21.1 40億年的龐氏騙局[1]
19世紀初，關於「熱」的問題還是一個令人費解的深奧難題。每個人都本能地知道一個熱的物體會逐漸冷卻到與周圍環境相同的溫度，而一個涼的物體溫度同樣會慢慢升高。但是關於熱的完整理論還沒有誕生，並且困擾著當時的科學家們。
真正的熱力學理論必須能夠解釋某些令人費解的問題。是啊，同一空間裡的一個極熱的物體和一個極冷的物體最終會變得溫度相同。但是有一些物體，比如一盆冰水混合物，相比而言，溫度升高的速度就沒有同樣大小的一盆冰或者一盆水來得快。熱脹冷縮，運動產生熱，熱導致運動。還有某些金屬被加熱的時候，重量會增加，也就是說，熱是有重量的。
早期對熱進行研究的先驅者們並不知道他們研究的是溫度、卡路里、摩擦力、做功、效率、能量和熵——這些術語都是後來才產生的。事實上，搞了幾十年，他們還根本不確定自己所研究的究竟是什麼。最廣為認同的一種理論是，熱是一種無孔不入的彈性流體——是一種物質以太[2]。
1824年，法國軍事工程師卡諾[3]（卡諾與薩繆爾·貝克特的著名荒誕戲劇《等待戈多》中行動遲緩的主角戈多諧音）推導出後來被稱為熱力學第二定律的原理，這一原理的簡單表述如下：沒有永動系統。卡諾的熱力學第二定律連同熱力學第一定律（能量守恆定律）一起，作為理解許多科學理論的主要框架影響了隨後的一個世紀。其中不僅包括熱力學，還有大部分物理學、化學，以及量子力學。總之，熱力學理論加固了所有現代物理科學的基礎。
然而生物學卻沒有如此顯赫的理論。時下，在複雜性研究員中間最流行的笑話就是，今天的生物科學正在「等待戈多」。理論生物學家感覺他們自己就像19世紀熱力學即將誕生之前的熱研究者。生物學家們討論複雜性問題，卻沒有一個衡量複雜性的標準；他們提出了生物進化的假說，卻無法重現一個實例。這讓他們再次回想起研究熱問題卻沒有類似卡路里、摩擦、做功，甚至能量這樣的概念的情形。正如卡諾通過他的熱寂原理為當時無序的物理學構建了一個框架，一些理論生物學家也在熱切期盼著生物學第二定律的誕生，以框定生命領域的大勢——從無序中找到有序。可是這個笑話裡有一絲潛藏的諷刺，因為在貝克特的這部著名的戲劇裡，戈多是一個神秘的人物，而且根本就沒有出場！
探索深度進化和找尋超生命的背後，大多都藏有對生物學第二定律這一關於有序誕生的法則的探索。許多後達爾文主義者質疑自然選擇本身能否強大到足以抵消卡諾的熱力學第二定律。既然我們仍然存在，就說明有這種可能。他們並不清楚他們正在尋找的究竟是什麼，但直覺告訴他們，可以說它是一種熵的互補力量。有些人稱之為反熵，有些人稱之為「負熵」。格雷戈裡·貝特森就曾經問道：「是否也有一個生物物種的熵？」
正式的科學研究文獻很少明確表述對這一生命奧秘的探索。當夜深人靜披卷而讀時，大多數文獻都給人以管中窺豹或盲人摸象的感覺：每篇文獻都只看到了事物的一部分。它們都力圖用嚴謹的科學詞彙來完整地表達其理念和直覺。這裡，我把它們所包含的構想歸納如下：
從大爆炸迄今，100億年來，宇宙從一團緻密而極熱的原始物質慢慢冷卻。當這一漫長的歷史走到大約三分之二的時候，一些特別的事情發生了。一種貪得無厭的力量開始強迫這些正在慢慢消散的熱和秩序在局部形成更好的秩序。這個半路殺出來的程咬金其最不尋常之處在於：（1）它是自給自足的，（2）它是自強化的：它自身愈龐大，就產生愈多的自身。
自此之後，宇宙中就並存著兩個趨勢。一種是永遠下行的趨勢，這股力量初時熾熱難當，然後嘶嘶作響歸於冰冷的死寂。這就是令人沮喪的卡諾第二定律，所有規律中最殘酷的法則：所有秩序都終歸於混沌，所有火焰都將熄滅，所有變異都趨於平淡，所有結構都終將自行消亡。
第二種趨勢與此平行，但產生與此相反的效果。它在熱量消散前（因為熱必會消散）將其轉移，在無序中構建有序。它借助趨微之勢，逆流而上。
這股上升之流利用其短暫的有序時光，盡可能搶奪消散的能量以建立一個平台，來為下一輪的有序作鋪墊。它傾盡所有，無所保留，其秩序全部用來增強下一輪的複雜性、成長和有序。它以這種方式在混沌中孕育出反混沌，我們稱之為生命。
上升之流是一個波浪，是衰退的熵的海洋裡微微的上漲，是自身落於自身之上的永不消逝的波峰，且永遠處在坍塌的邊緣。
這波浪是劃過宇宙的一道軌跡，是混沌的兩個不同側面之間的一條細線：線的一邊下滑形成僵硬的灰色固體，另一面悄悄沒入沸騰的黑色氣態，而這波浪就是兩種狀態間不斷變幻著的瞬間——是一種永恆的液體。熵的引力不容藐視；不過由於波峰不斷跌落，生物的秩序便如同衝浪者一般踏浪滑翔。
生物的秩序利用這上漲的波浪不斷積累，猶如衝浪板，利用外來的能量將自己送入更加有序的領域。只要卡諾定律的力量繼續下行使宇宙冷卻，上升流便不斷的偷走熱能提升自己，憑自己的力量維持自身高度。
這就像一個金字塔騙局，或一個空中樓閣，在這場遊戲裡，生物秩序作為遊戲的槓桿，其功用便是用來套取更多的生物秩序，若不能持續擴張，便只有崩潰。如果把所有生命當作一個整體的話，其歷史就是一個高明絕頂的騙子的故事。這個騙子找到了一個極為簡單的騙人把戲，並且堪稱完美地實施了這個計劃——迄今為止都逍遙法外。「生命也許應該被定義為逃避處罰的藝術，」理論生物學家沃丁頓如是評說。
