二十世紀初,貝納德發現了一個奇怪的現象,那就是無機物的狀態隨環境改變而改變,生物在多變的環境中却能保持内部狀態的穩定性。貝納德把普遍具有“内穩態”的性質,看成一切生物維持生命必須具備的能力。他同時意識到,所有生物必定擁有某種共同的“内穩態機制”。貝納德的猜想引導人們從新的視角理解生物適應性的本質。在貝納德發現的基礎上,美國哲學家坎農對適應性做出了全新的闡述。他説,生物的適應性,並不總是生物個體通過改變自身的性狀,而被動地適合環境。恰恰相反,生物的適應性表現爲在環境條件不斷變化的情况下,生物個體能够保持内環境不變的能力。實現這個目標的方式很多,其中最基本的方法就是建立負反饋基礎上的“拮抗”機制。爲了説明這種機制,我們先從理論上説明一般系統的穩定性。
當氣温下降的時候,人體内部的氧化過程加强,除了供給人體正常的能量消耗而外,多餘的熱量用來維持體温。當氣温昇高的時候,人體内的氧化過程减弱,使體温不至於超過正常值。所以不論夏天還是冬天,人體的温度都保持在攝氏365度左右。其實,所有恒温動物保持體温不變,都遵循這個基本原理。這是生物利用反饋系統適應環境的一個例子。所有負反饋機制都可以歸結爲上圖所示的理論模型。當外部的環境條件發生變化,可能引起生物體内環境改變的時候,體内狀態參數會出現偏差。通過比較器將當前狀態參數和正常值對照,得出偏差的性質與偏差的程度,從而選擇性地驅動效應器,及時通過機體内的物理化學作用,糾正因爲外部環境變化所引起的偏差,以實現内環境不變的目標。
負反饋系統的確很有效。設想冬天用火爐取暖的情形:在需要考慮空氣的流動性、墻壁透熱、以及煤炭的燃燒值和火爐的效率等因素的情况下,即使室外氣温維持零度不變,每天應該使用多少煤,什麽時候向爐膛裏加煤才能使一間特定大小屋子裏的温度嚴格控制在25度?這個問題,恐怕連最高明的物理學家也很難算出準確的結果。可是,采用暖風空調就太容易了。空調機隨時對室内空氣進行取樣測試。一旦樣品氣温低於25度,暖風機開啓,向室内供熱。當室内温度達到25度,偏差消除,暖風機停止工作,即使室外温度大幅度變化,室内温度也能够控制在25度左右。
事實上,這種反饋裝置就是對大自然中普遍存在着的,後果對原因反作用的人工模擬。空氣從氣壓較高的地帶流向較低的地帶形成風,空氣流動的結果會使高壓帶的氣壓下降,低壓帶的氣壓昇高,削弱兩地間的氣壓差,風力逐步下降。這就是後果削弱原因的負反饋典型。穩定的自然系統内部,必然存在負反饋裝置。如果後果不能削弱原因,系統的穩定只能依靠外界條件的穩定來維持,這就是無機物的狀態總是隨環境變化的原因。如果後果總是加强原因,狀態參數不斷向一個方向偏移,系統就會走向崩潰。這就是正反饋作用的結果。可見,負反饋是穩定性的重要來源。坎農的研究將人們對生命活動本質的認識,朝着機械化的方向大大推進了一步,爲揭開所有組織系統的穩定性的秘密開闢了一條新的道路。
