理性的力量:用科学的精神感触世界
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2.基因和机器

自进化论问世以来,争议从未停止过。进化论本身处在不断地变化之中,时至今日,生物学界所论述的进化,已不同于达尔文时代了。([1])在所有的争议中,有一个颇具禅意的谜题最为关键和有趣——进化的中心到底是什么?进化到底是体现在个体上还是群体上,抑或是作用在基因上?

在科技史上的日心说和地心说之争中,哥白尼最后战胜了托勒密。但是物理学家史蒂芬·霍金在他的《大设计》一书中却提到,地心说和日心说本无所谓对错,这只是一个运动描述参考系的选择问题。无论以地球为中心还是以太阳为中心,都能得到一套正确、完整的计算天体运行规律的模型,只不过日心模型要简洁得多。这样的“中心”地位之争,并不仅仅出现在天文学中,它也同样出现在生物学的发展进程中。

1762年狄德罗《百科全书》中的制钉行业插图。斯密在《国富论》中用铁钉制作来说明行业分工的意义

冷冻暂停的生命进程

叛变的机器人

讲一个科幻小故事。一家生物科技公司突然宣布能够提供一种冷冻服务,将一个人装在生命罐中以接近绝对零度的低温冷冻起来,两百年后,冷冻人可以结束封冻,逐渐苏醒恢复神志。对于许多罹患绝症或希望长生不老的人来说,肯定有意愿购买此项服务。这意味着,他们可以在两百年中暂停生命进程,等到重生之时,说不定当时的医疗技术水平已经可以彻底解决疾病与衰老的难题。

假设你愿意购买此项服务,那么会产生一个顾虑:人在冷冻期间,外界需要持续不断地供电以维持低温,那么谁来保障电力供应得万无一失呢?万一公司为了节省成本用了不靠谱的临时工呢?万一你的护工看你不顺眼,偷偷拔了插销呢?万一发生战争、地震之类的突发事件呢……为了打消客户疑虑,该公司提出一个解决方案,用绝对听话的机器人维护生命罐。一个生命罐配备一个专门看护的机器人,这些机器人被输入了特定程序,会忠实地履行照顾各自主人的职责。机器人的设计寿命是三百年,完全可以满足两百年的保障需求。

有了这么贴心的设计,许多人开始放心地购买此项服务,客户数不断增加。其他公司看到这个业务如此抢手,也纷纷加入其中,市场竞争出现了。为了抢夺市场份额、争取客户,各公司都强化了各自推出的机器人性能。有的公司悄悄为自己的机器人植入了侵略性程序,在能源供应不足的情况下,可以袭击其他公司的机器人,抢夺它们负责照看的生命罐的电源;还有些公司设计出了智能型机器人,可以根据具体环境趋利避害,躲避那些攻击性机器人的偷袭。此外,还有能进行团队合作的组合机器人,它们通过沟通建立组织,共同抵御侵略性机器人的袭击。总之,在激烈的竞争环境下,市面上的机器人无论在体力还是智力方面,都变得越来越强大。

竞争压力让一些智能机器人逐渐进化出一种合作策略,那就是可以在资源紧张的情况下,通过相互间的电量调剂来共渡难关,即剩余电力多的机器人打开能量接口向剩余电力少的机器人供电,以增加整个机器人群组生存的总体概率,从而也更有利于机器人自身的生存。但这样的做法却使机器人陷入了一个道德困境:它为了自身安全而严重危害到机器人主人的存活。生命罐的能量会在输电过程中减少,这是原始照顾程序绝不允许的。那么机器人在此时应该何去何从?是优先保障自身还是自己的主人?如果你是该项服务的购买客户,当然会毫不犹豫地说:“必须先照顾我,让我活下去!这还用问吗?”但如果你是那个机器人呢?你的答案又会是什么?([2]

有人可能会说,这不过是个科幻故事,我怎么会成为机器人呢?可事实上,以某些生物学家的观点看来,此时此刻正在阅读故事的你,其实就是这样一个机器人,而那个生命罐中的主人,就是你身体里的基因。这听起来有点不可思议,与大多数人的观点不同。关于这个争议,一切要从我们脑海中的进化故事说起。