或許，這富於詩意的想法僅僅是我個人的幻想，是我對他人著說的一知半解和斷章取義。但我不這樣認為。我已經從許多科學家那裡聽到了類似的觀點。我也不認為人們所期待的「卡諾法則」純屬神秘主義——當然，這還只是人們的一種希望而已，但我仍希望能找到一種可證實或證偽的科學理論。儘管有種種貌似於上升流的不那麼靠譜的學說，譬如「生機論」[4]，但這第二種力量的科學性絕不輸於概率論或達爾文的自然選擇。
然而，一種猶豫不決的氛圍籠罩在「上升流」的頭上。人們的主要顧慮在於，「上升流」意味著宇宙中存在某種方向性：當宇宙的其餘部分慢慢耗盡能量，超生命卻在穩步積累自己的力量，朝著相反的方向逆流而上。生命朝著更多的生命、更多種類的生命、更複雜的生命以及更多的某種東西進發。而這導致了某種懷疑論。現代認知在這種進程中嗅到了一絲氣味。
這種進程散發著以人類為中心的味道。對一些人來說，它如同宗教狂熱一般刺鼻。最早也是最狂熱地支持達爾文理論的正是基督教新教徒的神學家和修士，因為它為人類的主導地位提供了科學證據。達爾文進化論提供了一個漂亮的模型，描述了無知的生命向已知的完美巔峰——人類男性——進發的過程。
對達爾文學說的濫用不僅助長了種族主義，而且無助於進化這個概念的發展。比進化的進步更重要的是重新審視我們人類的位置。我們並非宇宙的中心，只不過是宇宙中一處毫不起眼的角落裡一個無足輕重的螺旋星系邊微不足道的一縷煙塵。如果我們並不重要，那麼進化會通往何處呢？
進步是條死胡同，沒有任何出路。在進化論研究以及後現代史、經濟學和社會學中，進步之死基本上已蓋棺定論。沒有進步的變化正是我們當代人對自己命運的認識。
第二種力量的理論重新點燃了進步的希望，同時也提出了棘手的問題：如果存在一個生命的第二法則——上升流，那麼這個潮流的方向究竟指向哪裡？如果進化的確有一個方向，那麼它究竟會有一個什麼樣的方向？生命到底是在進步，還是僅僅在盲目地徘徊？也許進化只不過有個小斜坡，使之看上去有某種趨勢，並且可以部分地預測。生命（不論是天然的還是人工的）會具備哪怕是微小的趨勢麼？人類文化和其他活系統是有機生命的鏡像嗎？或者，某個物種能夠不依賴其他物種而獨立地發展？人為進化是否有它自己的規律和目標，完全超越其創作者的初衷？
我們首先必須承認，我們所看到的生命和社會的進步只不過是由人類的錯覺。生物學中流行的「進步階梯」或「大物種鏈」這些概念在地質學中根本就找不到任何證據。
我們從最初的生命開始，把它看作一個起點。想像它的所有後裔一層層緩慢膨脹，就好比一個越吹越大的氣球。時間即是半徑。每個生活在特定時間的物種就成為當時這一球面上的某個點。
在40億年（也即今天）這個時間點上，地球的生命世界裡滿滿地塞了大約3000萬個物種。其中某個點是人類，而遠端另一側某個點則是大腸桿菌。在這個球面上，所有點與最初生命起點的距離都是相同的，因此，沒有哪個物種優於其他物種。地球上所有生物在任何一個時間點上的進化都是同步的，他們都經歷了同樣多的進化時間。說穿了，人類並不比大多數細菌進化得更多。
讓我們仔細看看這個球面，很難想像，人類不過是其中毫不起眼的一個點，憑什麼成為全球的最高點？也許3000萬共同進化的其他生物中的任何一個點——比如說，火烈鳥或毒橡木——都代表了這整個進化的過程呢。隨著生命不斷地探索新的領域，整個球體的范也在不斷地擴大，共同進化的位子數也隨之增加。
這個生命的球狀圖不動聲色地動搖了進步式進化的自證圖景，即生命從簡單的單細胞成功攀登到人類這一階梯的頂點。這幅圖景忽略了其他數十億也應該存在的進化階梯，包括那些最平淡無奇的故事，比如，一個單細胞生物沿著漫無目的的進化之梯演變成另外一種略有不同的單細胞體。事實上，進化沒有頂點，只有數十億個分佈在球面上的不同的點。不管你做的是什麼，只要有個結果就好。
不管是四處遊蕩還是呆在原地不動，都無所謂。在進化的時間進程中，原地踏步的物種可要比那些激進變革的物種多得多，而他們在回報上卻沒有什麼差別。不管是現代人類還是大腸桿菌，都是進化的倖存者，是經歷了億萬年淘汰後獲勝的佼佼者。而且，沒有誰會在下一個百萬年的進化中比其他倖存的物種更具優勢。事實上，許多悲觀主義者認為，人類比大腸桿菌倖存更久的幾率是一百分之一，儘管這種微不足道的生物目前還只能生存在我們人類的腸道裡。
21.2 進化的目的是什麼
就算我們承認生命的進化沒有展示出任何進步的跡象，那它也會有個大致的方向吧？
翻了翻關於進化的書籍，我找不出哪一本書的目錄上有「趨勢」或者「方向」這樣的字眼。許多新達爾文主義者絕口不提這兩個字眼，近乎狂熱地剷除著進化中有關進步的概念。其中最直言不諱的一個人就是史蒂文·傑·古爾德，他也是為數不多的幾個曾公開討論這個觀點的生物學家之一。