在貝納德發現内穩態機理的同時,柏格森創立了“創造進化論”。和拉馬克一樣,柏格森反對生存鬥争推動生命系統進化的學説,把造物主賦予生命的原始衝動看成生命進化的根本動力。他指出,進化是生物個體主動努力的結果,而不是因爲環境變化迫使其接受的事實。盡管每一個生物個體的努力都只是爲了求得自身的生存,但是,他們所創造的新的生存方式,却促進了它們的後代以及整個物種對環境的適應性。正是在這個意義上,柏格森把自己創立的進化學説稱爲“創造進化論”。柏格森認爲生命的進化過程是合目的的。這種目的並非出自一種設計,也不由環境决定,而是出自生命本身的能動性。由於生活環境千變萬化,也由於生物對進化路綫的不同選擇,生物界涌現出多種多樣的進化趨勢,地球上才出現了五彩斑斕的生命光華。
他看出,正因爲環境的變化是偶然的,因此,對環境的適應只能作爲生物進化的必要條件,而不能提供生物向高級方向發展的充足理由。在千變萬化的自然環境中,各種生命形態選擇各自發展的方向。不同的發展方向以不同的生存方式相區别,從而形成生命系統多元化的發展趨勢。其中,植物發展麻木、昆蟲發展本能、以人爲代表的高等動物發展意識和智慧。在創造進化論中,生命系統不再排成一個長鏈,他們的發展路綫也不會形成互相平行的直條,而是排成樹枝狀結構,叫做“進化樹”。在這種進化系統的枝狀結構中,會出現若干個“制高點”。於是,生物形態上先進與落後的區分不再具有絶對的意義,人類只能看成在發展智慧的高等動物行列中最爲成功的範例,不能看作所有生命形式進化的頂峰,人類中心主義再次受到嚴重的挑戰。
什麽叫麻木?麻木就是關閉一切感覺器官,使任何外來刺激都不會引起感覺,從而放棄了運動能力的生存方式。大樹生就一副“强健”的身板,終生處於“休克”狀態,
任何形式的刺激都不會引起感覺。即使被大風吹斷了樹干,它還能從根部重新發出嫩芽。只要環境變化不影響它們吸收養料和水分,能進行光合作用,就能保持正常狀態。無論酷暑嚴冬,也不管日曬雨淋,照樣“幸福地”活着。由於植物能忍受任何形式的刺激,對環境的要求也就很低,
所以能够在自然條件迥异的廣大地區生長。當然,植物没有行動能力,即使獲得了危險報警,
想逃避也不可能。因爲思考對它們來説無益於對環境的適應,
只能帶來“煩惱”,是一種多餘的負擔。它們唯一需要的是努力造就强健的身板,降低對環境的依賴性。可見,植物在發展麻木的同時,放棄發展思維和運動能力,是非常“明智”的,也是很成功的。
我們知道,動物的感覺系統是接受外部世界信息的通道。當出現危急情况的時候,感覺會向主體報警,以便適時躲避。不過,動物的感覺器官對外界的刺激往往具有一定的適應範圍。隨着接受特殊刺激的時間延長,刺激所引起的感覺會逐漸降低,以至完全消失。“入芝蘭之室,久而不聞其香,進鮑魚之肆,久而不聞其臭”。並不是异樣氣味减弱了,是人的感覺遲鈍了。對刺激的適應性,可以保持人體内部狀態的穩定。但是,人的“適應性”能力有極限。劇烈的疼痛可能致死人命,休克是免除疼痛的極端方式。通過休克臨時關閉一切感覺,以保持體内穩定。也許,這正是人在發展智能的同時,所保留下來的一種麻木生存本領。
無人照料的精神病患者生活在惡劣的環境中,却很少生病,這可能和他們的感覺遲鈍有關。一般來説,受凉了不咳嗽,不發燒,却不是有意裝得出來的。既然他們的中樞神經系統受損,對外來刺激已經麻木了。疼痛、咳嗽、發燒、嘔吐之類的保護性反應趨向於停止。然而,智能的高度發展,最終都會表現出,對環境的變化做出快速而敏捷的反應。所以,以關閉感覺爲特徵的麻木和智力發展是絶對不可兼而得之的。
