哲学研究随笔——进化与演化
哲学研究随笔——进化与演化
柳道道
这篇文章7362个字,首先我会论证:
“关于生物究竟是在进化还是在演化,这一问题看似是一种科学假设,但是本质上是一个哲学的世界观命题,因而无法用一般的科学方法进行有效论证”。
然后我会给出确切答案:
“生物进化是一种普遍现象,进化论比演化论从词义上描述更加准确。”
生物进化的方向似乎可以用“最小作用原理”进行概括,生物乃至一切意识的进化的方向都是自由更大化,这包含两个最基础的方面,一个方面是无效能最小化即熵增最小化,另一个方面是可用能最大化,即㶲的更大化,熵这个概念相信大家已经比较熟悉了,㶲这个概念不清楚没有关系,现场就能解释,“㶲”这个概念就是“可用能”,这里是广义的开放的可用能。不是完全局限于热力学的温度和压力,而是一种从热力学推广出来的的概念所以是广义的,由于宇宙的开放性我们能够从特定对象里榨取的可用能的总量是不确定的所以是开放的,可用能不等于能量,是用来描述所有蕴含能量的对象中在当前最优策略下可以用来做功的能量的大小。由于能量可以被回收,我们可以用一份能量多次做功,如果某种回收和做功机制的熵趋向于无穷小,则我们可以实现的循环能量趋向于无穷大,那么这个㶲的最大值就不存在,因而是一个开放的概念。
从定义出发,㶲的开放性还意味着我们从未知的规律中找到新能源的可能性是开放的。
现在进入正文。
生物适应环境究竟是进化还是演化,明确地告诉大家,这是一个哲学范畴的问题。
这个问题无法用科学研究的方法去给出确切的最终的答案。
科学界争议了这么久也无法给出一个最终的确切的结论,事实上科学给出的一切科学结论从开始的灵光一闪到后的临门一脚都是哲学上的工作,只不过长期以来科学表现得十分出色,很多结论的统计学置信度都到了5个标准差往上,对于这种置信度,我们选择采信本质上是一种哲学判断“哎,这就基本不大可能错”那就是可以采性当他绝对正确来进行使用。到了进化还是演化这个问题上,科学能够逼近的位置就差的比较远了,踢这个临门一脚才能彰显出哲学的威力。科学方法只是众多正确方法当中的一种方法而已,在取得正确的认识这个问题上,科学方法并不是唯一方法。
在科学界不断的争议中,演化和进化的概念一直被人质疑,然后不断有人对概念进行修补和重新阐释,许多持有不同观点的人,都在使用同一个能指符号(即“进化”这个概念)来解释本质上有所不同的所指观点。这造成了话语体系的混淆。如果按照维特根斯坦的路子手下得把他们的语言和词义统一一下。
对于进化论假说,整一个概念在科学界都是流变状态,如果你要说确切的达尔文的进化论观点是错的,那他确实是错的,达尔文是在什么样的科学洪荒时代?他那边还有用进废退的概念呢。
你要说用进废退是进化论的核心观点,然后通过批判用进废退,或者批判生物定向变异把进化论批驳一通,这叫做稻草人谬误,是典型的逻辑谬误。
退一万步讲,就算我现在给出一个关于进化论假说的确切的公论观点,用基于具体个例的科学论证方法也无法对这种全域性的世界观命题进行证明或者证伪,因为进化论假说看似是个科学假说,而实际上是一个世界观命题,而且是一个非常深刻的世界观命题,在一个开放的宇宙,你提出的任何一个全域性的科学假说都总不能排除被特例证否的情况,哪怕是能量守恒定律,我十分坚信这个定律的正确性,但科学地讲这个假说只能被证伪而不能被证明。换句话也就是说对于任何一个科学假说,你都不能用科学的办法彻底说服一个人相信。
