笔趣屋

第一章4（第2页）

那么造成最初分裂的原因是什么呢?我们有关物理学中对称破裂的知识显示，关键的一步是种群中出现某种不稳定性。物理学中的一个例子是，用越来越大的力量弯曲一根棍子，某件东西突然屈服了——棍子断成两截。为什么?因为断成两截是个稳定的状态，而一根受到过大应力的棍子是不稳定的。对称性迅速丧失，而且是不可逆的。

物种形成的对称破裂模型确实显示，不稳定性可以是一个触发因素。确切地说，假如小的形状或行为改变一般能在后代中减弱，那么就能称一个物种“稳定”。假如因为新生代改组亲代的基因，自然选择又抛弃运转不那么良好的基因组合，这些改变变得失控，那么物种就是不稳定的。

我们至少可以说，对称破裂方法使我们对整个问题有了新的看法。物种因为不可控制地丧失稳定性而发生演变。事件发生的实际顺序——哪一个基因做了什么，以及以什么顺序——决定对该稳定性丧失的具体反应，不过这取决于令人困惑的各种偶然因素，比如哪些鸟的喙较大、哪些鸟的喙较小。概括地说，此类细节不如总的环境重要。它们看起来似乎是物种形成的原因，但实际上，只是影响深远的不稳定性的结果。一个受到过大应力的棍子必定断裂。

一个受到过大应力的鸟群，要么必定形成新的物种，要么必定消亡。物种形成并不令人吃惊，它只是世界运转的方式。

与“敌人”一同进化

推动人类进化的最大力量是什么?有人说是我们的环境，还有人认为可能是性。然而，让人感兴趣的新证据指向一个更加出乎意料的第三者——病原体。我们体内生存的细菌、病毒和其他寄生虫已经极大地改变了我们的基因组，完全超出我们的想像，而且这一过程正在发生。

通过杀灭抵抗力极低的人，病原体使得能保护宿主免受传染病侵袭的突变保存到基因组中。但这是要付出代价的。如果一个人经遗传得到双倍数量的这类突变，就可能会罹患镰状细胞贫血症、地中海贫血症，以及囊性纤维病变等遗传性疾病。

这些发现不只是有趣的进化问题。研究致病基因的分子结构将使我们对祖先的生存环境有新的了解。如果我们想有效地研制和检验新药和疫苗，那么搞清病原体在多大程度上塑造了我们的基因将至关重要。不仅如此，它们还将开辟对抗艾滋病和疟疾等疾病的新途径。有些研究人员推测，研究我们的进化历史将有助于我们了解心脏病和癌症等致命疾病的根源，不过这尚待证实。

我们在几个世纪之前就知道人类个体对传染病的反应方式千差万别。但是直到20世纪40年代末。伟大的学者霍尔丹才提出一种解释，说明为什么有些人天生要比其他人对某种疾病的抵抗力更强。最先暗示病原体可能塑造我们基因的就是霍尔丹的这一解释。

在1948年于斯德哥尔摩召开的国际遗传学大会上，美国科学家詹姆斯·尼尔和威廉·瓦伦泰因对一种称做地中海贫血症的致命遗传病大伤脑筋。他们在美国的一些地中海移民人口中观察到该病。

霍尔丹知道，地中海贫血症是一种隐性遗传疾病，意思是说，小孩必须从父母双方各获得一个有缺陷的基因才会发病。只获得一个有缺陷基因的人是无症状的携带者。患有地中海贫血症的儿童不能制造足够的血色素。红细胞中的这种蛋白质把氧气输送给肌体组织。但是霍尔丹知道，虽然没有症状，但是携带者的红细胞要比正常人的小。他还知道，在二战之前，由攻击红细胞的单细胞寄生虫导致的疟疾是地中海地区的一个主要死亡原因。因此他提出，小个红细胞可能对疟原虫引发的传染病更有抵抗力，从而能保护携带者免受疟疾的侵袭。继承两个有缺陷基因的儿童是寄生虫与人类宿主之间的一场竞赛中的不幸牺牲品。