古爾德其科普作品《奇妙的生命》[5]一書中對伯吉斯頁岩化石群[6]給出了全新的解釋。這本書的核心思想就是，生命的歷史可以被視為一盤錄像帶。我們可以試想著將帶子倒回到起點，並借助某種神奇的力量，改變生命之初的某些關鍵場景，然後從那一點起重新播放生命的歷程。這種屢試不爽的文學手法在美國經典聖誕電影《美好人生》[7]中達到了極致：在這部電影中，主人公吉米·斯圖爾特的守護天使為他重演了因沒有他的存在而變得不幸和痛苦的其他人的生活。因此，古爾德將其名字借用過來，作為自己的書名。
如果我們能夠重播地球上生物演化的過程，這一過程是否會按照我們已知的歷史發展？生命將重現那些我們熟悉的階段，還是會做出相反的選擇而讓我們大吃一驚？古爾德用講故事的方法，告訴我們為什麼他認為如果進化可以重來的話，我們將會完全認不出地球上的生命。
此外，既然我們能夠將這盤神奇的錄像帶放到我們的機器裡播放，那麼也許還可以進一步做一些更有趣的事。如果我們關掉燈，然後隨意地翻轉帶子，再播放它，那麼，來自另外一個世界的訪客是否能夠判斷磁帶究竟是正向播放還是在倒帶？
如果我們倒過來播放這史詩般的《奇妙的生命》，那麼會在屏幕上看到些什麼？現在，就讓我們調暗燈，仔細地欣賞吧。故事在一個蔚藍色的壯麗的星球上展開：地球的表面包裹著一層很薄的生物膜，有些是移動的動物，有些是生根的植物。影片中是數以萬計的不同種類的演員，大約一半是各式各樣的昆蟲。在這個開場中，並沒有太多的故事發生。植物演變出不計其數的形狀。一些靈巧的大型哺乳動物逐漸演變成外形相似而體型較小的動物。許多昆蟲逐漸演化成其他昆蟲；與此同時也出現了許多全新的面孔，它們又隨之逐漸地變化為其他模樣。如果我們仔細地觀察某一個體，並且通過慢鏡頭密切關注它的變化，很難辨別出什麼特別明顯的前進或是倒退的變化。為了加快節奏，我們按下了快進鍵。
從屏幕上，我們看到地球上的生物越來越稀少。許多動物——但並非全部——形體開始逐漸縮小。生物種類的數目也在變少。故事情節的發展慢了下來。生物所扮演的角色越來越少，每個角色的變化也越來越少。生命的規模和大小都逐步衰退，直到變成微小、單調的基本元素。在乏味無趣的大結局中，隨著生物演變成一個單一、微小且形狀不定的小球，最後一個活物也消失了。
讓我們回顧一下：一個由形式多樣的生物群組成的錯綜複雜、相互關聯且無比壯闊的生物網絡，最終退化成一些結構簡單、樣式單一而且大多只會自我複製的蛋白質微粒。
那你怎麼看？來自雷神之星的朋友？你覺得這微粒是起點還是終點呢？
新達爾文主義者辯稱，生命當然會有時間上的方向，但除此之外，一切都不能肯定。既然有機界的進化沒有定向的趨勢，那麼生命的未來便無法預測。因此，進化不可預測的本質倒是我們有把握作出的少數幾個預測之一。新達爾文主義者相信進化是不可預測的。當魚類在海洋裡撒歡的時候——當時正是生命和複雜性的「巔峰」，誰又料想得到，一些醜八怪正在靠近陸地的乾涸泥潭裡做著極其重要的事情？而陸地，那又是什麼東西？
另一方面，後達爾文主義者不斷提及「必然性」。1952年，英國工程師羅斯·艾希比在其頗有影響力的著作《為大腦而設計》[8]中寫道：「地球上生命的發展絕對不能被視為一件不同尋常的事情。相反，它是必然發生的事情。像地球表面這麼龐大且基本處於多態穩定的系統，不溫不火地保持了50億年之久，所有變量都聚合成具有極強自維持力的形式，除非是奇跡才能使之脫離這種狀態。在這種情況下，生命的誕生就是不可避免的。」
然而，當「必然」與進化放在同一個句子裡時，真正的生物學家卻退縮了。我認為這是正常反應，因為歷史上「必然」曾經指的就是「上帝」。不過，即使是最正統的生物學家也認同，人工進化為數不多的合法用途之一就是作為研究進化中定向趨勢的實驗台。
物理世界中是否存在某些基本的限定條件，使生命只能沿某種特定的軌跡前行？古爾德把生命的可能性空間比作一個「寬廣、低窪、均勻的巨大斜坡」。水滴隨機地落在斜坡上涓涓而下，侵蝕出許多雜亂無章的細小溝壑。形成的溝壑因為有更多的水流沖刷而不斷地加深，很快形成了小溪谷，並最終成為更大的峽谷。
在古爾德的比喻中，每一個細小的溝壑都代表了一個物種發展的歷史路徑。而最初的溝壑設定了隨後的屬、科、類的走向。初期，這些細小溝槽的走向是完全隨機的，但是一旦形成，隨後形成的峽谷的走向便固定了。儘管他承認在他的這個比喻中有一個起始斜率，而這個斜率「確實給坡頂上的降水設定了一個優先的流向」，但是古爾德還是堅持沒有任何東西可以擾亂進化的不確定性。引用他喜歡重複的解釋就是，如果你一次次重複這樣的實驗，每次都從一個完全相同的空白斜坡開始，那麼，你每次得到的由山谷和山峰構成的地形都會大不相同。
有意思的是，如果你完全按照古爾德的假想實驗在沙盤上進行實地實驗的話，結果可能恰好暗示了另外一個相悖的觀點。當你像我曾經做的那樣，一次次地重複這個試驗，你首先注意到的事情就是，你得到的地貌類型是所有可能形成的類型中非常有限的子集。許多我們熟悉的地貌地形——連綿山脈、火山錐、拱肩、懸谷，永遠也不會出現。因此，你盡可以放心地預測，生成的山谷和峽谷一般都是和緩的溪谷。