这个说服只能由哲学进行。
在关乎到进化在这样涉及底层规律的世界观命题则往往要牵扯到“矛盾”这个哲学概念,往往要跟二律背反这种科学无能为力,连看都不想多看一眼的的概念范畴建立联系。
为了理清混淆第一步肯定是明确观点。
我主张进化论是正确的世界观命题,是无法用科学方法完成论证的科学假说,自然也就是无法用数学方法全息模拟的动态对象。
为了表述这个命题需要首先对三个概念加以词义界定。
进化、演化、退化。
首先可以明确的是,生物的形态是会发生变化的,有些形态的变化意味着生物从一种生物变成了另一种生物或者说表现出另一种特性,(生物是否属于另一种生物涉及到具体的生物分类问题,这个问题扯不清楚的地方太多了,这里我不讨论形而下的具体问题),总之这种可能涉及到物种和生物特征改变的变化我们统一称之为演化。
进化、演化、退化,本质上都是一种演化,但是各自区分了不同的演化方向。
我们用进化表示生物在演化过程中增强了对普遍性的规律的运用以及掌握,比如眼睛相较于感光细胞更加先进,或者线粒体制造三磷酸腺苷相较于落后分散的细胞内生化反应更加先进,或者DNA遗传序列有机合成的有序状态相较于无机环境自然生成的有序状态更加先进,这些是在规律的运用层面取得了深化,本质上是一种进化。
演化则是在不增强对普遍性规律的运用及掌握,或者说在不增强对规律的条件下演化出适应性,通过改变生物自身来适应具体的特定环境,比如兰花(不排除部分兰花掌握了新的规律,但往往不是普遍性的规律,这种规律建立在脆弱的生态系统的动态平衡之上,而不是建立在普遍性的物理法则之上),岛屿动物体型变小,大陆食草类动物体型变大等等(严格来讲也运用了新的规律,但可能仅仅是内部结构的调整,主要在于抵消变大或者变小带来的不良影响)他们是在既有的基因组上通过改变部分基因的表达以适应不同的特定环境,没有显著的对新规律的运用和掌握。这类情况大体上可以称之为演化,但是你要细扣某些具体案例究竟是不是演化,我就不管了,我没有能力研究如此具体的研究形而下问题。
退化则是生物为了适应环境,被迫永久性地放弃了某种能力,以减少能耗,提高生存率,需要注意一点的是“永久性丧失某种能力”,这不是基因表达上关闭某些性状,以退化某些能力,而是永久性地丧失了某些DNA片段(注意不是基因片段,关于基因的定义又会牵扯很多扯不清的形而下问题,在我们掌握新的规律后,以往被认为不是基因毫无作用的DNA片段,可能会起到某种更加深层次的特别作用,这种形而下的问题我不管)作为一种生物永远遗忘了某种分支上的策略。这类似于一种卡牌游戏精简牌组的打法,是一种特异性极强的适应策略,因此不能有效适应普遍性变化的复杂环境,这种策略更多被病毒采用,古菌由于没有细胞核,在遗传物质的保留上较为受限,也被迫采取了这类策略,不排除这种退化策略最终可能会抽象并总结出某种极端简洁且通用策略的可能性,比如线粒体,但一般应当认为它是一种对规律和能力的放弃。它的普遍适应性必须建立在寄生宿主或者内共生细胞的普遍适应性能力之上。
同时,进化、退化、演化这三个词不应当被局限于生物学范畴使用,这几种变化是关于规律运用变化的描述,或者说是关于策略变化的描述,并不局限于生物策略。
把这几个名词概念界定清楚之后,本身就已经消解掉了绝大多数争议。