这样，“多态平衡”的概念诞生了。这种遗传情况是指，只携带一个有缺陷基因的人具有生存优势，比如对疾病的抵抗力；但这样的优势使得这样的基因缺陷在人口中的发生率上升，直至被携带两个有缺陷基因的人的夭折率所抵消。

霍尔丹的观点简洁动人，不过搞清这一观点是否适用于众多遗传疾病不是一件简单的工作。经过几十年的艰难研究，直到1997年，我们才得以有把握地说，霍尔丹对地中海贫血症的解释是正确的。但是，我们尚不完全了解地中海贫血症如何使人类免受疟疾的侵袭。霍尔丹的说法，即小个红细胞为疟原虫提供了一个恶劣的生存环境不是问题的答案。不过，我们从地中海贫血症获得的知识应该有助于我们更加了解病原体如何推动人类基因的进化，以及这对我们意味着什么。

地中海贫血症是突变保护它们的携带者免受疾病侵袭的最佳例证。不过这只是冰山的一角。越来越多的证据显示，病原体已经而且仍在塑造我们的很多基因和器官。只疟疾一种疾病就迫使至少14个人类基因发生改变，而发生改变的基因数量仍在增加。

疟疾的例子绝非独一无二。研究人员在最近几年发现的线索显示，其他的很多传染病参与改变了我们的基因组。研究人员已经确认了很多基因，它们是导致我们对许多细菌和病毒的易感程度不同的主要原因。这些疾病包括结核病、麻风病、艾滋病以及肝炎。

那么，这些新信息到底能告诉我们什么呢?研究地中海贫血症等疾病在全球的分布能够帮助我们了解人类历史。例如，疟疾可能只是在较近的过去才开始侵袭人类的，因为对地中海贫血症突变的分析结果显示，该病大约在5000年前首次出现。这与人类开始从事农业的时间恰好一致，因为当时的环境更加有利于疟原虫的传播。

类似的研究结果还能告知我们人类在古代的迁移情况。在南美土著人口中没有地中海贫血症和镰状细胞贫血症患者这一情况可能说明，在人类渡过白令海峡移居美洲的时候，亚洲大陆还没有疟疾。

除了历史，这类发现还对生物医学研究至关重要。在研制疟疾疫苗时必须清楚，在接受疫苗试验的人口中，哪些人对疟原虫具有高度的天生抵抗力。不过更具吸引力的是，更好地了解与遗传抵抗力相关的保护机理可能为研制新的治疗方法提供有价值的线索——为何不从大自然的这些非凡实验中汲取灵感呢?

因此毫无疑问，在我们对抗传染媒介物的长期斗争中，我们的基因构成被大大改变了，而且一定仍在变化。镰状细胞贫血症和地中海贫血症等疾病是人类进化进程留在我们身体上的伤疤。但是，除了遗传疾病，我们在传染病的长期作用下所发生的基因改变还有其他不利影响吗?在我们为自己创造的全新环境中，这些改变可能有害吗?只有在探究我们对各种环境因素的不同易感性的遗传基础时，这些问题的答案才能变得明了。环境因素似乎是导致糖尿病、肥胖和心脏病等发达国家常见病的原因。

最近，研究人员试图从进化的观点解释很多人类疾病，而“进化医学”的新科研领域也已出现。其支持者认为所有疾病，从孕妇晨吐到某些类型的癌症和精神疾患，都可以视做适应进化的变化。这完全是推测，在目前几乎没有证据支持这一说法。不管怎样，传染病研究带来的证据几乎毫无疑问地显示，进化的视角可能对我们了解目前的很多致命疾病极其有价值。

大脑奥秘多

哲学家、诗人和科学家一直在探索人类大脑的奥秘。我们两只耳朵之间的软组织是地球上最强大的力量，可我们对它却知之甚少。有人认为它跟身体其他部分的功能不相干；另一些人则认为它是一块用来刻写我们经验的白板；还有人说它只是我们遗传基因的另一种表现形式。

有一点是肯定的：每个人都有与众不同的大脑。但这种与众不同是如何形成的，仍然是激烈争论的话题。从神经学和遗传基因学领域来看，有关先天一后天之争的答案正在逐渐明朗。为了弄清这些问题，让我们看一看麻省理工学院心理学教授史蒂芬·平克就大脑问题发表的见解吧。

