最近看了道金斯的《自私的基因》,《盲眼鐘錶匠》,在看《地球上最偉大的表演》。

其中提到了許多的例子,比如眼睛的進化,對於神創論者,他們的論點是這種複雜的功能不可約減的複雜性。道金斯舉了很多例子和說明,說明了即使是一些漸進微小的變化也能帶來一定的競爭優勢,向後來完整的眼睛功能前進一小步。同時,我們現在眼睛的設計是有很多重大缺陷的,如果是一個超自然的設計者,絕不可能採用這麼蹩腳的設計。

我的疑問是:如果一個重要功能的出現可以分解為多個小的漸進可分解的步驟,其中的某些關鍵步驟在短期內會帶來競爭的劣勢,是否會導致這個功能無法被進化出來?

類似於計算機演算法中,一些問題,如果使用貪心演算法,可能會導致求解過程局限於局部的最優解中無法出來,甚至導致失敗。更好的演算法是考慮全局。但是對於進化演化來說,並沒有一個超自然的設計者去判定、預測、設計這些路徑。


我不知道我曾經設想過的一個困境是否和你說的一樣:「即進化是逐步完善的,比如鳥類是從沒有翅膀到有翅膀的,那麼它最初翅膀還未成型,即不具有這個競爭優勢,是否因此而被扼殺在搖籃來?」

如果是這樣的問題,我可以嘗試做一個「邏輯驗算」。拿鳥類翅膀還未進化成型時說。1,它如果遇到敵人,而翅膀未進化完成,必然遭受這種「進化困境」即死亡或者說滅絕。2,它的未進化完成翅膀也一定具有某些用處,即比如在樹上跳躍更高,捕食昆蟲等,如鴕鳥把翅膀揚起乘風如帆。3,這個是最重要的觀點,希望你能仔細閱讀。即「伊甸園」模式,在生物的進化初期,乃至於長久時期內,動物之間是和平相處的,即競爭不激烈的。這個時候,劍齒虎和小馬群和平相處,互不理睬,老鷹對硬甲龜不感興趣,大象一臉安詳自由自在混吃等死。即物競天擇雖然存在,但是由於物資豐富,物種還未極端擁擠,故沒有太大的競爭性。而且每一個地區每一種環境,每一個領域,孕育不同的生物,物種交換還不頻繁。而且物種繼續按自己的「個性」「任性」發展。猶如早期的人類打個架也不過最多死個幾百人,隨著人類發展人口密集,再打架就是世界大戰。

每種動物有自己的棲息地有自己的天堂。

大約在更新世,正是上述的「伊甸園」模式,動物的體型越來越巨大,出現恐龍,泰坦蟒,巨獸,大家都感覺巨大個體真的威猛,可是仔細想想,也不過是細胞組織的擴大化,其基因甚至未必有人類複雜,也並不具有多重功能。於是,大災變來了,大災變可能是隕石撞擊地球引起的。其結局,即所有大型生物不宜存活的大型生物都遭到了淘汰。由於資源的匱乏,物種的豐富,發生了第一輪的「競爭」,與環境的競爭,與物種間的競爭。於是,競爭淘汰了眾多還在搖籃來的殘次品,競爭讓具有哺乳類功能的新生物漸露頭角,極大的改變了生物界的面貌,翼手類只剩下小型蝙蝠存在,而鳥類的翅膀真的派上了用場,聯繫(物種大爆炸),人類開始走下樹枝開始部落遷徙。始祖馬開始越來越大,劍齒虎牙齒開始變短,這些都是以群落為單位開始討論。這個階段稱為「倖存者」階段。當我們再看到時,生物的器官某些已經進化出初型,而且對於大災變的災難記憶刻進每一個生物的基因本能,獅子吃光了最美的美食之後開始打牛群的主意,老鷹不惜抓起烏龜飛到高空把它摔碎,熊要吃蜂蜜,大象也不再安詳,之間在北陸被人類滅絕。近代的渡渡鳥,就是還「伊甸園」形式,而被殘酷淘汰。

總結說,萬物都還在進化過程中,只是進化快慢的問題,任何在進化的器官,都是從小功能到大功能的逐漸發展。

恐龍本來用處不大的前肢,卻最終進化出可以飛翔的鳥類,這就是時間的魔法,如果進一步分析,是恐龍曾經在這個地球上足夠古老足夠繁盛,才給了他們進化出翅膀的物種基礎。

在這裡,我一種秉承世界歷史的連貫性,經過億年級別的進化發展,地球終於迎來了人類。

就像馬克思總結的,工具對於人的重要性。因為工具的存在,使得人類的「技能」進化速度不再以基因突變為瓶頸,而是工具的發展和「進化」,從石器,鐵器,到現在的信息化社會。工具也在進化,從老式錄音機到mp3再到mp4再到智能手機。天空不僅出現了同樣具有飛翔功能的飛機,而且人類涉足太空,人類航母比鯨魚要大,人類刀劍子彈比虎牙要利。這就是廣義的「進化」。