现在我要来论述世界观命题,进化是宇宙中的普遍现象,含涵盖了生物进化是生物演化中的普遍现象。因而进化论假说的哲学本质要比演化论假说的本质更为合理且准确,所以不能用演化论来否定进化论。这并不意味着演化论的错误,因为进化论正确的基础就是演化论,也不存在进化论彻底否定演化论这种荒谬说法。二者首先都是承认普遍性变化的世界观命题。
当我们用演化论来否认进化论的时候,我们本质上是在否认进化现象的普遍性,而进化论本质上没有否认演化现象的普遍性,恰恰相反,进化论的基础就是演化现象的普遍性。
好,现在进入核心问题,进化是宇宙当中的普遍现象。
人们现在争论的是进化论是对的,而演化论批评进化论的批评是错误的,争论的争议焦点本质上在于进化有没有普遍性,或者再翻译一下,发展是否具有普遍性。
我想这个确实没什么好争的,发展当然具有普遍性,变化和运动具有普遍性,并不排斥发展具有普遍性。
虽然是很明了的道理,但是要论证却得下一番功夫。
我们还是回到生物进化或者演化的机制上去考察这一现象。
物竞天择,适者生存。生物适应的目的是生存,或者说保留下来的都是适应了环境的生物,所谓的适应表面上适应的是环境,而本质上适应的是规律。
如果在一个静态的宇宙里面,某种生物取得了适应,那就一直可以活下去。但是在一个动态的宇宙里面,生物就必须学会适应一个动态的环境。那么为了适应动态的环境,就必须适应这个动态中每一个静止的状态,就比如春夏秋冬吧,在每一种状态下为适应下一种状态提前做好准备,或者你就硬抗,你能静态地同时适应各种状态。
在提前准备这种情形下,你这种生物必然不自觉地掌握了环境变化的规律,你为了动态适应环境就必须掌握动态变化塞规律,那这就符合进化的词义定义。
在硬抗的情形下或者说静态适应的情形下,这种生物硬抗的抗性应该刚刚好能够抗最极端的自然变化,否则他就浪费了某种自由,付出了某种不必要的代价,也就是说,它这种抗性也要在自然变化的规律范畴之内,况且很多生物抗性,本质上也是一种掌握规律后的动态调节,硬抗变化的那是石头,不太象生物,另外硬抗往往更要经受规律的筛选,扛不住的都得消亡。这也是符合规律的表现。
那么又有人说了,很多生物为了适应一种环境,而放弃了对另一种环境的适应,这难道不是演化吗。
那么就取决于你怎么看待“同一种”生物这个概念了,我之前说了,我不搞这种形而下的分类学研究,目前的分类学都是基于目前已知的非常具体的分子生物学的规律进行的分类,可以说生物的分类一定会因为我们认识的深化而变,关于生物的分类会一直变,但是总体上是越来越接近真相的。
不妨假设生物B是由生物A演化而来的,生物B为了适应陆地环境,放弃了对海洋环境的适应性表达,生物B对于生物A是一种进化还是演化?
这大概率是一种进化,因为生物B只是放弃了海洋适应性的表达,其胚胎发育过程或者说基因里面还残存着海洋适应性的记忆。当这种动物再次去适应海洋时,它基因里面有很多现成的海洋生存的解决方案,只要简单突变就可以实现适应。而一个完全没有海洋适应性的概念性物种,可能就会在这种环境突变下无法快速适应而完全灭绝。
再退一步讲,假设这种生物上岸后在亿万斯年里简化了自己的基因组,(这个概率极低,您难道不是真核生物?)总之,它彻底丢失了陆地生物不需要而作为海洋生物所必要的一切基因。那么生物B相较于生物A是进化还是演化?
