丹尼尔·丹尼特对阵间断平衡

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文/姚斌


正当我沉浸在史蒂芬·古尔德的间断平衡理论时,读到著名的哲学家丹尼尔·丹尼特的《达尔文的危险思想》。丹尼特是《直觉泵》作者,几年前我曾读到这本巨著。但是,《达尔文的危险思想》似乎比《直觉泵》还要“巨著”。煌煌大言700多页,大部分的内容都超出了我的认知水准。只有第十章“雷龙真牛”部分,才让我看懂了一点,因为其中涉及到古生物学家史蒂芬·古尔德的间断平衡理论。

在曾经二十多年的时间里,古尔德为《自然史》月度专栏“生命如是之观”撰写了大量文章。汇成文集后就有了《自达尔文以来》、《火烈鸟的微笑》、《奇妙的生命》等系列著作。但他的最重要的著作《间断平衡》(《 Punctuated Equilibrium》 ),我却没有读过,因为尚未有中译本。也是因为间断平衡理论,我知道了运用间断平衡理论,可以解释复杂系统的速率,包括经济、公司和组织。但是,有意思的是,间断平衡在《达尔文的危险思想》中却遭到严厉的批判。

■ 丹尼尔·丹尼特的重大使命

丹尼特之所以写作《达尔文的危险思想》,是因为他需要纠正对进化论的误解。自1859年《物种起源》发表之时起,查尔斯·达尔文的基本观念就引起了种种激烈的反响,遭到了敌友双方的滥用和误传。“它已被盗用,来为骇人听闻的政治和社会教条赋予科学的尊荣。”达尔文式的理论无疑是一种科学理论,也是一种伟大的理论,但它还不止于此。那些如此愤恨地反对它的创造论者在一件事情上是正确的:达尔文的危险思想是如此深切地切入我们最根本的信念的肌理,其深切程度大大超出了它的众多老到精细的辩护者所承认的范围,甚至超出了他们心理所承认的范围。

哥白尼的日心说经历了一个多世纪才被人们所接受,而达尔文的进化论即便在今天也仍然没有被人心悦诚服地接受。所以,丹尼特就需要深入检视针对于生物学内部的达尔文思想的种种挑战。而在这其中就有古尔德的间断平衡理论。丹尼特说,古尔德对达尔文的“挑战”“已经多次”了。古尔德的“颇具影响力”,“已经对演化生物学在非专业人士、哲学家以及其他领域的科学家心目当中的形象造成了严重的扭曲”。古尔德曾宣布自己对于正统达尔文主义形成了若干不同的“革命性”制约,但结果都是“虚惊一场”。古尔德之所以这么做,“为的是限制达尔文危险思想的威力”。

古尔德的月度专栏之标题来自《物种起源》的结尾句“生命如是之观,何等壮丽恢宏”。丹尼特说,像古尔德这样高产有精力充沛的人,不仅会用达尔文式生命观教育并取悦他的人类同胞,而且肯定另有打算。事实上。古尔德的打算可不止一个。他竭力反对偏见,尤其还对那些给自己的政治意识形态披上强大且可敬的科学外衣的人对科学研究的滥用。我们有必要认识到,达尔文主义有一种不幸的力量,会吸引最不受欢迎的狂热分子——煽动者、精神变态和厌世者,以及其他达尔文危险思想的滥用者,而认识到这一点重要。

“古尔德毕生事业的主要内容之一,就是保护他的英雄免遭这种滥用”。然而,古尔德为保护达尔文主义付出的辛勤努力,有时适得其反。古尔德一次又一次地宣布,新达尔文主义已死,取而代之的是一种革命性的新见解——依旧是达尔文式的,但会推翻既有的权威观点。古尔德和奈尔斯·埃尔德雷奇认为他们提出的间断平衡假说推翻了正统的新达尔文主义,因为大灭绝的事实驳倒了“外推论”,而外推论正是正统新达尔文主义的阿喀琉斯之踵。