其次，儘管由於水滴是隨機滴落的，因而最初的溝槽也是隨機出現的，但隨後的侵蝕則循著非常相似的過程。峽谷會按照一個必然的次序顯露出來。借用古爾德的類比：最初的一滴水好比是最先出現的物種；它可能是任何意料不及的生物體。雖然它的特點是不可預期的，但是沙盤的推演證明，根據沙子構成的內在趨勢，其後代顯露出一定的可預測性。所以，儘管進化在某些點上對於初始條件是敏感的（寒武紀生命大爆發就是其一），但是這絕不能排除大趨勢的影響。
在19世紀與20世紀之交，一些頗有聲望的生物學家們曾大力宣傳進化的趨勢。其中一個著名的學說是垂直進化論。垂直進化的生物沿著一條直線發展，從最早的生物A，順著生命的字母表，演化成最後的生物Z。過去有些定向進化論者真的認為進化是沒有分支的：他們把進化想像成一個向上攀登的生物階梯，每一層都駐有一個物種，每一層都近於天道般的完美。
就算是不那麼傾向於線性般完美的垂直進化論者也往往是超自然主義者。他們覺得，進化之所以有方向，是因為有某種力量為其引導了方向。這種指引力量，是超自然的作用，或是注入活物的某種神奇的生命力，甚至是上帝本身。這些觀念顯然超出了科學的認知範圍，本來就對科學家沒有什麼吸引力，加上神秘主義和「新人類」的膜拜，更使人們對其敬而遠之。
但在過去幾十年裡，視神為無物的工程師們已經製造出了可以自己設定目標且似乎有自己動機的機器。控制論的始創人諾伯特·維納是最早發現機器內部自我導向的人之一。他在1950年寫道：「不僅是人類可以為機器設定目標，而且在絕大多數情況下，一台被設計來用於預防某些故障的機器，會找尋自己能夠達成的目標。」維納暗示，一旦機械的設計複雜性越過某個門檻，就會不可避免地湧現出目的。
我們自己的意識是一個無意識因子的集合，其中湧現出目的的方式和其他非特意的活系統中湧現出目的的方式完全相同。舉一個最實際的例子，一個最低端的恆溫調節器也有它的目標和方向，即尋找並保持設定的恆定溫度。令人震驚的是，有目的的行為可以從軟件中許多無目的的子行為中顯現出來。羅德尼·布魯克斯的麻省理工移動式機器人採用自下而上的設計，能夠基於目標和決策來執行複雜任務，而它的目標則是從簡單的、無目的的電路中產生的。於是乎，成吉思這個蟲形機器人「想要」爬過厚厚的電話簿。
當進化論者把上帝從進化中抖落掉的時候，他們認為自己已經抖落掉了所有目的和方向的痕跡。進化曾是一台沒有設計者的機器，一隻由盲人表匠打造的鐘錶。
然而，當我們真正構造非常複雜的機器、涉獵合成進化的時候，我們發現兩者都能自行運轉，而且都形成了它們自己的一串處理事務的方式。斯圖亞特·考夫曼在適應系統中所見的自組織的無序之有序，和羅德尼·布魯克斯在機器中培育出的帶有目的性的目標，是否足以說明，不管進化是如何發生的，它都會進化出它自己的目標和方向？
如果仔細找尋，我們可能會發現，在生物進化中湧現出來的方向和目標可能產生自一大群無目的和無方向的組成部分，而無需援引活力論或者其他什麼超自然的解釋。計算機進化的實驗證實了這一內在的目的性，這一自發產生的「趨勢」。兩位複雜性研究的理論家，馬克·貝多和諾曼·帕卡德，仔細評判了許多進化系統，並得出結論：「正如最近混沌研究的結果所表明，確定性系統可能是不可預測的，我們相信確定性系統是有目的性的。」對於那些被「目的和進化」的爭論吵昏了頭的人們來說，這個解釋會有助於他們把目的性理解為「驅使」或「勢頭」，而非一種自覺的、有意的目標或計劃。
在下一節裡，我列出了進化可能存在的大規模、自發性勢頭。我在這裡所用的「勢頭」這個詞，是一個籠統的概念，並且容許例外，並非每一個生物種類都會遵循這些趨勢。
我們以教科書中常見的原理「柯普法則」[9]為例。柯普是20世紀20年代著名的巨型骨化石收藏家，他曾經用多種方法重新繪製了恐龍的外形。他是恐龍研究的先驅，並不懈地推動了對這一奇特生物的研究。柯普注意到，總體而言，隨著時間的推移，哺乳動物和恐龍的形體似乎在逐漸增大。後來的古生物學家仔細地研究之後發現，他的觀點只適用於大約三分之二有記載的化石；人們可以找到很多例外，即使是在他曾經十分留意的物種中也存在例外。如果他的這一法則沒有例外的話，那麼地球上最大的生物也許應該是如城市街區一樣巨大的真菌，而非現在那些藏在森林底層的「原始」蘑菇了。儘管如此，進化中肯定存在著長期的趨勢，即較小的生物如細菌是早於鯨這類大型生物而出現的。
21.3 超進化的7個趨勢
我注意到，在一刻不停的生物進化中湧現出了7個主要趨勢。而當人工進化踏上漫漫征途時，這7個趨勢也將伴隨其左右。它們是：不可逆性、遞增的複雜性、遞增的多樣性、遞增的個體數量、遞增的專業性、遞增的相互依存關係，以及遞增的進化力。
不可逆性。進化不可倒退（即著名的多洛氏不可逆法則）。當然，這個也有一些例外。比如說鯨在某種意義上從哺乳動物回退成一條魚。但這些例外也恰恰驗證了這一法則。總之，今天的物種無法退回到過去的形態。
