微處理器。」試管底部的液滴在尺寸上與計算機晶元上的智能部分大體相當。喬伊斯進一步闡述道：「實際上，我們的人工系統甚至比自然進化還要好，因為沒有多少自然系統能讓我們在一小時內產生1015個個體。」