## 合作和不同层次的信息处理 科学家知道宇宙并不是由无数不相关的事实构成，他们努力探寻深层模式，即信息的组成要素与总体信息结构之间的关系。相互关联性具有普遍性，而且高度分层。比如，夸克相互结合形成亚原子粒子，亚原子粒子结合形成原子，原子相互结合形成分子，分子相连形成蛋白质，在细胞机制作用下蛋白质之间相互作用，细胞在人体器官中发挥着特定的作用，而这个人是一家全球性公司的某部门员工，该部门位于某一地区的大楼内，该地区在某一国家内，该国家在地球上，地球围绕太阳转，太阳是银河系的一部分。 人类运用无与伦比的智慧探索、解释信息结构。信息处理是所有生命体的本质特性，其主要任务之一就是反映细胞的结构及不同层次的意义。 进化生物学家理查德·道金斯提出了著名的“自私的基因”学说。根据道金斯的理论，基因是进化的核心，宿主通过复制将基因传给下一代。这里的宿主指的是有机体，按照道金斯的说法，称为“生存机器”。有机体降级为基因的载体，每个基因在进化过程中都是一个自私的幸存者。这一学说有大量的事实支持，很有说服力和影响力。 然而在很多基因组中，“真正的赢家”是那些比基因低一个级别的DNA（道金斯对基因的定义与一般的基因定义不同，他将那些自私的非编码DNA也称为基因）。一般来说，那些不参与蛋白质编码的DNA序列不归入基因一类，而称为自私的DNA。这些自私的DNA隐藏在基因组内疯狂地进行复制。例如，我们每个人有近100万个黄色节杆菌元素[\[1\]](#id_1_13)，占了人类基因组的10%，但这些DNA序列不参与任何蛋白质编码。没有一个有机体愿意支持这种过度的、自私的复制行为。但这些微小的DNA序列成功地隐藏在染色体中，很难被发现。 进化关注的对象不仅仅局限于基因及非编码DNA。达尔文的自然选择理论将有机体作为一个整体来考虑，这一角度同样适用于进化问题的探讨。进化关注的不仅仅是生物体基因组中个体基因的总和，还包括基因之间以复杂的方式相互作用而产生的任何基因信息。例如，人类大脑就需要几千个基因进行无比复杂的合作才能运作。 有时一些纯粹自私的基因会妨碍宿主的生存。人类很容易产生基因紊乱，我们能够生存下来着实不易。实际上，如果某一自私的基因在有机体生命早期确实对有机体产生不利的影响，有机体会在繁殖之前死亡，而这一基因也会消亡。那些对有机体有利的基因很可能会一直遗传下去。因此，基因也存在压力：在自私的同时又要以一种高明的方式参与合作与调节，以确保有机体发展。 但是，每个人看问题的视角不同。我总觉得，这种认为个体基因通过遗传给后代的方式而继续存活下来的观点，从进化的角度看遗漏了什么。关于进化的一种更简便的描述是，各种有关生存的“想法”之间存在激烈的竞争，那些能更准确反映事物的“概念”可能会继续存在（这种描述带有过度概括的倾向，同样适用于科学领域和资本主义）。这种观点与“自私的基因”理论有一点相同，即都认为有机体可能仅仅是某种更重要的东西借以存在的跳板。尽管如此，这种以“想法”为中心的定义适用于所有进化现象，也适用于存在不同“想法”之间竞争的任何情况，而这点对生物进化至关重要。 这两种观点的另一个区别是：“自私的基因”理论认为基因能够抵制任何形式的变化，而以“想法”为中心的观点则认为基因乐于改变自身编码，只要能获取更好的思想（包括一系列基因共同反映的思想）。道金斯认为，基因突变率的控制是单个引发突变的基因不希望其他基因改变身份的自私的表现。与之形成强烈对比的是，进化将内在的“想法”摆在首要位置，这表明所有的基因都愿意改变身份，如果它们自身的“想法”明显落伍了的话。这种对基因突变率的控制，方式直接，是对严峻压力的一种反应，也是一种增加革新机会的可靠策略。 少量的“想法”逐渐积累形成高一级的“概念”，是进化的一个重要特征。如果一个人不能将事物的各项基本特征综合起来，形成整体概念并进行归类（比如他的记忆中只是些诸如“黑色”、“一个圆点”之类的简单的想法，而不是诸如“计算机”、“水果”之类的整体概念），那么他对事物的了解是支离破碎的。