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第十八章 有組織的變化之架構 18.2 繞開中心法則

第十八章 有組織的變化之架構

18.2 繞開中心法則

行為靈活性(一個生物體能做一些新的事情或移動到新的地方。)
所以,與其說軀體內的信息不能向基因方向傳遞,不如說由於消息沒有確切的遞送目的,才使信息傳遞受到了阻礙。基因中沒有管理信息交通的中央管理局。基因組就是極致的分權系統——蔓生的冗餘片斷,大規模并行處理,沒有主管,無人監察各個事務。
一些計算機專家在用到「學習」這個詞時,所指的是一種不嚴格的、控制論上的概念。格雷戈里·貝特森把軀體的靈活性看作是一種學習。他不認為由軀體進行的搜索和由進化或思維進行的搜索有多大區別。以此解釋的話,可以說「靈活的身體學習適應壓力」。「學習」應該是在一生而非幾代中獲得的適應。計算機專家並不對行為學習和肉體學習進行區分。關鍵是,這兩種適應形式都是在個體的一生中對適應空間進行搜索。
拉馬克式生物學十有八九需要一種高度複雜形式——一種智能——而多數生物的複雜性都達不到這個水平。在複雜性富足到可以產生智能的地方,譬如人類和人類組織,以及他們的機器人後裔,拉馬克進化不僅可能,而且先進。阿克里和利特曼已經展示,由人類編程的計算機能運行拉馬克進化。
誰具有靈活的外在表現形式,誰就能獲得回報——這正是進化的精髓所在。一付能適應環境的軀體,顯然要比一付刻板僵硬的軀體更具優勢;在需要適應的時候,後者只能像等著天上掉餡餅一樣期待突變的光臨。不過,肉體的靈活性是「代價不菲」的。生物體不可能在所有方面都一樣靈活。適應一種壓力,就會削弱適應另一種壓力的能力。將適應刻寫到基因中是更九-九-藏-書有效的辦法,但那需要時間;為了達到基因上的改變,必須在相當長的時期內保持恆定的壓力。在一個迅速變化的環境里,保持身體靈活可塑是首選的折衷方案。靈活的身體能夠預見——或者更確切地說——嘗試出各種可能的基因改進,然後就像獵狗追蹤松雞一樣,緊緊地盯住這些改進。
設想一下住在安第斯高山上的居民的生活狀況。他們從平原遷移到一個空氣稀薄之地,嚴格說來那裡不是最適合他們居住的地方。幾千年的高山生活中,他們的心肺和他們的身體為了能適應高海拔環境,不得不超負荷運轉。假如他們的村裡出生了一個「怪人」,他的身體在基因上有處理高海拔壓力的更好方式——比如說,有更好的一種血紅蛋白變體,而不是更快的心跳——那麼這個怪人就有了一種優勢。如果怪人又有了孩子,那麼這種特徵就有可能在村子里代代相傳,因為它有利於降低心肺承受的壓力。根據達爾文的自然選擇原理,這種適應高地生活的突變就開始主宰小村人群的基因庫。
生物體在其一生中有很大的空間重塑自己。加拿大維多利亞大學的羅伯特·里德指出,生物能通過以下可塑性來回應環境的變化:
這還不是故事的全部。左右著身體的是行為。不管出於什麼原因,長頸鹿必須先想要夠到高處的樹葉,之後不得不一次次地努力為之。人類則因為某種原因不得不選擇移居到海拔更高的村莊。通過行為,一個生物體能夠搜索自己的各個選項,探求自己可能獲得的適應性的空間。
假使大自然能在生物體內雙向傳遞信息的話,就可能實現以基因和基因產物之間雙向交流為前提的拉九-九-藏-書馬克進化。拉式進化,優勢巨大。當羚羊需要跑得更快以逃離獅口時,它可以利用由身體到基因的交流方式引導基因製作快腿肌肉,再把革新后的基因傳遞給後代。這樣一來,進化的過程將大大加快。
我們再來打個高山村落的比方,這次是在喜馬拉雅山,一個名為香格里拉的山谷。那裡的居民身體能適應最高達3萬英尺的海拔高度——比安第斯山的居民高1萬英尺——不過,他們也有能力住在海平面高度上。如同安第斯山的居民一樣,這種變異經過幾代的傳遞,刻寫到這些居民的基因中。拿這兩個高山村落來比較,喜馬拉雅山人現在獲得了一付更具伸屈性、更可塑的軀體,因此從本質上說更具進化的適應能力。這似乎有點像拉馬克學說的典型實例,只不過那些能最大限度伸展脖子的長頸鹿們能夠藉助它們的軀體來守護這種適應,直到自己的基因迎頭趕上。從長遠來看,只要這些長頸鹿們能保證自己的軀體適應各種極端的壓力,它們就會最終贏得競爭。
