主题：自从达尔文以来的进化论的最重要进展 -- 心文连博
家园 谢谢你的回帖 你所引用的这段文字，我是十分赞同的。长久以来存在一个非常大的误区，就是神话自然选择，并且灌输人类是进化的必然结果。
恐龙统治地球长达上亿年的时间，而我们人类，从人猿出现到现在，不过几百万年的时间。谁能保证再过上一亿年的时间，人类或者其后裔还能存在？按照这个事实，又怎能说人类或者类似人类这样的高等级智能生物是自然进化的必然产物？如果没有环境的巨变，今天的地球，依然是恐龙的天下。
自然的演化过程，如果我们特指地球的自然环境的话，其实真正起到作用的，不是其严酷的选择机制。我觉得最重要的是两点：
1. 一个适宜大部分生物体生存的宽松的自然环境。这样的环境使得大部分不重要的变异有机会能得到繁衍，从而保持生物圈的基因多样性。
2. 地球环境多次的大幅度改变，使得某些不适应的生物绝种。
换句话说，变异不是因为为了适应环境改变而产生，在很多时候，相应的基因在环境改变之前就存在了。而当环境改变的时候，这些基因得以大规模的繁衍。所以什么样的基因会得到繁衍，取决于环境如何变化，以及我们的生物基因库里面有什么样的基因。正如哺乳动物虽然是在恐龙灭绝之后才大规模繁衍的，但是在这之前，也是一直存在的。只不过恐龙的灭绝，给哺乳动物腾出了生存空间而已。
至于你提到的那篇文章，老实说，我不是很理解他的观点。文章中提到
“A system evolves to reach a stationary state with respect to its surroundings,” Annila explained. “That is to say, when the surrounding environment is high in energy, then the system will evolve to a high-energy stationary state. "。对此，我完全不能认同。我的理解是，可能热力学第二定律可以解释进化中的某些现象，或者是某个方面，而不是整体。
另外，作为一个非物理专业的人士，以我本科阶段所受的物理教育，我对于直接使用“能量”或者“殇”这样的词汇来描述生物体，感到十分困惑。如果一定要使用这样的词汇的话，以我的理解，我更倾向于赞同Jerry Park的质疑
The 2nd Law describes an increase in entropy (disorder). Living systems represent an decrease in entropy.从我个人的观点来看，我同意不同学科的冲撞，可能会为解决问题带来新的思路。不过我很难欣赏在没有明确的定义之前，将一个学科的术语和名词搬到另一个学科。就如同irobot的帖子里面，很多人空泛地讨论“生命”和“智能”一样。或者，他们真正所困惑的正是如何定义这些词汇？？
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家园 entropy本身是个统计学概念 反映的是randomness,或者说uncertainty。用在热力学上指分子运动的随机性，用在生物学上指生物个体的随机性，倒并不是搞生物的从热力学那里生搬硬套过来的。
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家园 一点商榷 据我所知，好像没有人宣扬人类是进化的必然结果吧。相反，我一直的印象是，进化是盲目的，进化成什么样完全是随机的，等待大自然来进行选择。
热力学第二定律作用的前提是封闭系统，也就是系统内部不与外部进行能量交换。很自然，生物圈其实不能满足这个前提，也就无法说熵该增还是减。这个问题记得当时学习热力学第二定律时就讨论过，自组织现象在大自然中并不少见，例如鱼鳞状的云。
物理学同样研究作为物质存在的生物，根本没有任何矛盾，只不过研究的内容与方向更加“物理”罢了。
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家园 用熵来描述生物体可不是什么新鲜观点 从我个人的观点来看，我同意不同学科的冲撞，可能会为解决问题带来新的思路。不过我很难欣赏在没有明确的定义之前，将一个学科的术语和名词搬到另一个学科。就如同irobot的帖子里面，很多人空泛地讨论“生命”和“智能”一样。或者，他们真正所困惑的正是如何定义这些词汇？？薛定谔在60年前就在"生命是什么"里详细描述过了.