这位48岁的教授是蒙特利尔人，在哈佛大学攻读博士学位，1979年25岁时毕业。1982年在麻省理工学院就任心理学副教授并在该学院工作了20年，被认为是美国最好的心理学教授。但他却是由于出版科普书籍而成名的。《语言本能》、《大脑如何工作》以及《白板》均是学术界和普通人都喜欢的书。

他的著作最吸引人的是，他能把来自完全不同的领域（心理学、神经学、生物学、社会学甚至政治学）的发现整合在一起。科学家很少涉足他们专业以外的领域，他们的看法未免有点狭窄。跟他们的看法相比，平克对大脑的理解，视野比较广阔，而且包容各家之说，他愿跟广大读者一起探讨这个问题。

研究成果常常是有争议的。在他的《白板：对先天论的否定》一书中，平克综述来自发展心理学和进化生物学的最新研究成果，用这些最新研究成果来质疑现代社会在先天一后天争论中偏向后天的趋向。他说，他还愿意强调，对孩子的发展，父母的影响比基因遗传更重要。在我们对待犯罪、性别区分甚至艺术的态度方面，也能发现同样的偏见。他谈到了在接受进化对形成我们的大脑所起的作用方面所存在的戒律，并且把这种怪现象归咎于我们近代史上一些可怕的事件，尤其是纳粹主义。他把社会历史和科学巧妙地结合在一起，希望科学能影响我们讨论未来社会政策的方法。但他的这些观点受到了各方面人士的抨击。

他对人类大脑的理解受到一些不同思想流派的影响。他说：“乔姆斯基就是其中的一个。他第一个打破不能讨论先天问题的戒律。在50年代末，当他首次开始写这方面的文章时，人们认为万物都是特定条件下的产物，大脑是一块白板。但他说大脑天生组织得擅长于某些东西，其中包括语言。”

他还受到20世纪60年代和70年代初期那场“认知革命”的很大影响。他说：“这种理论认为，大脑加工信息，所以也可以把它理解成计算系统。”这一点很重要，因为它为在实验室研究智力表述铺平了道路。在实验室研究智力表述是一个重大突破，因为控制思想的心理学行为模式以前一直认为，大脑中的东西是无法研究的。

后来，他又受到第三方面的影响，那就是20世纪70年代的那场进化生物学领域的革命。他解释说：“该理论认为，如果大脑中的任何部分是先天就有的，那就需要对它是怎样获得的作出某种解释，而这种解释最终还得来自进化生物学。这种现代生物学是威廉·汉密尔顿和理查德·道金斯等人创立的。”

平克把这些影响和思想综合在一起后得出结论，认为我们在大脑是怎样工作的这个问题上有严重的错误观念。他说：“有一种错误观念认为，大脑是一块白板，其所有的组织机能来自父母、社会和文化。另一种错误观念认为，生物学给了我们诸如性、饥饿、口渴等原动力，并且认为在大脑中还有另外的某种东西，使我们能理智和控制冲动。我认为，尽管我们确实有原始驱动力，但我们大脑中还有复杂的理智机能，这是进化的产物。”

那么，他在这场先天一后天之争中采取什么立场呢?他说：“有一些极端分子说，一切都是学习的结果，例如，暴力是后天学会的行为；但也有一些人说，一切都是基因遗传的结果。后天论极端分子采用的辩论策略是把持中间立场的人都变成恶魔，这样就更容易驳倒他们。作出误导的第二个原因是，有些事情既不是先天的，也不是后天的，例如脑神经回路就是随机性的偶然事件，我认为这对形成不同的个性起非常重要的作用。第三个原因是，先天因素和后天因素肯定是互相影响的。只有存在能以某些方式学习的先天的机制，后天的因素才能起作用。假如我是一只黑猩猩，我即使在日本，也不可能会讲日语。我们之所以能对周围环境的信息进行加工，是因为我们拥有天生用来以某种方式做这件事的大脑。”