生命的第二個主要發展方向就是本能。像許多昆蟲那樣,蜜蜂天生擁有一整套求生本領。“初出茅廬”的工蜂就會採蜜,就“懂得”同伴剛從蜂巢外邊進來的時候所表演的“8”字舞,是什麽含義。當它們遠離蜂巢的時候,也知道怎樣識别回家的路。其次,它們還能够準確分辨出誰是自己的同伙,誰是從其他蜂群中混進來的入侵者。一旦發現了這樣的不速之客,它們會群起而攻之,必欲置之死地而後快。山林中還有一種泥蜂,以捕食毛毛蟲爲生。它們一旦發現獵物,便能準確地用毒刺錐進毛毛蟲的第三神經節,使其迅速進入休克狀態。休克了的毛毛蟲並不會死去,也不會腐爛。這個“活僵屍”就成了泥蜂可以在較長時間内享用的“保鮮食品”。
小時候,我在校園裏玩耍,親眼看見蜘蛛捕食蒼蠅的情景。那是一個令人震驚的場面。蒲公英葉片上,蒼蠅正在用前肢梳理頭上的觸鬚。一只蜘蛛突然冲了過來,圍着蒼蠅轉圈。其動作準確而又快捷,是我從來没有見到過的,也是無法想象的。原來蜘蛛在圍遶蒼蠅打轉的時候,從尾部吐出的富有粘性的絲,已經把蒼蠅牢牢實實地捆住了。得勝回朝的蜘蛛跑到離蒼蠅不遠的地方,静静地觀察蒼蠅做最後的挣扎,等待時機享用美餐。
一連串問題在我的腦海中翻滚,小蜘蛛是怎樣學會捕食蒼蠅的本領的呢?即使它曾經看見過長輩這樣做,復雜的技術難道不需要通過較長時間的訓練,能够過目不忘?蒼蠅亦非等閒之輩。那時,我們小學生每天都有打蒼蠅的任務,用手從上方撲打,幾乎不能成功。蜘蛛捕獲蒼蠅的技術包括如何觀察獵物的動静;如何抓住有利戰機;怎樣一邊奔跑一邊吐絲;怎麽知道蒼蠅已經就範,適時停止作業等等。然而,每個蜘蛛捕食蒼蠅時的動作都异常嫻熟。我還注意到蜘蛛没有語言,成年蜘蛛又是怎樣指導下一代進行訓練的呢?此外,剛剛孵化出來的小蜘蛛就會織網。它們編織的蛛網和成年蜘蛛的作品幾乎没有差别,這又是怎麽回事呢?當時我就意識到,也許蜘蛛並不知道自己是在干什麽,至少它並不需要懂得,自己所從事的工作對自己的生存有什麽意義,那只是在外來誘惑刺激下發生的一系列動作而已。
昆蟲的本能是與生俱來的生存伎倆。作爲一種求生能力,它不需要經過訓練,也用不着向長輩學習。好像它們的祖先已經知道後代可能遇到的生存問題,將如何應付這些突然事變的全套方案,作爲操作程序,編成遺傳密碼銘刻在後代的骨子裏,融化在它們的血液中,使後代能够得心應手地應用。這樣的説法似乎過分擬人化了。其實是昆蟲的前輩在若干萬年的進化過程中,通過遺傳和變异,以及大自然無數次選擇和淘汰之後,形成的一整套行爲模式。這種行爲模式已經記録在昆蟲的遺傳基因裏。其作用過程是一種漸次展開的誘惑,是不需要理解就能順利應用的盲目行爲能力。
第三個發展方向,就是以人類爲代表的發展理智的進化路綫。人之所以稱爲萬物之靈,就在於我們有知覺和意志,有思維和判斷能力。我們通過感覺獲取來自於外部世界的信息,發揮我們的認識能力,對客觀世界的現狀做出判斷,對未來做出預測。再從有利於生存和自身發展的原則出發,自主决定行動方案。其實,所有高等動物都具有不同程度的意識,都以智慧作爲自己的一種生存能力,只不過不一定是它們的主要行爲方式罷了。
