自然進化還是造物主創世 -- 電視片《穿越蟲洞》簡介(六)

本集英文標題是 Did God Create Evolution(進化是否出自上帝之手),講的是科學界圍繞進化論和創世說的爭論。

生命是自然進化而來,還是由造物主所創?這場爭論已持續一個半世紀。進化論雖已被廣泛接受,但並未獲得絕對優勢。美國有些州仍然禁止把進化論寫入教科書。有人寫過長篇論著,從生物學角度講述進化論的重大缺陷。科學依靠的是證據和邏輯。無論是科學界、宗教界還是官方,都無法靠強勢地位簡單宣佈最終結論,禁止不同的聲音。


達爾文創立進化論,靠的是化石、標本和實地觀察。自然進化是一個長期的、漸進的過程,爬行動物不可能一下子長出翅膀變成鳥類,卵生動物也不可能一下子長出乳房。科學界尚未獲得足夠化石來證明進化的漸進性,很大程度上要靠理論推導。創世論者正是抓住這一缺陷拷問進化論。賓夕法尼亞理海大學的 Michael Behe 是其中之一。

Michael Behe 是基督徒,也是生物化學家。他自然不會像有些信眾那樣一口咬定祖先來自諾亞方舟,對達爾文嗤之以鼻。他在尋找漸進論的缺陷,在思考帶鞭毛的細菌是如何產生。這種細菌不僅有鞭毛,還有一種夾子樣的東西把鞭毛固定在細胞膜上,使其能自由旋轉,另外還要有一種驅動力來旋轉鞭毛。這三者缺一不可,否則就不能遊動。那麼,這三者怎麼就恰好湊到一起,使這種單細胞原生生物像蝌蚪那樣自由行動?

Michael Behe 把這種機體稱為“不可簡約複雜體”(irreducible complexity)。他相信,要是沒有一位萬能的設計者,只靠基因突變來造就不可簡約複雜體,那簡直不可能。他說,創世說的優勢在於,可以不管造物主究竟是誰(上帝?外星人?),只要承認那不是隨機產生的就行了。

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帶鞭毛的細菌

紐約州瓦薩學院的 John Long 站在相反立場來觀察此問題。他探究的是脊椎動物的脊柱是如何產生的。脊椎動物出現於五億年前,其前身是那種只有柔軟脊索的原始動物。至今有些淡水魚還有這種脊索。John Long 認為,很可能是基因突變導致骨骼沉積在脊索上生成了脊椎骨。這是一種良性變異,使機體更強壯,遊得更快。我們無法返回五億年前親眼觀察,但可以藉助仿生法來證明。

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脊索原始動物

他的研究組製作了四個仿生智能機械,外形像個大蝌蚪,靠電機帶動尾部擺動來游水。四個仿生機械的形狀和大小相同,驅動力也相同,不同是尾部分別含有0、5、10和15塊脊椎骨。他們期望脊椎骨越多遊得越快。實驗結果出人意料,含有10個脊椎骨的遊得最快。這正符合自然選擇法則:脊索中逐漸變異出越來越多的脊椎骨,直至最佳狀態為止。

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仿生智能機械比賽游水

創世論者仍會提出疑問:這種靠隨機變異的進化必然非常緩慢,40億年進化史是否足以從一片荒蕪演變出如此完美的生物體?

麻省理工學院的 Scott Aaronson 教授嘗試從數學角度來回答此問題。他認為,基因的隨機變異無需窮盡所有變化,從單細胞生物進化到複雜生物,其變異次數比想象的要少得多。以填色遊戲為例。假如要在64格的象棋盤上為每個格子填一種顏色,相鄰格子不能有同色,需要嘗試多少次?

Scott Arronson 列舉了三種填色方法:規劃法、窮盡法和隨機法。假如按事先設定的完美方案填色,只需64步即可填好。採用窮盡法,嘗試的數量級是10的18次方。第一種是萬能造物主創造世界的方式,六天完工,第七天去休息,讓亞當和夏娃在伊甸園盡情歡樂。第二種是創世論者給進化論設定的方式。要是真的如此,現在地球上也許只有單細胞生物,比火星強不了多少。

進化論主張的基因隨機變異無需窮盡所有可能。在同一時期會有多種基因變異。只要有一種變異在自然選擇中獲勝,就相當於在相鄰兩格填入不同顏色,然後就可以進入下一步嘗試。並不像窮盡法那樣,每次失敗都要從頭開始。這種隨機方式有很高的成功概率,大約嘗試5000次即可填完整個棋盤。這正是自然選擇能在40億年間造就萬物的原因。

自然進化還是造物主創世 -- 電視片《穿越蟲洞》簡介(六)

給象棋盤填色


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