在主张后天因素的极端分子和像平克这样主张更多基因遗传和进化因素的人之间发生这样激烈的争论，从表面上看是令人惊讶的。人们会想，他们都是要达到同一个目标，那就是更好地理解我们大脑的发展。只有从更广阔的角度来看这场争论，才能明白这些科学上的对手为什么要如此坚持他们的立场。讨论心脏和肺如何工作完全是科学领域的讨论，但讨论大脑如何工作涉及我们在社会上的行为准则，因此要考虑到从宗教领袖到政治家每个人的利益。

承认基因遗传在形成我们思维方面所起的作用，就会涉及一种深远得多的担忧。希特勒在20世纪30年代提出可怕的优生学理论，他不可否认地受到进化科学的影响，并且还使用了诸如“自然选择”和“适者生存”这样的字句。尽管反对先天说的观点在比较早的时候就开始了，但历史学家认为，是希特勒大屠杀造成的恐怖关上了进行这种讨论的大门，使它成为一个在第二次世界大战后禁忌讨论的话题。

最新研究引起的最有意思的想法之一是，有人认为在先天因素和后天因素之外，还有第三种因素。平克认为这第三种因素就是“大脑神经回路的随机性偶然事件”。他解释说：“当大脑在子宫里和出生后的头几年形成自己的神经回路时，遗传基因并没有提供每一个神经细胞的具体蓝图。因此，神经轴突是长在左边还是长在右边就像是扔硬币那样有随机性，并没有什么东西可以决定它的方向。如果有几十亿这样的随机偶然事件，加起来就可以成为完全不同的人，既不是基因遗传的直接结果，也不是取决于在你的大脑形成的时候你学到的东西，而是随机的偶然性。”

在这方面还没有做很多深入的研究。证据主要来自对单卵双胞胎的研究，因为他们有相同的遗传基因和相同的生活环境。平克说：“他们只有大约50％的相互关联，即他们之间有50%的差异既跟他们的遗传基因无关，也跟他们的生活环境无关。我们知道，具有相同遗传基因并在同一实验室环境中培育出来的像蛔虫和果蝇等简单动物，其结果也是不一样的，有的蛔虫可能活20天，而有的可能活60天。这就是随机的偶然性。我认为这是很好的例子，说明人类的许多差异也是随机的偶然性造成的。”

大脑的秘密

两手握拳，合在一起成球状——这就是你大脑的体积。大脑是以立方厘米计算的整个已知宇宙中最复杂的物质。它也是科学界尚无人摘取的最大发现。它如何工作?它为何会产生意识?由于神经科学领域发生的巨大进展，20世纪90年代被称为大脑时代，但大量的数据只帮助人们获得了些许认识。研究者自认为知道大脑是什么：它类似一种巨型计算机。但事实证明，大脑作为一种有机体，有其独特的逻辑。

20世纪90年代，神经科学的热门程度不亚于网络股票。数以千计的研究人员从事相关研究，数以十亿计的资金投入到这个领域，这主要是由于新的实验工具（例如功能磁共振扫描仪）带来了不同寻常的希望。突然之间，一向被封锁在颅骨里的人类大脑似乎与科学家直面相对了。

20世纪90年代的狂热研究取得了什么实质性成果?大脑已经很快吐露所有秘密了吗?答案既是肯定的又是否定的。神经科学受益于一系列革命性的研究技术，但尽管研究论文如雪片般出现，大多数神经学家却感到自己好像是鼻子贴在画布上近距离欣赏油画一样。他们能够看到外在的笔触，却还不能从对细节的研究中抽身出来，欣赏整幅画作。

然而人们至少得到了一个强烈信息，即大脑是一种活动着的复杂物质。人们常常把大脑比做电脑，但后者和大脑比起来只是非常简单的装置。大脑是器官而不是机械，它能够学习、预测、进化、适应。它有意识，运作起来是一个富有活力而连贯的整体，并非简单地由部件组装而成。如果说神经科学的近期发展带来了什么新观念的话，那就是它让人们认识到，对大脑这个活动着的复杂物质而言，将之比做电脑只是一种最粗浅的比喻。