一般靈長目動物擁有較爲清醒的自我意識。它們知道自己的存在,關注自己和其他個體的生存。即使没有通過“鏡子實驗”的大猩猩也懂得自我保護,知道設計陷阱讓同類上當。只不過它們的自我意識相對於人來説,要淡漠得多。我們相信蛇在捕食青蛙的時候,至少已經糊裏糊涂地意識到解除飢餓與所采取的行動之間的相關性。青蛙同樣具有求生的欲望,它才會根據環境和捕獵者所采取的策略,不斷變换自己的逃避路綫,求得生的機會。在這樣的情况下,如果蛇只會按照一套刻板的本能行事,絶對不能成功捕捉狡猾的青蛙。可以斷言,智力競賽是青蛙和蛇之間進行生存鬥争的主要環節。
生存伎倆稍微遜色的物種將會迅速被淘汰,所以,大多數高級動物,都以强化器官功能的方式,增强獲取食物和抗禦天敵的能力。經過反復淘汰之後,一般動物的感覺器官都很靈敏;運動器官特别强健;機動性、靈活性也比較好。事實上,高等動物某些器官的功能已接近或者達到特化的程度。然而,絶大多數動物的理智都停留在以記憶爲主的階段。所以,强健身體的相關部位,以促進習得性技能的形成,便成瞭高等動物的主要發展方向。
人的頭角並不堅硬,手臂並非特别粗壯,腿脚也不那麽强健,尤其是我們的本能極度弱小,麻木本領幾乎等於零,因此不能稱爲適應環境的“全能冠軍”,當然,也没有這樣的冠軍。我們特别注意到,在古人類進化的過程中,恰恰是身體比較强壯的那些南方古猿早早地滅絶了。而身材稍微弱小,頭腦較爲發達的南方古猿非洲種的一支却被保留了下來。這一點正好説明人類在發展智力方面是非常成功的。其實,所有人屬動物都在發展智慧的道路上走了很長一段路,它們在一定程度上放棄了發展强有力的肢體的傳統進化模式,走向了一個嶄新的發展方向。生命競賽就像一場大型運動會,設立的比賽項目很多。可是,各個項目都是單項比賽,没有全能冠軍。人類只是在智力比賽中取得了第一名。而智力競賽項目,是兩千三百多萬年前,當靈長類動物登上歷史舞臺的時候才開始設立的。
事實上,自然界生命系統所創造的生存方式,並不限於柏格森所提到的三種。我們還可以把提高智力作爲靈長類動物和人類的發展方向,與高等動物增强器官功能,提高習得性技能的進化模式區别開來。此外,細菌和一般生物的求生技能也存在重大區别。它們依靠頻繁變异,以不斷改變性狀的方式與環境相適應。在和人類的鬥争中,細菌這套謀生策略發揮了極其重要的作用。人類爲了消滅細菌,防治疾病,研製出很多强有力的藥物。可是細菌的生命週期很短,繁殖力特别强,基因的偶然突變异常頻繁,很容易創造出具有抗藥性的個體。在藥物大量殺死原有病菌的同時,正好爲具有抗藥性的新個體騰出了生存空間。新菌種以幾何級數的方式增長,迅速取代原有病菌,繼續發揮作用。在我們看來就是引起疾病的細菌産生了抗藥性。很顯然,生命週期越短的細菌,越容易創造出具有抗藥性的個體。所以,我把細菌這種生存鬥争技巧稱爲“短命武器”。
病菌抗藥性的提昇是非常明顯的。四五十年前,只須給肺炎患者注射十幾萬至多幾十萬單位的青霉素,便可治癒。在反復使用青霉素以後的今天,肺炎患者的用藥量動輒就是幾百萬單位。青霉素的質量没有下降,人類體質也没有下降,而是肺炎雙球菌的抗藥性能提高了。我們今天對付的肺炎雙球菌,已經不再是四五十年前的雙球菌,而是在我們大量使用青霉素的過程中培育起來的,具有抗藥性的變種。
