隋糖

如果時間倒流，地球生命重新演化，人類是否還會出現(xiàn)？沒有人能準確回答這個問題，不過或許我們能從現(xiàn)有的知識來試著尋找答案。

一個關(guān)于進化的思考

前文提到的問題出自于美國進化生物學家斯蒂芬·古爾德所著的《奇妙的生命》一書。這本書出版于20世紀80年代。在書中，古爾德對這個問題進行了思考，他認為，進化具有隨機性，人類進化是一個罕見的事件，如果重來一次，甚至上百萬次，人類這個物種可能不會再出現(xiàn)。因為偶然事件在進化中扮演著重要的角色。所謂的偶然事件包括大規(guī)模滅絕事件——如災難性小行星撞擊和火山爆發(fā)。當然，這里的偶然事件也包括微觀尺度上的偶然事件，比如基因突變。

在現(xiàn)實中，時間不會倒流，地球生命也不會再重新進化一次，因此我們永遠無法準確得知地球生命再進化一次會變成什么樣。不過，自從這本書出版之后，許多進化生物學家都針對這個問題做了研究。其中一些科學家通過在實驗室中研究細菌的進化，從微觀尺度來檢驗古爾德的部分理論。

有條不紊又錯綜復雜的進化

微生物分裂和進化的速度非常快，因此，科學家們不僅可以同時檢測數(shù)十億個相同的微生物，并且還可以無限次地改變它們的生存環(huán)境，在較短時間內(nèi)觀測它們的后代在不同環(huán)境中是如何進化的。

在研究中，許多細菌進化研究都有一個共同的發(fā)現(xiàn)，那就是進化通常在短期內(nèi)遵循可預測的路徑進行。例如在自19 8 8年以來一直未間斷過的一項實驗中，研究人員用一株大腸桿菌克隆出了12株大腸桿菌，30多年來，這些大腸桿菌竟然已經(jīng)繁衍超過65000代了，而自現(xiàn)代智人出現(xiàn)以來，人類只經(jīng)歷了750 0代～10 0 0 0代。在這項實驗中，所有進化的群落都比它們的祖先表現(xiàn)出更強的適應性，擁有更快的生長速度和更大的細胞。這表明生物通常向著“最優(yōu)”的方向進化。

然而，在進化中自然選擇就像一根“指揮棒”，為生物指出進化的方向，在隨機突變和有利突變出現(xiàn)矛盾時，自然選擇決定哪種突變被保留下來。這意味著，隨著時間的推移，許多基因變化將逐漸消失，只有最適應自然的突變基因才能被保存下來。這可能會導致在完全不相關(guān)的物種中進化出相同的特征。

研究人員們在進化史上找到了這方面的證據(jù)。已滅絕的翼龍和鳥類都進化出了翅膀和喙，但是我們知道，鳥類并不是從翼龍進化而來的，并且翅膀和喙也不是從它們最近的共同祖先那里“繼承”而來的。這意味著，翅膀和喙由于進化的壓力，基本上是同時進化了兩次。

那么，這是否意味著，進化是可預測的呢？經(jīng)歷漫長的進化過程，現(xiàn)在的人類適應地球環(huán)境，那么，這是否說明生命重新再進化一次，人類最終也還是能夠進化出來呢？答案可能會讓人有些失望。

基因經(jīng)常被比喻成類似于電路的網(wǎng)絡，有“主開關(guān)”和“備用開關(guān)”。其中，“主開關(guān)”的突變會導致更大的變化，因為受其控制的所有基因都會對其突變產(chǎn)生的連鎖效應有所反應。這意味著，基因組中的某些位置會更頻繁地或者更大程度地影響進化，這可能會導致進化結(jié)果出現(xiàn)偏差。這就是說，如果進化再重來一次，在某些基因突變的影響下，人類也許就不會出現(xiàn)在地球上了。

生物學之外的證據(jù)

從生物學上來說，進化有不可預測的成分，人類的出現(xiàn)可能是個偶然，那么進化真的無法預測嗎？我們能否在物理學上找到一些證據(jù)呢？

在非常大的尺度上，物理定律似乎具有可預測性，在我們的宇宙中就有許多例子。例如，引力是一種可預測的力量。因為引力，我們擁有海洋、厚重的大氣層，還有為我們提供能量的太陽核聚變。在大尺度上，引力是一種確定性力，因此基于它我們可以預測和描述宇宙中的許多系統(tǒng)。

如果牛頓的觀點是完全正確的，那么進化應該就是具有確定性的，不管進化多少次，人類的出現(xiàn)應該是不可避免的。然而，到了20世紀，量子力學的出現(xiàn)撼動了這種可預測性，帶來一個矛盾而又奇幻的充滿不確定性的世界。

量子力學闡述的是一個小尺度的世界，在那里隨機性發(fā)揮著重要作用——這意味著，我們的世界在最基本的層面上是不可測的。也就是說，無論我們重復多少次，從大尺度層面上來說，進化的“規(guī)則”都不會改變——適應自然選擇的終究會成為勝者。但是最終，許多進化過程中的隨機性將會制造出許多種可能的結(jié)果。

天文學中有一個例子比較恰當?shù)卣f明了這個問題。18世紀，一家法國研究機構(gòu)為了解決“三體問題”設置了一個獎項，“三體問題”涉及精確描述太陽、地球和月球的引力關(guān)系和由此產(chǎn)生的軌道。法國數(shù)學家、天文學家約瑟夫-路易斯·拉格朗日是這個獎項的獲獎者，并提出了我們現(xiàn)在所知的拉格朗日點的概念。他的研究證明了，就像隨機突變帶來的混亂一樣，一點點的初始誤差都會引發(fā)一系列的變化，這使我們無法輕易確定這三個天體未來的軌道。當然，作為母恒星，太陽還是能在一定程度上決定地球和月球的軌道——這讓我們可以將這兩個天體可能的位置縮小在一定范圍內(nèi)。

如此看來，在進化中，適應性仍能將生物體的進化路線拴在固定的進化路線上，但是進化的結(jié)果不是唯一的，而是多種多樣的。

我們也許不能完全確定當進化重新再來一次時，人類會不會出現(xiàn)，但是生物的進化路徑并非無限多種的。因此，也許人類再也不會出現(xiàn)了，但是地球上或者其他星球上很可能會進化出其他智慧生命，說不定他們還會建立與人類文明相似的文明呢。