丹尼特说他在追踪古尔德作品中重复出现的主题及其变体时,发现了一个共同的模式:每次失败的尝试都会显露出一鳞半爪的线索,最终清晰地勾勒出驱动着古尔德前进的那份不安的源头。古尔德的终极目标是达尔文的危险思想本身;他要反对的正是这种思想,即演化说到底只是一个算法过程。这就充分“暴露了这位美国首屈一指的演化论者,其实一直以来都对达尔文主义的根本内核耿耿于怀”。丹尼特认为他的这个说法十分出人意料,但是要捍卫它就够丹尼特忙的了。

■ 不寻常的跨越和间断平衡

1972年,史蒂芬·古尔德和奈尔斯·埃尔德雷奇发表了一篇论文《间断平衡:系统发生渐变论的一种替代方案》。在这篇论文中,他们介绍了“间断平衡”这一术语。尽管正统达尔文派倾向于将所有演变都设想为渐进式的,但他们认为,恰恰相反,演变是以猝动的方式进行的:长期的不变或停滞——平衡——被突然的、戏剧性的短暂快速变化打断——间断。最基本观念常常可以通过对比两种生命之树来说明。

( 查尔斯·达尔文在《物种起源》中描绘的生命之树示意图,从G~L即是间断平衡模式 )

当古尔德首次提出间断平衡时,它看上去完全不像一次革命性挑战,而更像是一次保守的纠错,旨在纠正正统达尔文派难以摆脱的一个错误观点:古生物学家误以为达尔文式的自然选择应该会留下可以展示大量过渡生命形态的化石记录。但到了1980年,古尔德就确定了他的主张:间断平衡终究是一个革命性观念——它不是对化石记录中缺乏渐变论证据的一个解释,而是对渐变论本身的驳斥。实际上,古尔德和埃尔德雷奇也发现生命之树存在明显的比例尺问题。如果将生命之树的比例尺放大,我们就会发现,当放大到某个级别时,任何演化斜坡都必然看起来像一段楼梯。此时看起来就会像间断平衡。也就是说,正统的达尔文主义已经是一种间断平衡的理论了。

古尔德指出,建立任何一个新物种的第一步骤都很“不寻常”:一次非达尔文式的骤变。也就是说,“物种形成并不总是渐进式、适应性的等位基因替代效应的一次扩展延伸”。由此,丹尼特推断古尔德的观点:物种形成本身并不是由积累起来的适应特征所渐进推动的种群分化的结果,它本身就是一个原因,自有一套非达尔文式的解释。对此,丹尼特称之为“古尔德的跨越”。古尔德主张,只有一部分是间断过程,即最后的渐进收尾过程是“达尔文式的”。

恩斯特·迈尔已经观察到,我们说一个突变是大的,其原因有三:(a)它是“孟德尔图书馆” ( 即生物学上的可能性 ) 的一大步;(b)它产生了一个彻底的表型差异 ( 一个怪胎 ) ;(c)它造成了适应度的大幅增加。只有在大突变的第三种含义这个层面上,才能弄清古尔德的提议看起来激进的地方。“骤变”和“大突变”两个词往往被用于描述成功的一步,创造性的一步。这“一步”曾被理查德·戈尔德施密特称为“有前途的怪胎”而大力推广,造成了之后的“臭名远扬”。

“自然界中无飞跃”,这条格言是冯·林奈在其分类学经典著作中提出的,达尔文对此没有袖手旁观,而是为其提供了极大的支持。在一个适应度地形中,侧向的大跨越几乎从不会对你有益;无论你目前身在何处,你之所以在那儿,都是因为对你的祖辈来说,那儿是设计空间中的一片好区域。因此,你迈出的步子越大 ( 当然是随机跳跃 ) ,你就越有可能跳下悬崖。根据这个标准的推论,“怪胎”总是没前途的,无一例外。正是这一点,使得戈尔德施密特的观点显得如此“异端”。

古尔德曾将自己对渐变论的否定戏称为“戈尔德施密特间歇”。但在同一篇论文里,他小心翼翼地说:“我们现在并未接受他关于变异之性质的所有论点。”他只为戈尔德施密特的观点的一个特征背书,即“微小的遗传变化可以通过更改发育速率产生巨大的影响”。他认为,“微小遗传变化的底层连续性”是演化中一股非达尔文式的创造性力量,“因为,它对表型变化的性质所施加的约束条件,确保了微小而连续的达尔文式变化并非所有演化的原材料”。不过,尽管如此,“我们的理论不涉及任何新的或激烈的机制,它只是在极大的地质时间中以适当的比例呈现出寻常的事件”。