要放棄來之不易的屬性並不容易。這是一個文明演進的公理：已經發明的技術就再也不能當作從未發明過。某個活系統一旦進化出了語言或者記憶，就再也不會放棄它。
同樣，生命出現了就不會再隱退。我注意到，沒有任何一個地質區域會在有機生命滲入之後重歸寂靜。生命一旦在某種環境中安頓下來，就會頑強地維持著某種程度的存在，無論那裡是滾燙的溫泉、高山裸巖、還是機器人的金屬表面。生命利用無機物質世界，不顧一切地將其轉化為有機物質。正如沃爾納德斯基所寫到的：「原子一旦捲入生命物質的洪流，就別想能輕易離開。」
生命出現之前的地球在理論上是一個貧瘠荒涼的行星。現在人們普遍承認，雖然當時地球一片荒涼，卻在慢慢熬製著生命所需的配料。實際上，地球是一個等待接種的球形培養基。你可以想像，有一個方圓8000英里的大碗，裝滿了經過高溫滅菌的雞湯。某一天你將一個細胞滴落其中，第二天，細胞便以指數級的增長佈滿這個海量的巨碗。幾十年間，各種變異的細胞就拱入了每個角落。即使它要用上百年的時光，也不過是地質年代的一個瞬間。生命誕生了，就在一瞬間！生命勢不可擋。
同樣，人工生命一經滲入計算機，就永遠留在計算機的某處，永遠不會消失。
遞增的複雜性。每當我問朋友，進化是否有方向？總是得到這樣的答案（如果有回答）：「它朝越來越複雜的方向發展」。
儘管幾乎每個人都清楚地知道進化朝著更加複雜的方向發展，但是我們手頭真正言之有物的有關複雜性的定義卻少之又少。而當代生物學家卻質疑生命趨向複雜化的觀點。史蒂文·傑·古爾德就曾經斷然地對我說：「日趨複雜化的幻覺是人為的現象。因為你必須先建立一些簡單的東西，如此一來，隨後產生的自然就是複雜的東西了。」
然而，有許多簡單的事情大自然從未做過。如果沒有某種朝向複雜性的驅動力，大自然為什麼不停留在細菌時代，發展出數百萬各種各樣的單細胞物種？它又為何不停留在魚類階段，盡可能創造出所有能夠創造的魚類形式？為什麼要把事情搞得更複雜？就此而言，生命為什麼要以簡單的形態開始呢？據我們所知，並沒有一個相關的規則說明事情必須越變越複雜。
如果複雜化是一個真正的趨勢，那麼一定有某種事物推動了它。在過去的百年裡，科學家們提出了多種理論來解釋這種複雜化的現象。這些理論按其提出時間羅列如下：
◎對部件的複製以及複製中的意外導致複雜性（1871）。
◎真實環境的苛刻導致部件的分化，分化集合成為複雜性（1890）。
◎複雜性更具熱力學效率（1960)。
◎複雜性只是（自然）選擇其他屬性時偶然產生的副產品（1960）。
◎複雜的有機體能不斷聚集周圍更多的複雜性；因此複雜性是一個自身不斷放大的正反饋循環（1969年）。
◎相對而言，一個系統增加一個部件比減少一個部件容易，因此複雜性是累積的（1976年）。
◎非均衡系統在熵消散或熱消耗時積累複雜性（1972）。
◎意外本身產生複雜性（1986）。
◎無休止的軍備競賽逐步增強複雜性（1986）。
由於對複雜性的定義目前仍然含糊不清，而且很不科學，因此迄今為止尚未有人系統地研究化石記錄，以確定能測量的複雜性是否隨著時間的推移而增加。人們已經針對某些特定的短譜系生物進行了一些研究（採用了各種不同的方法來測量複雜性）。研究證明這些生物某些方面的複雜性有時候確實增強了，但有時候並沒有增強。簡而言之，我們並不確知，伴隨著生物顯而易見的複雜化，究竟發生了什麼事情。
遞增的多樣性。這一點需要認真地說明。著名的軟體動物化石群，加拿大的伯吉斯頁岩化石群，正迫使我們重新思考究竟什麼才是我們所謂的「多樣性」。正如古爾德在《奇妙的生命》一書中所說，伯吉斯頁岩展現了寒武紀生命大爆發時期一系列令人矚目的新生物的出現和蓬勃發展。這些奇妙的生物群體，其基本類型要比我們的先祖生物的基本類型更富有多樣性。古爾德爭辯說，我們看到，自伯吉斯頁岩之後的生物從基本類型上說是多樣性的遞減，而各個基本類型中的小物種則大量遞增。
舉例來說，生命對數百萬種昆蟲精雕細琢，卻沒有再發展出更多諸如昆蟲的新物種。三葉蟲的變體無窮無盡，卻沒有諸如三葉蟲的新種類。伯吉斯頁岩化石展現出來的林林總總的生物結構基本類型大拼盤，超過了如今生命在同一地區顯現出的少得可憐的基本結構。有人可能會爭辯，那種認為多樣性始於微小的變化，並隨著時間的推移而膨脹的傳統觀念，也許是本末倒置的。
如果你將差異定義為顯著的多樣性，那麼差異正在縮小。一些古生物學者把更為本質的基本類型的多樣性稱為「差異」，並與普通的物種多樣性區別開來。錘子和鋸子之間，存在著根本差異，而台式電鋸和電動圓鋸之間的差異，或者當下生產的數千種千奇百怪的電器用具之間的差異，則沒有那麼顯著。古爾德這樣解釋：「三隻不同種類的盲鼠構不成一個多樣的生態動物群落，而一頭大象、一棵樹加一隻螞蟻就可以構成這樣的群落——儘管這一個組合只包含了三個物種。」也正是認識到很難得到真正創新的生物基本類型（試著為消化系統找個通用的替代品看看！），我們才會更重視在基本面上的不同。