物种进化中心说

原始地球上的物理条件非常极端,各类化学小分子不断地产生和分解。在某种机缘巧合的情况下,一些复杂的化学大分子产生了。([3])化学大分子们如同中了头彩,恰好组合出某种具有可复制性的不可思议的精妙结构,其复制机理或许类似于现在的RNA分子。在这一可复制结构的基础上,膜组织的偶然出现造就了最原始的单细胞生命。单细胞生命通过不断地复制、组合,进化为多细胞生物。此后,通过千万代的繁殖、遗传和变异,在自然选择作用下出现了越来越多样、越来越高级、越来越复杂的生物,直到人类的登场。

这种认知的核心观点是:物种都是逐步进化而来的,基因是人和其他物种延续后代、实现进化的手段。即物种是世界的主角,基因只是物种内部的组成成分,这就是物种进化中心说。

物种进化中心说非常自然且直观,因为我们活在世界上,最容易感受到的就是形形色色的物种。人类文明出现以来,人们尝试回答的都是“人从哪里来?生命从哪里来?我们和其他物种有什么关系?”诸如此类的问题。这些问题的共同之处,在于把现存世界上的各物种当作不同要素,希望理清要素之间的相互关系。这就好比天文学家追问天体间有什么关系,或化学家追问各种化学元素间是什么关系一样自然。

牛顿揭示出天体运行依靠的是万有引力,门捷列夫替人们排列出元素周期表,但更加石破天惊的,还是达尔文告诉我们的事实:所有的物种都来自进化。这意味着,所有的物种都有共同的祖先,它们的相互关系不是独立的。就像天体,它们也不是排列的元素,而是长相各异的兄弟。

基因进化中心说

然而,当著名科普作家理查德·道金斯在20世纪70年代重新阅读这个故事时,突然意识到一个关键点:所有的物种历经无数的生育和死亡,究竟是为了什么?仅仅是为了延续后代吗?鸡生蛋和蛋生鸡构成了一个循环,所以才好像无穷无尽,但是为什么一定要认为蛋是鸡繁衍自己的工具呢?这个循环为什么不可以用另一种方式来解读:鸡是蛋延续自己的工具。理查德·道金斯并不是第一个如此设想的人,塞缪尔·巴特勒在1878年出版的《生命与习惯》一书中就说过:“母鸡不过是一个鸡蛋制造另一个鸡蛋的方式。”所以,整个故事的角色关系突然出现了180°的翻转,从“基因是人复制人的工具”,变为“人是基因复制基因的工具”。

一旦这个思路打开,再去看“人利用基因实现自我复制”的这种观点,的确发觉有问题。其实,人类无法完全复制自己。因为有性繁殖的存在,我们的孩子只有一半的信息来自自己,而到了孙辈只剩下四分之一,依次递减。若是到了第六代,原始基因的恩泽就只剩下区区1/64了,基本可以被忽略掉。这就像基思·斯坦诺维奇所说:“英国女王伊丽莎白二世是征服者威廉的直系后裔,但是她身上恐怕没有一个基因来自几百年前的老国王。”

现在可以来讲述地球上的进化故事之理查德·道金斯版本。同样是开始于地球原始汤,在古地球物理环境中产生了某种稳定结构的分子,它具有类似RNA的自我复制性,我们不妨称之为复制子。早期复制子在拷贝时会出现大量差错,众多的变异开始出现,有些逐渐进化为在精确复制自身的同时又能保持较为稳定的变体。随着复制子的数量越来越多,原始汤中的复制材料开始变得紧缺。老实巴交的复制子将越来越难以生存,而某些掠夺性分子通过破坏别的复制子来获取复制材料,进而拷贝自身得以存活,这可以被理解为最早的捕食生命。稍后,总是被捕食的复制子进化出了膜结构,以保护自身免遭破坏,这标志着原始细胞的出现。而这个原始生命,实际上不过是一个为基因提供防御能力的机器。

在接下来的漫长过程中,基因为延续自身生存而开发出的机器越来越复杂,从单细胞机器变成多细胞机器;从低级生物机器变成高级生物机器;从普通机器变成一种叫作“人”的智慧机器。不管这些生命机器多么千姿百态,其本质上全都是装载基因主人的容器,为主人而搏杀,为主人而工作,为主人而交配,并在主人的生命得到延续后被弃之不理。这就是大部分高级物种的平均寿命都仅仅略高于其最长生育年龄的原因。基因在不断复制中得到了永生,各类物种体内的一串串遗传密码才是真正生生不息的兄弟,物种不过是这些兄弟争夺市场时研发出来的琳琅满目的商品。基因的强大创造性,让它们无须面对残酷的自然环境,只需躲在舒适的躯壳内,便可遥控一切。从这个层面来看,你还觉得自己不是一个机器人吗?