然而,丹尼特说,古尔德所坚持的观点,不是那个“不寻常的跨越”,而是另外两种渐变的、缓和的路径中的一种。正如理查德·道金斯所指出的,归根结底,古尔德和埃尔德雷奇对渐变论的挑战,并不是要提出某种激动人心的全新非渐变论,而是要指出演化在发生时确实是渐变式的——不过在大多数时候,它甚至都够不上渐变,它一动不动。丹尼特指出,他们所挑战的特征是道金斯所说的“恒速论”。古尔德和埃尔德里奇在他们的原文中指出,古生物学家错误地认为正统学说需要恒速论。达尔文本人可能并不笃信恒速论。因为达尔文会发现黑斑羚和豹子经历了300万年的停滞期而困惑不已。

■ 与达尔文的间断平衡冲突

道金斯曾说,“对达尔文来说,任何必须依靠上帝的帮助才能完成的演化都不是演化。它丝毫没有触及演化的核心要义。鉴于此,就不难理解为什么达尔文不断重申演化的渐变性了”。在一段著名的文字中,达尔文明确表达了相反的意见,该观点可以用四个字加以概括——间断平衡:“许多物种一旦形成,就不再经历进一步的改变了……;而尽管以年为单位来衡量,物种经历变异的时期很长,但与它们的形态保持不变的时期相比,大概已经算很短了。”达尔文在《物种起源》中放了一张示意图,而这张图恰好显示了平缓的斜坡。间断平衡的另一个重要拥护者史蒂文·斯坦利在自己的书中转载了这张图,并在图中明确了该推断。

古尔德否认自己的理论提出任何“激烈的机制”,这一点暗示他是渐变者。但在同一页,他说根据间断平衡理论,“变化的发生通常不是通过难以察觉的方式渐变整个物种,而是通过小种群的孤立,以及它们向新物种的地质学意义上的瞬时转变。”这段话让我们相信,演化改变不可能既是“地质意义上的瞬时转变”,同时又是“难以察觉的渐变”。但这恰恰是当骤变缺席时,演化改变的必然方式。

G.莱迪亚·斯特宾斯在他的一个思想实验时算出,在他假设的非常缓慢的演化速率下,需要大约1.2万代……假设一个世代的时间是5年——这个数字比老鼠的世代时间长,但比大象的世代时间短——1.2万代将用去约6万年的时间。对于一般用来测量化石记录年代的地质学方法来说,6万年的时间太短了,几乎无法测量。因此当一种新的动物的起源是在10万年以内时,它就会被古生物学家认为是“突然的”或“瞬时的”。

丹尼特认为古尔德可能不会认为这种在局部上难于察觉的、从老鼠到大象的改变违背了渐变论。也许古尔德渴望找到的,是可以证明存在这种或那种演化加速的证据,但化石记录只能显示停滞的时期,而这种停滞表明演化甚至连渐变都常常够不上。这个尴尬的事实也许可以被好好地利用起来:正统观念所受到的挑战,也许不是它不能解释间断,而是它不能解释平衡。或者古尔德对现代综合论的挑战应该是去指出,它终究是符合恒速论的:虽然达尔文没有正面否认平衡 (事实上他曾断言平衡会发生 ) ,但当平衡真的发生时,他却无法对其作出解释,并且可以按理说,这种平衡或停滞是这个世界上的一个主要模式,需要好好解释一番。

丹尼特说,我们早就知道大多数支系都不会展现停滞状态。但是,停滞仍然是一个需要解释的现象。我们不应该问为什么物种会展现稳定性,应该问为什么物种会趋于稳定。对此,有一个基本的解释:每一个物种都是——肯定是——一家营利企业,而营利企业都肯定是保守的;违背了这个经过长期检验的传统,大多数物种都会很快遭到灭绝的惩罚。