家园 所以我说一定要用这些物理名词来解释生物的话 我支持Jerry Park对文章的质疑。Jerry Park对熵的理解应该和薛定谔是相同的，也就是认为生物体的熵值是降低趋势的，而不是升高。但是从其他人的comments里面，可以看出大家对于熵的解释也都不一。有人认为熵值是指整个系统，而非单个生物体的熵值。（但我不知道这个系统究竟是指地球生态圈呢？还是宇宙。对于地球生态圈来说，熵值是不是也应该是降低？）。还有人认为熵值是指系统的复杂度而不是随机性。所以这也是我觉得困惑的一个重要原因，在没有一个明确的衡量公式之前，我觉得怎么解释都缺乏合理性。我找到了他们正式论文的版本。从他们的文章中看，应该也是用来指整个生物圈的熵值。不过整篇文章并没有任何实际数据做验证，观点还是属于猜想。他们的初始工作是发表在Biophysical Chemistry上的一篇文章“Natural process–Natural selection”。在发表了一年多之后，该文的引用率是4，他引率为0。这样的研究成果，恐怕离重要进展还是有一些距离的。以分子生物学今天的发展水平，这篇文章到底对做生物工作的有多少指导作用，恐怕也还是个很大的疑问。
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家园 你的回帖才是提壶灌顶，送花 尤其这几段阐述,令人茅塞顿开：
自然的演化过程，如果我们特指地球的自然环境的话，其实真正起到作用的，不是其严酷的选择机制。我觉得最重要的是两点：
1. 一个适宜大部分生物体生存的宽松的自然环境。这样的环境使得大部分不重要的变异有机会能得到繁衍，从而保持生物圈的基因多样性。
2. 地球环境多次的大幅度改变，使得某些不适应的生物绝种。http://www.ccthere.com/article/1760921
换句话说，变异不是因为为了适应环境改变而产生，在很多时候，相应的基因在环境改变之前就存在了。而当环境改变的时候，这些基因得以大规模的繁衍。所以什么样的基因会得到繁衍，取决于环境如何变化，以及我们的生物基因库里面有什么样的基因。正如哺乳动物虽然是在恐龙灭绝之后才大规模繁衍的，但是在这之前，也是一直存在的。只不过恐龙的灭绝，给哺乳动物腾出了生存空间而已。
至此，可以理解的是，1。演化是跳跃式的，但是变异是循序渐进产生的，换句话说，对变异群的筛选是以间断的形式发生的，表现出来的就是“突变”，而实际上这只是考古上的收集证据的不连贯而让人产生的错觉，就好像朋友家有十几岁的孩子，隔几个月不见长高了一大块，而其父母因为朝夕相处反而感不到长高。 2。变异的产生与通过繁衍而保留或通过个体的消失而被筛除，虽然是在个体基础上发生的，但基因变异是以群体的方式发生生物学上的作用，因而也应该以群体为观察对象，在生物种群内以付合统计学的规律“演化”着的。
用Richard Dawkins的观点看，生物个体的演化实际上是做为基因演化的载体与外在表现，就像那个在蚂蚁或蟑螂脑内的寄生虫，指挥着蚂蚁蟑螂去被更大的生物吞吃而继续其寄生的生涯，基因，或更确切的说是基因组群，对生物体的作用方式有着异曲同工之妙。于是，我们了解生物演化，在本质上对基因组群的演化在进行了解。
方舟子以前撰文提到过，达尔文的进化论最大的印证是在上个世纪分子生物学出现后才发生的。河里如果有分子生物学领域的出来讲解一下就好。同时，越来越多的人也对进化论为基础的基因变异的随机性产生了疑问，实在想不通就此信了上帝的也不在少数。但是我相信，正如那位2004年的河友所说，虽然依靠随机的长年累月撞大运很荒谬，这后面应该还有其他的规律在起作用。换句话说，虽然如你文中所说，变异是在自然选择发生之前就存在而不是因应环境而产生的变异，但如果不是随机的，则变异与环境的变更还是有一定的关系。注意这里说的变异不是生物个体，而是基因层次上的。那么，是不是在基因的下一层，在分子，原子，电子的层次面上有什么特定作用在与环境的改变对应呢？