那这种情况应该认定为演化,但是当我们把生物A到生物AB兼有的过程作为考量时,同样的,你认为A不是B,这本质上也是一个人类的分类,我们不能因为一个分类就把这个演化过程给割裂开来,这就毫无疑问是一种进化,因为生物A、B作为一个整体,适应的环境更加普遍了。
那么如果把整个地表生态圈纳入考量,我们目前的生物学普遍认为世界上的所有生物都有一个共同的祖先,从这个共同的祖先一直发展到今天,生物所能适应的环境变化范围是变大了的,生物生存能力毫无疑问是加强了的,这毫无疑问是一种进化。如果再把人类作为一种生物纳入进化论的范畴进行考量,人类社会的规律当然也是一种特化的生物规律,对比仅仅掌握火之规律的文明和掌握原子能量子物理的文明你说他们之间是演化关系没有孰优孰劣,这个就显然不合理了。或者翻译一下,你说大清和大英本质上没有什么差别,大家都是某种演化的结果,也就是说大英比大清没有发展的更好,那这个就显然不合理了。
那么再退一万步考虑,这个有点陷入完美谬误的逻辑是,“无论生物怎样适应环境,最终都难逃一死,种群的必然结局就是灭绝,地球生态系统最终也会因为熵增而消亡,发展与不发展结局都是一样的”。
这首先是一个逻辑谬误,叫做完美谬误。其次地表生态圈确实经历过多轮物种大灭绝,过程中生物圈遗失了大量遗传记忆,也就是说生物圈作为一个整体丧失了大量能力和关于规律的掌握。但是总体来讲生物圈在重新适应新的环境之后,生物对规律的理解和把握总是能够更上一个台阶。
毕竟最终生态圈也演化出了智慧和人类,我们人类为了自己的生存就必须维护地表生态系统的良好发展,我们甚至引入了育种技术基因技术和实现智能设计和定向进化,并且尝试上火星和月球上种菜,若要光靠生物自己进化登上火星我不知道这是一个什么概念。
即便排除人类干预进化这个因素,我们也不能完全有把握100%肯定地说生物的突变是完全随机没有方向的,在这里我已经退了十万步了,下面一段就纯属假设和猜想,没有任何科学依据。
生物在亿万年的进化过程中或许早已掌握了在关键时刻增加资源投入以增加突变概率以适应环境突变的技能,比如人体免疫系统就会在遭受感染时发烧,给免疫系统“超频”然免疫系统加速迭代以快速找到特异性免疫手段。甚至还会把抗原拿来分析,以合成具有定向攻击能力的抗体。
对于一个祖先有过海洋生物经验的物种,它再次面临水生活动的选择压力时,即便突变是完全随机的,但是它再次适应水生环境所需要积累的有利突变数量要远远小于完全从零开始设计一套水生环境适应能力的生物所需要积累的有利突变,它可能只需要打开几个基因锁就能重新适应环境了。那么对于某些经常反复打开基因锁的生物,他们有没有可能设计出某种基因锁之间的联动关系,使得他们有能力以少量简单突变解锁成套基因。反正正常环境下一个突变对于个体是致命性的,几个突变一起来也是致命性的,反倒具有这种能力可以在环境快速变化时快速打开基因锁。那么这些情形是不是一种对随机突变规律的运用?是不是有可能存在某些生物已经找到了在特定的选择压力下快速定向突变的能力?这是有可能的。
再讲就离题了,回到问题的本身。进化论是正确的,因为进化是一种普遍现象。
生物适应环境的本质是适应规律,当其所适应的特定规律具有普遍性时,这种适应就具有普遍性,这就意味着某种进化和发展。由于具有普遍性的规律本身具有普遍性,因而对具有普遍性的规律的适应具有普遍性,所以生物进化是具有普遍性的。
这段话还是得翻译一下,好比兰花,某种兰花从不分泌花蜜,但是它跟另一种分泌大量花蜜的兰花极像,所以这种兰花采取了某种欺骗性的策略来骗小蜜蜂传粉,它所依赖的规律是小蜜蜂的偏好本能,这是一种特定的,不具备普遍性的规律。这种规律不具备普遍性,因而这种兰花异常珍稀。但是植物进行光合作用以来的是阳光普照,太阳每天都会照常升起,这个现象的置信度极高,由于核聚变的恒星发出的光芒具有普遍性,所以对光的适应具有普遍性,所以黄河作用具有普遍性,这种兰花无论多么稀有,毕竟还是会光合作用的正常花花,而不是什么恶臭大王花。
这里跳一下康德,康德所说的某种先验知识,即先于一切认知而所必要的绝对的先于一切经验的知识,比如他说的时间和空间还有一个是所谓抽掉了一切感性经验先验逻辑这个就不论了。至于什么广延啥的先验要素,本质上就是一种生活在三维空间和一维时间中所有生物所必须掌握的规律,这本质上不是先验的,而是一种最为古老的生物经验,因为这套经验从生物形成之初就必然要被掌握,否则生物根本无法存活至今,生物在形成神经控制之后就要找到办法搞清楚自己所处的位置以及一切物体之间的运动关系,我们的先验知识就是在这种时候就已经成为了生物的经验了。
最后来个锦上添花的。
如果说进化是普遍的,那么进化的方向是什么,仅仅依靠掌握规律的程度我们难以比较进化的不同程度,最近在学习物理学领域一个比较具有总结性的规律时,最小化原理启发了我,或许生物进化符合某种值的最小化原理,或者说最佳平衡原理,生物演化在规律的筛选面前,留存下来的总是能够稳定存在的最优生存策略。这些策略千奇百怪,八仙过海。它们之间是否存在某种内在的规律,即所有的策略都在几个特定的方向上进行优化,能不能依靠这种优化方向上的不同来区别不同的进化层次?