動物進化演變的力量未必簡單理解是競爭推動,還有其孕育這種進化「技能」發展的良好環境資源群落和空間環境條件。

動物對於功能的多樣性是天生的需求本能。物種競爭加速這種本能,也會猝死一部分。被獵者和捕獵者本來就是一種溫和競爭。

天下不變唯有變化不息而已。


正如題主所說的一樣,所以人無完人,不可能一下子進化出最完美的生物,這也令進化變成永無止境。實際上也跟沒有完美,即使是上帝視覺來創造的生物,也會因為環境的不斷變化,而可能變得不再完美。

所以所謂的進化(實際上應該是演化才對),必須要符合當前環境來討論才有意義,是環境選擇的結果,脫離了環境所談的一切進化,都是沒有意義的。


大自然又不帶著急,不帶情緒的,大自然的策略是胡亂嘗試,有用的就保留下來、沒用的就丟掉。幾百萬年在進化上是非常小尺度的時間。有用沒用是根據選擇的某個時間、環境條件而言的相對概念,時間和環境變化了也隨著會變化。

假如有上帝視角,從時間上倒過去看,形成某一個功能需要N個步驟,慢慢搭就好了。搭配不出來就搭配不出來好啦,致死的話就死掉好了,慢慢試。

但現實是都沒進化出某一功能、也沒有上帝視角,那不存在、也沒法推斷出所謂的「關鍵步驟」。不存在的東西你也沒什麼好擔心的了。

這些描述自然選擇的方式都是從簡單邏輯的方式解釋的,實際的情況是不可解的複雜

自然選擇的對象是群體,同一個物種、可以互相交配的一群。經歷的自然突變、遺傳漂變、基因交流、環境壓力隨時在變化。

尺度上從大到小,生態系統、群落、物種、群體、個體、遺傳物質,每一個層級內部極其複雜的網狀相互作用影響的。

就拿人的遺傳物質來說,DNA總長度有大概30億個鹼基對,包含2萬多個蛋白編碼基因,蛋白編碼基因只佔到長度的~1%左右。這~1%現在還沒全部認清楚,不要說100%了。

退一步說,這一步退的很大很大很大。即使是一下子100%都搞清楚了,也只是知道個基礎,只會讀而已。具體怎麼起作用,互相之間的相互作用還是個未知數。就好像你打麻將,剛把每一張牌認全(現在還沒認全1%),不知道規則還是不會打的、剛知道規則玩的不熟也是不會打的。

基因相互作用多、還高效,一個東西玩出N多個組合花樣,可變剪切、表達量變化、修飾、共作等多個尺度的調控變化(簡單的講是中心法則的三層,DNA=&>RNA=&>蛋白,實際上也是比這個複雜得多)。

遺傳物質本身複雜,受自然選擇的作用,還隨時變化。群體之間相互作用、影響、變化。

人這個物種又只是大自然的一小小小部分,自身系統和其他因素還互相作用,還隨時間、隨環境因素變化。

最後像眼睛的形成這類只是看得見的、可以描述的一小小小部分,更多的都是暗物質般的存在。


演化是一種自主的由簡單到複雜,由無序到有序的過程,是逆熵過程,所耗費的就是時間和能量。一個具備自主演化能力的系統有幾個要素:1、起點規則 2、隱性目標 3、自主複製 4、隨機性引入(來自於外部系統的影響) 5、外部持續能量供給 ,缺一不可。其餘的因素,例如具體演化規則、淘汰規則、演化路徑、多樣性等等都是演化過程中的產物,這個體系中的一切都會互相影響、互為環境。這個過程有兩個特點,一是宏觀追求整體最優,二是微觀存在不確定,甚至有可能階段性倒退。因此題主的問題其實是微觀上的不確定甚至倒退會不會最終影響整體的結果最優。但這個問題一定要確定具體的上下文和邊界,即所謂的整體到底是什麼,否則很難給出結論,因為演化過程中很重要的一種模式就是依靠局部的倒退甚至放棄來換取整體的利益,而局部和整體又是相對的。例如題主提到的眼睛,如果單純從眼睛的功能來看也許確實沒有達到最優,但擴大到人的整體感覺器官可能結論就未必了,如果再放大到整個生態圈(即人與其他生物的和諧關係)可能結論就又不一樣。


天道不仁,以萬物為芻狗。所有生物在自然演化道路上都是等價的,並沒有誰比誰更高級這種說法。

講真……進化這個說法就是誤導性的,讓人誤以為就是越來越先進,越來越高等……實際上更接近的說法是演化,而演化的目的僅僅是為了適應環境(被動的被環境選擇,而不是主動的改變自己去適應)。演化的結果可能是倒退的,也可能是前進的(講真,這個前進倒退的標準是什麼也是蠻多爭議的)。演化會演化出解決方案,但絕對不保證是最優的,但往往選擇壓力較大的時候,經過足夠長的時間,演化的結果很可能是最優的。

所以,結論是,題主問題的立論本身恐怕都是有問題的。所以不知道該咋討論。
樣本少、迭代慢,自然物種勢必被虛擬物種替代。
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