同样道理，一些简单“想法”可能只需要简单的基因进行运作就能产生，另一些复杂的、更有用的“内在信念”（blind beliefs）需要几百个基因共同作用才能形成，而更高一层次的“概念”甚至需要很多有机体共同作用才能形成。有趣的是，这些由低层次的成分构成的较高级的“想法”也会有进化压力，因为那些复杂的“概念”更为准确、聪明、强大。 实际上，有用的“想法”是由一定数量的基因组合产生的。同样，人类大脑处理信息的一个基本特征就是进行大量的合作。大脑的一个神经元只负责一种记忆的极小部分。如对人的脸部记忆，一个神经元能记住一个人的脸部的某一小部分特征，但它也能记住几千个人的脸部的某一小部分特征。我们对一个人脸部的整体记忆，不是由一个神经元完成的，而是几千个神经元互相作用，综合产生一种突发特性才形成的。同样，一个复杂的多细胞生物会有几万个甚至更多的基因，其中每个基因都具有多种功能，负责形成一种特性的某一小方面。人类大脑就是一个极佳的例子，大脑的产生以及正常运作需要2万个基因和80%的基因组的共同作用。 即使是生命体出现之前的原初生物，其化学成分之间也会相互作用形成组合物，这种组合物能反映的信息胜过各个化学成分所反映的信息的总和。其实，化学成分具备的这种“洞察力”没有什么神奇的地方，只是各个组成部分的随机组合，而进化更倾向于选择那些稳定的、有利于复制的、高级别的信息。对于生命体来说，基因之间组合产生复杂“想法”的现象很普遍，因为每一种有机体都有几十亿相互作用的基因的“想法”，经过无数代的发展演化，产生大量复杂的思想。 例如，细菌之间联合成为一个整体，能够产生比单个细菌更为有效的抵御功能。在这个由不同细菌组成的合作结构中，每一种细菌负责各自的任务，这种组合类似于多细胞生物。进一步说，多细胞生物的劳动分工也很细致，不同的细胞种类负责不同的任务，这些细胞共同作用，才使有机体得以生存和繁衍。 动物之间也存在紧密的、聪明的合作，这样的例子很多，如一些群居昆虫。而越来越多的证据表明植物之间也有合作与交流。例如，花旗松通过地下真菌网与同一品种的树苗（但不是直系后代）共享土壤资源。花旗松让人联想到那些年老后成为慈善家的富翁。又如，番茄植株在遭受攻击时，会向空中和地下发出化学信号，附近的同类收到信号后会加强防备。 很有意思的是，一些特别不受干扰的生态系统会自发形成某些结构特征。例如，在尼日尔有几个区域会轮流出现茂盛的植物地带和贫瘠的土地两种面貌特征，形成了类似于老虎斑纹的保护色模式。即使在资源缺乏时，这个生态系统还是能够通过这种模式使一些植物存活下来。 这种高级的、“智慧型”的信息处理行为的根源在于DNA。但是这个高层次的、基于生态系统的“想法”与单独的DNA片段之间的关系很遥远：处于信息等级顶端的“概念”是由底下各个层次的“想法”集合起来形成的（这一信息等级结构为：生态系统、有机体集合、有机体的生理特性、基因的相互作用等）。两者之间的距离很可能和意识与单个神经元活动之间的距离一样遥远。 超出有机体的范围讨论进化问题会引起争议，但是我想说明的是：只要各种信息载体之间存在竞争的、变化的“想法”，就会产生类似进化的行为特征。 很可能某些特别复杂的“想法”确实要由一群有机体共同作用才能形成。如果出现一种“想法”使这群有机体都能存活下来，从原则上说，进化会倾向于选择这种“想法”。虽然需要通过基因将这一“想法”传到后代，但是进化主要关注“概念”层面的信息。在这个语境中，概念层面指这群有机体（而不是基因），将这群有机体看作一个系统。同理，不是因为主宰基本粒子的物理规则生效了，才使今天的股票市场涨了1%，虽然没有基本粒子的存在，股票市场也根本不可能存在。 从DNA片段开始，一级一级直到生态系统，甚至是生态系统的上一级，从原则上说，进化在各个级别都会舍弃那些与生存不相关的“想法”，而保留那些准确的、重要的“概念”。这一处理方式会促使低层次的“想法”综合形成高一级的“概念”。 [\[1\]](#id_1_12)黄色节杆菌元素是一小段DNA，因具有黄色节杆菌（Alu，Arthrobacter luteus的缩写）限制性内切核酸酶的行为特性而命名。——译者注