■ 应用间断平衡至小生境

在古尔德看来,布尔吉斯动物群出现的很突然,并且它们中大多数消失的也同样突然。古尔德主张,这种非渐变式的进和出,证实了他所谓的“多样性增长之锥”实属谬论。然而,丹尼特指出,如果我们用不同物种的数量来衡量多样性,那么显然“多样性增长之锥”就不是一个谬论。在达到100多个物种之前,只存在10个物种,而在达到10个物种之前,只存在2个物种;在生命之树的每一个分支上,情况都必然如此。物种灭绝一直都在发生,到目前为止,在所有存在过的物种中有99%都已经灭绝了,因此,大量的灭亡必然抵消了分化。布尔吉斯页岩的物种盛衰可能不如其他之前或之后的动物群那样渐进,但这并不能证明生命之树形态变化有任何激进之处。

白垩纪大灭绝使恐龙一蹶不振,而引发这次大灭绝的很可能是在大约6500年前撞击地球的一颗巨型小行星。古尔德觉得大灭绝非常重要,认为它是对新达尔文主义构成了挑战:“如果说间断平衡扰乱了传统的预期,那么大灭绝对其的影响就更是大多了。”根据古尔德的说法,正统学说靠的是“外推论”,认为所有演化改变都是渐变的、可预测的,“但是如果大灭绝真的是连续中的断裂处,而且适应活动在正常时期的缓慢构建工作并不足以像预测那样成功穿越大灭绝形成的分界线,那么外推论就会失败,适应论也会毁灭”。丹尼特认为这明显是错了:“我不明白有哪个适应论者会蠢到去给如此‘纯粹’的‘外推论’背书,否认古尔德说的大灭绝在生命之树的修剪过程中发挥主要作用的可能性乃至或然性。”

关于布尔吉斯动物群的大灭绝,对于古尔德而言,无论如何都不如他想出的另一个关于这些动物命运的结论重要:他主张,它们的灭亡是随机的,决定它们命运的只是一场“抽奖”,即随机性或偶发性。但是丹尼特认为,古尔德“根本没有提供任何证据”,只是提供了“一个事实”。丹尼特直言不讳:“我们只知道:你无法单凭一个几乎无法验证的直感,就发起一场科学革命。”丹尼特甚至赞同古尔德的反对者和批评者的一种说法:他的间断论只是他作为马克思主义者对于改革的厌恶情绪在生物学中的体现。众所周知,改革者是革命者最难对付的敌人。但丹尼特也认为,这只是一种对古尔德行为理由的貌似可信的解释。在丹尼特看来,“古尔德对达尔文危险思想的厌恶从根本上讲是一种渴望”。

至此,我们从丹尼特那里得到的结论是:古尔德那些自诩为革命的运动,无论是反对适应论、渐变论和外推论,还是支持“彻底的偶发性”的,已经全部烟消云散,它们的合理之处已被牢牢地整合进现代综合论,而它们的错误之处则遭到了摒弃。然而,间断平衡究竟是被“整合”了还是被“摈弃”了,我们无从得知。科学是一个不断检验假说、否定假说的过程,而不是给现成的知识做提纲。它包含了一系列可检验、可证伪的猜测。不能检验的理论,就不算是科学。

如今,我们已经看到,间断平衡已经成为思考的一个工具。我们更愿意将间断平衡视为模型。既然是模型,在一个小生境中,它就是有用的。正如王立铭教授所说的,任何复杂系统的速度都可以用间断平衡去分析和解释。在1万年文明史上,人类文明的进化速度在少数几个时间节点突然提升到了惊人的水平。仿佛一夜之间,人类进入了一个新世界,成为了一个全新的物种。铁器的出现、文字的使用、宗教的诞生、蒸汽机的发明、互联网的广泛运用等等,都是这样的重要节点。

姜晨在《技术变迁的间断性平衡研究》中,将间断平衡引入技术变迁的研究中。因为不连续性或颠覆性技术的出现,引致了旧有成功的组织和地区突然面临不适应,并无法在下一波技术竞争中保持其行业的领导地位,而一些新兴组织和地区则在新技术下迅速崛起。从动态的角度来看,任何组织和地区的优势都不能较为地保持下去,这在技术变迁的间断平衡中显得尤为明显。对后发组织或地区来说,探求间断平衡对组织和地区演化的影响,并利用规律寻求技术跨越具有十分重要的意义。


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2023-03-29 16:06

老师不谈谈最近al的涌现和各大模型的路线