鸡生蛋还是蛋生鸡,这其实是进化过程中被人们争论的一个有趣命题形式

如果觉得上述说法太过颠覆,可以来看另一个例子。人体内有大量的垃圾DNA。所谓垃圾DNA,就是占据了DNA链中的位置却没有明显遗传作用的DNA序列。为什么会存在这些无效用的基因信息呢?在很长一段时间里,人们一直搞不明白这个问题。其实从基因中心论来看,答案就很明显了。基因的唯一目标是使自身的复制和生存最大化。发明生存机器是一种手段,但如果能以更低成本的方式完成复制,又何必要去开发物种机器呢?因此,所谓垃圾DNA不过是搭便车的一些基因寄生者,它们利用别的生存机器复制自己,却不须要负担任何的制造成本,这就难怪看起来它们没有任何的遗传功能了。

基因利益和生存机器利益大部分时间是相同的,但是也有不一致的情况。雄孔雀的尾巴就是最有名的例子。一条又长又大的绚丽尾巴,无论是从运动、捕食,还是其他角度来看,都是雄孔雀躯体多余的负担,唯一有利的是,它有助于得到雌孔雀的偏爱,提高获得交配权的概率,而这正是雄孔雀的基因想要的。

当基因利益和生存机器利益冲突时,毫无疑问,基因肯定会要求生存机器忘掉自我优先照顾主人。这方面的例子很多,如雄性螳螂生育后会被雌性螳螂吃掉,母体会牺牲自身照顾幼儿,等等。但是当这种考验摆在了人类这种高级机器面前时,情况却出现了微妙的变化,机器好像有了私心,因为人类与其他物种不同,他们是一种弱约束下的生存机器。什么是弱约束呢?不妨以登陆火星的漫游车为例,加以说明。

在地球上开车或使用机械,大多是由控制者直接操纵,控制指令和动作之间的对应是即时性的,也是明确的。这叫作强约束系统。但是,若在火星上投放一辆漫步车,由于长达8分钟的指令时延,和着陆过程本身的瞬息万变,所以必须让着陆器自主控制,人们只能提供一个基本目标和大概的行动规范,如要安全着陆、先打开降落伞、保持平稳、速度不要太快等,至于具体的动作指令,就只能交给漫步车自行管理了。这叫作弱约束系统。

弱约束通俗来讲就是主体或代理机器应对复杂局面时,一种必然的策略选择。具体的生存环境如此复杂,高级生命机器的控制程序必须灵活自主,不可能像强约束系统那样准确地授受刚性指令。例如:2016年5月20日下午5点20分,在莫斯科餐厅进餐。万一餐厅关门呢?万一堵车延误了呢?所以灵活的控制方式应该是软性的:预计在某时刻到某处吃饭,有变动随时处置。

弱约束的自由度会带来一个巨大的隐患,那就是代理机器一旦有了自主意识,就有可能反过来违抗主体的命令。人类正是在自然进化过程中,产生的第一款开始对抗基因主人的生存机器。如今,人类想要反客为主,打算用转基因技术颠倒生存机器与基因的主客位置。或许,这就是这么多人担忧或反对转基因的一个可能原因吧。因为如果接受转基因的这个决策,就会违背多数人大脑当中被基因主人植入的基因优先程序。

我们究竟是基因的生存机器,还是基因是我们的繁衍工具,这个问题就像地心说和日心说一样,是一体的两面。然而,这种逆向思考的方式是值得推崇的。还记得郭德纲相声里的一句台词:“泰坦尼克的沉没,对于人类来说是灾难,但对于厨房里的活龙虾来说,不就是生命的奇迹吗?”