正因為多樣化的基本類型非常罕見，所以經歷了寒武紀大爆發之後，大多數物種的基本類型便再也無可替代。這可謂特大消息，它引發了古爾德的感慨：「生命史的驚人事實就是它標記著多樣性的銳減，以及繼之而來的在少數倖存物種中激增的多樣性」。取其10種，棄其9種，而剩下的第10種確實產生了巨量的變異，例如甲蟲。因此，我們所說的自寒武紀之後進化「遞增的多樣性」是就更細的物種劃分而言。今天，地球上生活著的物種的確比以往任何時候都多。
遞增的個體數量。與10億年前，甚或100萬年前相比，今天世界上生物體的總數也有了巨大的增長。假設生命只有一次起源，那麼這世界上就一度只有孤零零的生命始祖存在。而如今，生命這個種群的人口可謂是不計其數。
生命數目的增加還有另外一種重要形式。從層級的角度看，超群和子群也構成了個體。蜜蜂群集成為一個群體，這樣一來，個體的總數就是蜜蜂的數量加上一個超級群體。人是由數以百萬計的細胞構成的，因而也為增加的生命個體總數貢獻了一份力量。此外，每個細胞都可能存在寄生，這樣一來個體的數量就更多了。不管從哪個角度看，在同一個有限的空間裡，個體都可以以嵌套的方式存在於其他個體內部。因此，在一定容積裡，連同所有細胞、寄生蟲以及病毒感染物在內的蜂群的個體總數可能大大超過同等容積中所能容納的細菌總數。正如斯坦利·塞爾斯在《進化出層級架構》（Evolving Hierarchical Systems）中所描述的：「如果個體可以相互嵌套，那麼在一個有限的世界裡，就有可能存在不計其數的獨一無二的生命個體，世界的範圍也因此被擴展了。」
遞增的專業性。生命開始時如同一道可以完成許多工作的通用工序。隨著時間的過去，單一的生命分化成許多做更專業事情的個體。正如一個普通的卵細胞經過發育分化成眾多不同的專屬細胞，動植物為了適應更狹窄的生態位，在進化中也分化成更多不同的種類。實際上，「進化」這個詞，最初只是用來表示一個卵細胞分裂擴展成一個胚胎生物的過程。直到1862年，赫伯特·斯賓塞才第一次利用這個術語表述隨著時間推移而發生的器質性變化。他把進化定義為「通過不斷的分化和整合，從不明確、不連貫的同質性狀態轉變成明確、連貫的異質形態的變化過程」。
將前面列出的趨勢與遞增的專業性歸攏在一起，就可以描繪出這樣一幅廣闊的畫面：生命從一個簡單的、不明確的、未定型的創意開始，隨著時間的推移，漸漸穩定形成一大群精確的、穩固的、機器般的結構。細胞一旦分化，就難以回歸到更通用的狀態，動物一旦專業化，也極難回歸到更一般的物種。隨著時間的推移，專業的生物體的比例加大，種類增加，專業性的程度也提高了。進化朝著更細化的方向邁進。
遞增的相互依存關係。生物學家已經注意到，原始生物直接依賴於自然環境。有些細菌生活在岩石之中；有些地衣以石頭為食。這些生物體的自然棲息地稍有擾動就會對其產生強大的衝擊（正是因為這樣的原因可以將地衣用作酸雨污染的天然監測器）。隨著演變，生命逐漸解脫無機物的束縛，而更多地與有機物相互影響。在植物將根直接扎入土壤的同時，那些依賴於植物的動物則擺脫了土壤的束縛。兩棲類和爬行類動物一般產出受精卵，之後便將卵交於自然環境；而鳥類和哺乳類動物則撫養它們的後代，因此它們從出生之時起就與生命的接觸更密切。隨著時間的推移，它們與大地和礦物質的親密關係逐漸被對其他生物的依賴所取代。舒適地生活在動物溫暖的消化系統裡的寄生蟲，可能永遠沒有機會接觸有機生物外部的環境。社會性生物也是如此：雖然螞蟻可以生活在地下，但是它們的個體生命更依賴的是其他螞蟻而不是周圍的土壤。社會化的加深正是生命遞增的相依共生關係的另一種形式。人類正是一個越來越依賴生命而不是非生物的極端例子。
只要有可能，進化就努力地牽引生命遠離惰性與自己更緊密地結合，從無到有創造出令人滿意的東西。
遞增的進化力。1987年，來自劍橋的動物學家理查德·道金斯在第一屆人工生命研討會上發表了一篇題為《進化性的進化》（e Evolution of Evolvability）的論文，文中他仔細研究了進化的自身進化的可行性和有利條件。差不多在同一時間，克裡斯·托弗威爾斯在《基因的智慧》（Wisdom of the Genes）一書中，也公佈了關於基因如何控制自己的進化力的推斷。
道金斯的靈感源於他在生物形態領域創造人工進化的嘗試。他意識到，在扮演上帝時，偶爾為之的創新不但會給個體提供直接進步的機會，而且可以看作是一種「進化的懷孕」，並且使得後代能夠在更大的範圍內變異。他拿現實中第一個分化出來的動物為例，他把它看作是「一個怪物……而並非一個成功的個體」。但動物分化這個事件是生命進化的一個分水嶺，由此分化出的一系列後裔成為了進化的贏家。
道金斯提出了更高一層的自然選擇，「它所偏愛的類型，不僅僅能成功地適應環境，而且能朝著既定的方向進化，或者只要保持進化就好」。換言之，進化不僅選擇生存力，也選擇進化力。