每個動物的軀體都有一種與生俱來且有限的能力來適應不同環境。人類能適應比目前高得多的海拔地區的生活。我們的心率、血壓和肺活量必須也一定會自我調整以適應較低的氣壓。當我們轉移到低海拔地區時,同樣的變化就顛倒過來。不過,我們能適應的海拔高度是有限的。對我們人類來說,就是在海平面以上2萬英尺。超過這個海拔,人體自我調整的能力達到極限,無法長期停留。
這裏的每一個自由度都代表一個方向,生物體可以沿著它在共同進化的環境中尋找更好的辦法重塑自己。考慮到它們是個體在一生中所獲得的適應九-九-藏-書性,並能在以後被遺傳同化,因而我們稱這五種選項為可遺傳學習的五個變種。
傳統引導(一個生物體能參考或吸取他人的經驗)
如果有辦法解決這個問題又會怎麼樣呢?真正的雙向遺傳通信將引發一連串有趣的問題:這樣的機制會帶來生物學上的進步么?拉馬克式生物學還需要些什麼?是否曾出現過通往這一機制的生物路徑?如果雙向通信是可能的,為什麼這種情況還沒有發生?我們能通過思想實驗勾勒出一種可行的拉馬克式生物進化學說嗎?
沃丁頓曾說過,遺傳同化或鮑爾溫效應,實際上就是如何將後天習得的技能轉化為先天遺傳的特性。而問題的真正癥結所在,則是自然選擇對特性的控制。遺傳同化將進化提速了一個檔級。自然選擇是將進化的刻度盤調至最佳特性,而肉體和行為適應性則不僅提供了進化的刻度盤,還能告知應該向哪個方向轉動以及離最佳特性還有多遠。
在最近十年裡(指1984-1994),主流生物學家已經認可了一些標新立異的生物學家鼓吹了一個世紀的言論:如果一個生物體內獲得了足夠的複雜性,它就可以利用自己的身體將進化所需的信息教給基因。因為這種機制實際上是進化和學習的混合,因而在人工領域中最具潛力。
形態可塑性(一個生物體可能有不止一種肉體形態。)
如果將這種起源於模糊的進化應用到個體學習上,則會滑向古典拉馬克學說的危險邊緣。有一種雀科小鳥學會了用仙人掌刺去戳刺昆蟲。這種行為為小鳥開啟了一個新的窗口。通過學習這種有意的行為,它改變了自己的進化。它完全可能通過學習——即使這種可能性不大——來read.99csw.com影響它的基因。
不過,拉馬克進化需要生物體能夠為其基因編製有效的索引。如果生物體遇到了嚴酷的環境——比如說海拔極高——它就會通知體內所有能影響呼吸的基因,要求它們進行調整。身體無疑能通過激素和化學反應把消息通知到各個器官。如果能精準到司職的那些基因的話,身體也能把同樣的消息傳遞給它們。然而,這正是缺失的那一步簿記活兒。身體並不記錄自己是如何解決問題的,因此也就不能確定到底是哪個基因被用來在鐵匠的肱二頭肌上給肌肉充血,或者哪個基因是用來調節呼吸和血壓的。生物體內有數百萬個基因,可以生成數十億個特徵——一個基因能生成不止一個特徵,而一個特徵也可能由不止一個基因生成。——簿記和索引的複雜性將遠超過生物體本身的複雜性。
生理適應性(一個生物體的組織能改變其自身以適應壓力。)
行為適應性還通過其他方式來影響進化。自然學家已經證實,動物不斷走出自己已經適應的環境,浪跡四方,在「不屬於」它們的地方安家。郊狼悄悄地向遙遠的南方進發,嘲鳥則向遙遠的北方遷徙;然後,它們都留在了那裡。在這一過程中,適應最初源於一種模糊的意願,而基因則認同了這種適應,併為之背書。
智能選擇(一個生物體能在過去經歷的基礎上做出選擇。)
乍看之下,這似乎正是經典的達爾文進化。但是,為了使達爾文進化能夠進行,生物首先必須在未得益於基因改變的條件下,在這個環境里生活許多代。因此,是身體的適應能力使種群能夠延續到突變體出現的那一天,並籍此修正自己的基因。由軀體帶頭的適應能力(肉體適應性),隨著時間的推移,被基因吸收並化為己有。理論生物學家沃丁頓稱這種轉變為「遺傳同化」。控制論專家格雷戈里·貝特森稱其為「肉體適應性」。貝特森將它與社會的立法變革相比——最初的變革由人民推行,然後才被制定為法律。貝特森寫道:「明智的立法委員很少率先提出行為的新準則,他往往僅限於將那些已經成為人民行為習慣的準則確認為法律。」在技術文獻中,這種遺傳認證也被認為是鮑爾溫效應,以心理學家鮑爾溫的名字命名。1896年,他首次公布這個概念,並稱其為「進化中的新因子」。九*九*藏*書