Ville Kaila 和 Arto Annila仍然是在生物的个体层面上用热力学第二定律来解释，而且是在进化的全面图景上而不是物种个体上：
热力学第二定律有多种表达形式。在这篇文章里选取了其中的两种。一种是写成运动的微分方程，即表达为能量转换过程。在这种表达中，自然选择过程偏好那种在生态系统中使得熵更快增加的随机变化。第二种则写成积分形式，即表达为最小作用原理：通常来说，运动选取能量最小的路径。Kaila和Annila展示了如何通过化学热力学的方式将自然选择和最小作用原理联系起来。同一物种的不同变异个体会探索不同的路径以图最快的增熵。这些变异最终会聚集于最可能实现的那条路径上--- -这条路进肯定是最短的，并且能量变化最陡峭。它使得系统趋向均衡态，在生态体系中这种状态表示该系统具有合适数量的植物、食草生物和其它能量转换机制 (有生命的和无生命的)，以保证该系统获得最高的能量耗散速度。(熵是对能量耗散的一种度量)。在生物学语言中，两个类似的物种(即类似的能量转换机制)争夺相同的能量来源(例如食物)，具有哪怕是微小效率优势的物种(例如爪子、牙齿等)将比另一方获得更多，即更多的能量流过优势物种。优势物种的数量将会增加。在物理表达中，这一过程被描绘成逐步和自然地选择更有效和更陡峭路径的能量流动。这个可从李雅普诺夫稳定性判据(Lyapunov stability criterion)推出的物理过程，就是生物学中的竞争排除原则(competitive exclusion principle)。有害变异将减少指向产生变异群体的能量流，使得未变异群体获得更强的竞争力，从而获得更多能量流。 研究者表示这一抽象理论只适用于对进化提供一个全面的图景，而不适合解释具体某个物种的进化过程。"
地球上的生物进化从简如繁，如你所说，唯有通过一次大的突发自然灾害才有可能把进化的已经很复杂，对环境适应的很“专业”的生物种群毁灭，让仍处与进化初级阶段的生物种群有机会开始新的进化生涯。比如说，哪里看到人类与蟑螂的基因组不同似乎没超过相同的，另外，所有会动的生物，从昆虫到天上飞水里游的，及人类自己，只要是长着或长过眼睛的，一律一边一个，呈对称方式，这说明地球上的现存生物种群绝大部分是地球某一时期,可能是某一次大灾难之后的同一个祖先来的，至少在眼睛这部分的基因同源。
举眼睛这个例子，是想探讨你前文说起的“偶然性”。如果这种对称式的眼睛生长模式不是同源基因的结果，另一个解释就是环境造成的，那么就是说，虽然有可能某个时期生物的眼睛各种方式都出现过，但适者生存的结果是，不同种群的生物不约而同地都进化成为长着一对对称的眼睛的样子。这虽然可以解释为一种“偶然性”，但至少在地球这个时期，其环境对进化产生的影响却是一个必然性，因为类似进化的数量庞大。
于是，智慧的产生，回到这个最初的话题，是不是也存在着必然性呢？会不会出现不只人类的智慧生物的进化呢？如果没有人类的“抢先”进化出智慧而对其他物种抑制，自然环境仍然“宽松”，会不会在几百万年的时间里接二连三的出现其他智慧的生物，比如大猩猩，海豚等？ 这个问题当然我们永远不会知道了，因为自然环境本身就包括做为天敌的其他物种，而具备智慧的人类可以说是地球上所有物种的天敌。对于地球上的除人以外的物种来说，从今以后只有一种“适者生存”方式了，那就是针对于人类相共存的进化，这方面的佼佼者非猫狗莫属。
因此我们今天看到的人类的智慧，也许并不是什么小概率事件，只不过人类智慧的边际效应彻底改变了地球的生态换景，从这个意义讲，人类对地球的改造如同地球经历了一场自然灾害，比如小行星撞地球什么的，这之后进化的复杂的生物都出现了不适应的现象而逐渐灭绝，反而是进化的简单的生物还有改变方向继续进化的空间，向着与人更适应的方向进化。做为人类也许我们只是幸运，如果是大猩猩先一步出现了智慧，现在进动物园的就该轮到我们人类了，而遍及五大洲四大洋的猩口以亿计的大概就是大猩猩了。