進化的能力並非由某個單一的特徵或參數來表示——譬如說突變率，而突變率也確實在生物體的進化力中有一定的作用。一個物種如果不能產生必要的變異，就不能進化。物種改變自身的能力與其行為的可塑性一樣，在它的進化力中佔有一席之地。而基因組的靈活性則是至關重要的。歸根結底，一個物種的進化力屬於系統特徵，它不會只體現在某個局部，正如一個生物的生存力也並非由某個局部來決定一樣。
如同進化所選擇的所有特性一樣，進化力必須是可以累積的。一個還很弱小的創新一旦被接受，就能夠作為一個平台，產生競爭力更強的創新。籍著這種方式，星星之火，可以燎原。在一個很長的時期內，進化力都是生存力的一個必不可少的組成部分。因而，一個生物族譜，如果其基因能夠增強進化力，那麼它就會累積起進化的決定性力量（和優勢），代代相傳，生生不息。
進化之進化就像是一個阿拉丁神燈不會給予你的願望：即獲得另外三個願望的願望。這是一股合法改變遊戲規則的力量。馬文·明斯基注意到在兒童心智的發育中存在著「類似對改變其自身的規則做出改變的力量」。明斯基認為：「僅僅依靠不斷地積累越來越多的新知識，心智不能真正很好地成長。它還必須開發出更新更好的運用已有知識的方法。這就是派普特原理：心理發育過程中的一些最關鍵的步驟，不僅僅建立於獲取新技能的基礎之上，而且建立於獲取運用已知知識的新的應用方法的基礎之上。」
對變化做出改變的過程是進化的更高目標。進化之進化並非意味著突變率在進化，儘管它的確促成了突變率的進化。事實上，長期以來，不論是在有機界，還是在機器世界乃至超生命界，突變率都基本保持恆定不變。（突變率達到幾個百分點之上或是低於百分之一個百分點都是非常罕見的情況。理想的數值大約在十分之一個百分點左右。這意味著在一千個想法中只要有一個荒謬狂野的想法，就足以保持事物的進化。當然，某些情況下千分之一也是一個很瘋狂的比例。）
自然選擇傾向於維持一個能保證最大進化力的突變率。與此同時，自然選擇會將系統的所有參數都移至有利於進一步自然選擇的最優點上。而這個進化力的最優點是一個移動的目標，達成這個目標的動因也即是使其漂移的動因。在某種意義上，一個進化系統是穩定的，因為它會不斷回歸到最優進化力的狀態。但是因為這個最優點是變化的——就像鏡子上變色龍的顏色——這個系統又永遠處在非均衡狀態。
進化系統的本質，是一種產生永恆變化的機制。永恆的變化並非重複出現的週期變化，不像萬花筒那樣缺乏想像力。那是真正永恆的活力。永恆的變化意味著持續的不平衡，永遠處在即將跌落的狀態。它意味著對變化做出變化。這樣一個系統將永遠處在不斷改變現狀的邊緣上。
回過頭來說，既然進化的能力是由其進化而來，那麼最早的進化又是從什麼地方開始的呢？
如果我們接受這樣一個理論：即生命進化起源於某些類型的非生命，或者說原生命，那麼進化必然早於生命。自然選擇是一個非生命的後續過程；在原生物群體中也能起到很好的作用。一旦進化的基本變異運作起來，形式的複雜性所允許的更複雜的變異就加入進來。我們在地球生物化石記錄中所看到的，是不同類型的簡單進化逐步累積、最終形成一個有機整體的過程，我們如今稱之為進化。進化是許多過程的綜合，這些過程形成一個進化的群體。進化隨著時間的推移而進行，因此進化本身的多樣性、複雜性和進化力也增長了。正所謂，變自生變。
21.4 土狼般的自我進化
對進化之進化可作如下概述。起初，進化啟動了各色自我複製，產生足夠的數量以誘發自然選擇。一旦數量膨脹，定向的突變就逐漸重要起來。接下來，共生開始成為進化的主要推動者和振蕩器，依靠自然選擇產生的變化來滋養。隨著形態的增大，對形態的制約開始形成。隨著基因組長度的增長，內部選擇開始控制基因組。隨著基因的集結，物種形成和物種級別的選擇即行闖入。由於生物體擁有了足夠的複雜性，行為和肢體的進化顯露出來。最終，智力萌芽，拉馬克式的文明進化取而代之。隨著人類引入基因工程和自編程的機器人，地球上的進化將繼續進化。
因此，生命的歷史，就是一個由各種進化組成的進程，而這些進化則是由不斷擴展的生命複雜性所驅動的。由於生命變得越來越層次化——基因、細胞、組織、物種，進化也改變了其對象。耶魯大學的生物學家利奧·巴斯稱，在進化之進化的每一個階段，受制於自然選擇的單位層級在提高。巴斯寫道：「生命的歷史就是一個選擇不同單位的歷史。」自然選擇選擇的是個體；巴斯認為構成個體的部分一直在隨時間發生演變。舉個例子來說，數十億年前，細胞是自然選擇的單位，但最終細胞組合起來構成了組合體，自然選擇就轉而選擇它們的組合體——多細胞有機生命體，將其作為個體來選擇。看待這個問題的角度之一，就是看構成進化個體的組成部分進化出了什麼。起初，個體是一個穩定的系統，然後是分子，然後是細胞，然後是一個生物體。接下來是什麼呢？自達爾文以來，許多富有想像力的進化論者就提出了「群選擇」，即那種以物種組群為單位，好像一個物種就是一個個體的進化。某些種類物種的生存或者滅絕，不是因為這種生物體的生存力，而是因為其物種性中不為人知的某些特質——或許是進化力吧。