感覺器官的靈敏程度對於本能與智慧的發展都很重要。但是,建立在智慧基礎上的自主能力會妨礙本能的有效實施,强大的本能也會抑制智能的發展。嚴格按照既定本能模式行動的昆蟲,不會容忍智慧的生成。所以,就像麻木不能和本能同時發展一樣,本能與智慧的發展也不能兼容。人類之所以能够走上發展智慧的道路,就是因爲自己的本能和器官功能都很差,不得不依靠施展巧計來維持生存。對於擁有尖牙利爪的豺狼虎豹,强有力的捕食工具提供了生存保障,並不需要在多種行爲模式中做出選擇,也就没有發展智力的必要。因此,發展器官功能的進化模式與智力的發展也是不能兼容的。也許在生命發展的未來進程中,還會開闢出新的發展方向。然而,從歷史上的情况看,一個物種無論選擇了什麽樣的進化方向,就不再有回頭路可走。人類正是在發展智力的道路上,對一般高等動物的進化方式實施了有效的背叛。
看來生物的進化的確只是一個模糊概念。只有在較長的地質年代中,就整個生命系統的完整性、復雜性、以及物種之間的協調性得到增强而言,才有絶對的意義。與特殊環境相適應的因素,往往會造成對另一些環境的不適應;器官功能的特化提昇了物種在特殊環境中的生存能力,同時也預設了因爲環境突變而導致滅絶的危險。適應中包含着不適應,進化意味着退化,創造同時孕育着滅亡,這就是生命系統演化的現實。
還應該看到,物種間的關係不能簡單地用生存鬥争來概括,它們之間存在着大量的合作與共同發展的因素。生存鬥争可以促進新舊物種之間迅速替换,生存合作爲物種的壯大和鞏固創造了條件。蜜蜂與開花植物,人類和豢養動物、栽培植物之間的關係,是生存合作的典範。虎狼既捕食牛羊,也幫助牛羊淘汰劣種,遏止牛羊種性的退化。當牛羊因被捕食而减少到一定水平的時候,自我保護能力會很强,虎狼捕食牛羊的成功率會隨之下降。它們之間既合作又鬥争的關係决定了虎狼的數量受到牛羊發展規模的限定。虎狼至少不至於把牛羊消滅乾净,這是生存鬥争與生存合作達到動態平衡的典型例证。在人類發展的過程中,對生活資源的争奪,是人種之間的生存鬥争。每一個人屬動物都將别的人屬動物看成與自己争奪同一生活資源的敵人。不同人屬動物之間基本上不存在合作關係,都把對手作爲捕食對象。由於現代人在智力發展上超過其他人種,其鬥争的結果,必然把其餘人屬動物消滅乾净。這正是在所有的靈長目動物中,惟獨現代人没有婊兄妹的原因。
中生代結束時,百分之九十以上的物種滅絶了,生命系統大倒退。接下來,却誕生出了更多的生命形式,創造出了更多新的生存方式。正是恐龍的滅絶,爲鳥類和哺乳類登上歷史舞臺提供了機會。是開花植物的出現爲蜜蜂的繁榮提供了契機。進化並不意味着所有生命形式都在不間斷地朝着適應環境的方向發展。生命系統的發展往往是不連續的,具有突發性、無規則性。大量滅絶和大量創生,促成了生物群落的復雜與和諧。發展本能,必然失去發展麻木和智慧的機會。發展智慧,必須放棄麻木和本能。生物物種的“先進性”没有確定的標準。進化中包含着退化,退化中也包含着進化。有的時候,恰恰是某種看上去極爲不利因素帶來了發展的機遇。只是在不斷創造新的生存方式和生命系統結構的復雜化意義上,進化的含義才是確定的。
正是物種之間既鬥争又合作的關係,使整個生命系統的復雜性、協調性不斷增長,在多變的環境中逐漸壯大。對於個别物種來説,無論發生進化還是退化,甚至走向滅絶都有可能,對於整個生命系統的發展往往都是有利的。
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