由于这种非常抽象的概念本身就得依靠非常抽象的概念进行解释,而这种非常非常抽象且基础的概念本来就不多。所以我很自然地想到了一个热力学概念,熵。
所谓生命以负熵为生,这个联系抽象概念早在薛定谔那会就建立起来了。但是细细想来,如果仅仅用熵增最小化这个概念可能还是不能把进化的底层规律全部抽象涵盖,因为最小化原理是一个物理规律的数学抽象,可以得出静态的解析解,这意味它是能够用数学完整描述的,那么这个体系必然是排除了矛盾的。这在我哲学随笔关于三个哲学研究问题的反思中有详细论述。
用一个排除了矛盾的静态的概念去抽象概括一个动态概念,必然存在错误。
原因在于熵增最小化是一个封闭概念,当我们计算熵增最小化的时候,必然意味着有效能的总量是有限的,递减的,否则我们难以比较做功前后的有效能变化,最后算出一个封闭环境下熵减还得了?熵增最小同样意味着存在某种不为0的能效极限,这也会导致封闭。所以我加了个补丁,“有效能的更大化”,这样一来,只要宇宙具备开放性,那么生物进化就具备开放性。反过来讲,宇宙的开放性一定程度上就可能是源自于生物进化的开放性,这个宇宙中最终取得优势地位的某种生命体可能会采取某种策略将宇宙的产热率降低,比如把恒星熄灭做成黑洞灯,因为高速自旋的黑洞在吸入物质的时候质能转化居然高达42%,那么戴森球这种超级工程就会显得非常可笑了,用最大的行星造一个小黑洞,然后把主序星慢慢拆掉或许是最为高效的能量利用方式。由于生命的存在,宇宙的形态甚至是宇宙的某种规律都会被改变,就像当初蓝细菌制造的大氧化事件一样,生命可能会不断引入更高维度的能量从而打破某种封闭的状态。宇宙如果不能在宏观上突破某种规律的限制,从而陷入某种循环以及封闭状态,那么这种宇宙最终必然走向热寂或者暴涨的冷寂。就比如如果宇宙中的物质稀薄到不足以形成恒星那么我们的宇宙就会彻底丧失聚变能的能量来源,仅仅进行简单的天体运行。
如果我们的宇宙不能进化出某种智慧生命,那么宇宙中某些最深层次的规则将永远无法把宇宙蕴含的更深层次能源释放到外部。
因此,生命不仅一直在优化能量消耗效率,也一直在试图找到新的能源,就像我们人类现在正在做的事情一样。我们人类把化石能源挖出来,让碳重新回到生态圈当中,打破了仅仅依靠地质活动释放碳的长期地质规律,使得地球生态圈从必然走向低碳大冰期的封闭未来,变成了可能在短期内就实现气温暴涨造成物种大灭绝和生态灾难以及后续形成的大灭绝后的物种大爆发,总之结局变成开放的了,而地球的生态圈的命运掌握在有用最大自由,拥有最强能力,对规律掌握最深刻的物种,人类手里。你跟我说这里只有演化,大家都一样。
能一样吗?
能源是生命最基础的需求,追求无效能更小化以及有效能最大化是生命进化最基础的规律。
2023年8月1日广东深圳