我这里天马行空，满嘴跑火车，让你见笑了。 以后再聊一聊人类以后进化包括存在于生物（生命）体之外的智慧，我相信这两者是有关联并很可能是人类未来。iRobot结尾也暗示了这一点，未来人类抛却了碳水化合物的生物体，自我改造出了以硅化合物为主的生命载体。到那时，智慧可以说已经存在于生物的进化之外，更不用说基因了，而且什么是生命也要重新定义了。就是在今天，自从人类发明的语言文字后，智慧的“进化”已经大部分的摆脱了做为生物体的人的束缚，而以自己的步伐在进化着，只是这个进化仍然要在人的这个栽体上才有可能实现，或者说，智慧已经取代了基因而引领着人类的进化。其实，这个观点也是Richard Dawkins提过的，叫meme。
家园 得提出一个智慧的公认定义，否则难免纠缠不清 什么是智慧，什么是生命，这种定义一直以来都是争论焦点。极端形而下甚至以生命非生命的模糊界限推论，根本没有所谓生命的存在，只有化学变化本身。以此推演，并没有智慧存在，只有信息本身。说不清楚这个，是在很难继续谈下去的。现有的定义都不够好，工具猩猩海豚大象都会做，语言蜜蜂白蚁也是存在的。
我认为人类的智慧的产生是人类的基因选择了一条另类的应对环境变化的方式：增加大脑容量，群居并社会分工。这条路所有灵长目都是一致的，但与其它所有动物都不一样的是，人类不停的增加脑容量，而有些则增加到一定程度，有了一定智力优势之后，就注意自己的个头牙齿肌肉或者繁殖能力去了。这个是治标还是治本的问题，人类选择了治本的路。奥姆剃刀原理再次适用，我们不需要既有智慧又有力量还能一胎生十头，于是我们只有智慧。人类有智慧是应对自然环境严酷，出于生存的压力，为了种群的延续需要基因选择了了这一条路。神创论经常以人类有文明的几千年来并没有进化做为攻击进化论的依据，我只想回三个字：需要吗？如同老兄所言，人类已经进化到没有天敌的地步，已经到成为所有其它物种天地的地步。当人类大脑容量达到今天这个水平的时候，一切就已经注定了，人类再无对手，今天的一切只是时间问题而已。
我认为人类并没有抑制其它潜在进化，不能把人类从自然中割裂开来看。许多人都会潜意识的把自己和自然割裂开来，事实上这是出于人类智慧对自身的自大。人类也是自然的一部分，人类所做的一切也是自然中应有之果，因果逻辑非常清楚。直到今天人类的破坏相比小行星也是有档次上的差距。在面对人类越来越多的挑战的时候人类周围的物种都在做相应的进化以适应，越原始应变最快，微生物越变越厉害。而本来一直相互在食物链顶端争夺的其它大型哺乳动物，就很凄惨了。为什么它们不演化出智慧的道路来，没有迹象表明人类在压抑它们的智慧进化，而是它们早已走上了以其它方式进化应对自然环境变化的路。
事实上依附了强大的人类和人类一同进化的还有许多，从农作物到畜禽，猫狗只所以特别，我想不是因为它们当宠物，金鱼也是这条路。猫狗之所以让我们感到特别，是因为它们聪明。狗也罢了，本来就群居动物，适应人类社会并不大费力气，猫却显见很花了功夫的。常有人怪猫不够亲近人，谁能想到它们连独居习性，独立地盘不受侵犯这些东西都在改进调整以适应人类。
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家园 有关什么是智慧 记得看到的一个说法是有自我意识的才能称为智慧。人类与动物的一个区别在于人类能够主观的控制自己，而动物基本上是在本能上因应环境的变化，虽然说许多人大多数时间也不过是在做出于本能的行为，但人是能够理解自己的存在，从而把自己放在周围环境来一起考虑，进而通过控制自身来改变自身与周围环境之间的互动。不知道这样的对自我意识的理解对不对。
生命的定义就多种多样了，小的细菌，大到一个社会现象，都可以说成是有自己的生命的，但是生命肯定是有确定的特质因而可以明确定义，只是没有必要把生命的概念局限于有机的，生物体这个范畴内。
家园 你这最后一段非常像黑客帝国的主题思想 人脑子是意识的容器
录入不同的信息，仿佛就有了不同的人生
家园 虽然不懂，还是要送花支持一下。