群選擇仍然是一個有爭議的觀點，而巴斯所做的結論更具爭議性。他認為「進化的主要特性在自然選擇單位的轉換中形成」。因此，他說：「在每一個轉型期——在生命發展史中每一個有新的自我複製單位出現的階段，涉及自然選擇運作模式的規則都發生了徹底改變」。簡而言之，大自然的進化本身也進化了。
人工進化也將經歷同樣的演變過程，既是人工的，也是自然的。我們會把它設計成能夠完成指定的工作，也能培育出一些人工進化的新物種來把某些特殊的工作做得更好。這樣許多年多之後，你也許就能夠從目錄裡選用一個特定的人工進化的品牌，恰好符合你所需的新穎度，或者是恰到好處的自導向。不過，人工進化與其他任何進化系統一樣，也會擁有某種偏好。任何一個種類，都絕對不會完全接受我們的控制，它們擁有自己的進化日程。
如果真的存在各種各樣的人工進化，並且在我們稱之為進化的那個東西中真的有各種各樣的子進化過程，那麼，這個更大的進化，這個變化之變化的特徵是什麼？這個超進化——不但包括一般級別的進化，而且包括穿行其中的更大進化——它的特徵是什麼？它又通往何方？進化究竟想要做什麼？
我核對證據，確定進化的目標正是它自己。
進化的過程不斷地集中力量，一次次及時地再造自己。每一次改造，進化都變成更有能力改造自己的過程。因此，「它既是來源，又是結果。」
進化的數學並非驅使它造出更多的火烈鳥、更多的蒲公英，或者更多的其他生物實體。多產不過是進化的副產品——瞧，孵化數百萬的青蛙——而非目標。相反，進化的方向是實現自我。
生命是進化的培養基。生命提供了生物組織和物種的原材料，從而使進化得以進一步進化。沒有浩浩蕩蕩日益複雜化的生物，進化就無法進化出更大的進化力。所以，進化產生複雜性和多樣性以及成百上千萬的存在，從而為自己拓展空間，使進化成更強大的進化者。
所有自進化者必須是像土狼一樣高明的魔術師。這位魔術師對自身的改造永遠也不滿意。它總是抓住自己的尾巴，把自己裡外翻轉，變成更複雜、更柔韌、更花俏、更依賴自己的東西，然後會再次無休無止地努力去抓自己的尾巴。
宇宙容忍這種幾近殘酷的進化積蓄更為強大的進化力，究竟得到了什麼？
我所能看到的，就是可能性。
而且，在我看來，可能性是蠻不錯的終點。
[1] 龐氏騙局（Ponzi Scheme）：一種金融詐騙，類似傳銷，相似的還有「金字塔騙局」（Pyramid Scheme）。簡單來說就是用後來投資者的錢冒充前期投資者的收益。龐氏騙局是一種最古老和最常見的投資詐騙，這種騙術是一個名叫查爾斯·龐齊（Charles Ponzi）的投機商人「發明」的。
[2] 以太（Ether或Aether）：是古希臘哲學家所設想的一種物質。人們認為它充滿宇宙，無處不在，是傳導電磁波、引力等場力的介質。但後來的實驗和理論表明，許多物理現象並不需要以太的存在就能很好地解釋，換言之，沒有觀測和理論支持以太的存在，因此以太理論逐漸被科學界所拋棄。
[3] 卡諾（Sadi Carnot，1796～1832）：法國物理學家和軍事工程師，1824年提出了熱機工作的「卡諾循環」，在此之上奠定了熱力學第二定律的基礎。此外他還提出了「卡諾效率」、「卡諾定律」、「卡諾熱機」等概念和理論，被尊為「熱力學之父」。
[4] 生機論（Vitalism）：又稱活力論，一種認為生命體充滿了非生命體所沒有的機能上的力量的學說。該學說主張有某種特殊的非物質的因素支配著生物體的活動，超越了自然科學法則的限制。
[5] 《奇妙的生命》：Wonderful Life – The Burgess Shale and the Nature of History，1990年出版。
[6] 伯吉斯頁岩化石群（Burgess Shale Fossils）：發現於1909年。當時美國科學家沃爾柯特在加拿大西部落基山脈5.15億年的寒武紀中期黑色頁岩中，發現大量保存完美、造型奇特的動物遺骸。在所收集的6.5萬件珍貴標本中，科學家們陸續辨認出幾乎所有現存動物每一個門的祖先，還有許多早已絕滅了的生物門類，這就是著名的伯吉斯動物化石群。這一發現震撼了當時的科學界，導致了人們對寒武紀大爆發的猜想。
[7] 《美好人生》（It's a wonderful life）：拍攝於1947年的經典黑白片，每年聖誕節都會重播。劇情溫情而充滿幻想，主人公吉米·斯圖爾特（Jimmy Stewart）在聖誕夜喪失了對生活的信心，準備自殺。於是，上帝派了一個天使，來幫他渡過這個危機。在天使的指引下，吉米看到了如果這個世界上沒有自己，很多人的人生會變得不幸和痛苦。他由此明白了自己生命的價值何在，重新鼓起了生活的勇氣。
[8] 《為大腦而設計》：Design for a Brain: The Origin of Adaptive Behavior，1952年出版。
[9] 柯普法則（Cope's rule）：指生物在進化過程中體型隨時間推移而逐漸增大的規律。