《生命与技术元素:40亿年的进化之旅》

一、生物王国的概览

在我们这个美丽的蓝色星球——地球,迄今为止已经发现了各种各样令人惊叹的生物分类。这些生物可以被分为6大类,也就是我们所说的生物王国。这6个生物王国就像是一个大家庭里的不同成员,它们虽然有着各自独特的特点,但有一个共同之处,那就是都具有相同的生物化学结构呢🧐。

其中有3个生物王国是极其微小的微观生命体,它们就是单细胞有机体。想象一下,在那小小的细胞空间里,蕴含着生命的奥秘,就像一个个微型的小宇宙。而另外3个生物王国则是我们日常生活中更为熟悉的,有菌类(像蘑菇和霉菌,它们常常出现在我们的餐桌上或者森林的角落里😉)、植物以及动物。

二、同步进化的奇迹

(一)漫长的进化历程

这6个生物王国中的所有物种,换句话说也就是今天地球上生存的所有有机体,从海藻到斑马,都是同步进化的哦😎。尽管它们的生命形式复杂程度和发展程度有着很大的差异,但是它们都有一个共同的起源,那就是从祖先那里进化而来,并且用了同样长的时间——40亿年!这是一个多么漫长而又充满奇迹的时间跨度啊。在这40亿年里,所有的生物都在努力适应环境,每天都要经受各种考验,延续了数亿代,从而组成了一条从未间断过的生命链🔗。

(二)生物建造住所的智慧

很多生物还学会了建造住所,这些住所对于它们来说可不仅仅是遮风挡雨的地方,更像是它们身体组织的一种延伸,赋予了它们一些原本不具备的能力💪。比如说白蚁,它们建造的殖民地可是高达两米的硬土堆呢。这些土堆就像白蚁的外部器官一样发挥作用,土堆内部的温度能够得到很好的控制,一旦出现损坏,白蚁们还会进行修理。这就像是干泥本身具有活性一样神奇。还有珊瑚,我们看到的那些石质的树状结构其实是几乎不可见的珊瑚虫的栖息地。珊瑚就像珊瑚虫一样会生长、呼吸。再看看蜂巢那光滑的内表面,或者是鸟巢那纤细的构造,它们也以同样的方式发挥着功能。所以,我们可以把鸟巢或蜂窝看作是修建出来的躯体,而不是像生物自身那样生长而成的。这种住所其实就是动物的一种技术,是动物的延伸部分呀👍。

三、人类与技术元素

(一)技术元素是人类思维的延伸

人类的延伸部分则是技术元素。马歇尔·麦克卢汉等一些人认为,衣服就像是人的延伸皮肤,轮子是脚的延伸,照相机和望远镜则是眼睛的延伸。科技发明就像是我们基因创造的肉体的伟大外延。这样看来,科技就是我们的延伸躯体。在工业时代,这种理解是很直观的。像蒸汽铲、火车头、电视机以及工程师的各种杠杆和装备,就好像构成了一个巨大的外骨骼,让普通人变得像超人一样厉害🤩。不过进一步分析就会发现这个类比存在缺陷。动物的延伸外壳是来源于它们的基因,它们能够将自己所造之物的基础设计遗传给后代,但是人类不是这样的。我们外骨骼的结构产生于我们的思维,这就意味着我们可能会创造出祖先从未制造过甚至想象过的事物。所以说,如果科技是人类的延伸,那它与基因无关,而是思维的延伸,是一种观念的延伸躯体🧠。

(二)技术元素与基因有机体进化的相似性与差异性

技术元素——这个观念有机体的进化与基因有机体是非常相似的,当然也有一些小小的差异。二者有很多共同的特点呢,比如两种系统的进化都是从简单到复杂,就像从一个简单的单细胞生物逐渐发展成复杂的多细胞生物一样;从一般到个别,就像从一种普通的生物特性逐渐演化出特定物种的独特特征;从统一到多元,从个体主义到互利共生,从低效到高效,从缓慢变化到更大的可进化性。科技有机体随着时间的变化过程符合一种与物种进化的系统树相似的模式。然而,科技表现的不是基因性状,而是观念。观念从来都不是孤立存在的,它们总是被嵌入在一个由辅助观念、推论、支持性概念、基本假设、副效应、逻辑结果和一大堆后续可能性构成的网络之中。观念就像是一群好朋友,脑子里有一个观念就意味着有一批观念在相互关联着呢🤝。

四、观念汇聚与创新

大多数新观念和新发明都是由不相干的观念汇聚而成的。就好比时钟的创新设计启发人们制造更加出色的风车,原本是为了酿啤酒而建造出来的火炉后来竟然在钢铁行业发挥了重要作用,用于风琴制作的机械原理又被用在织布机上,而织布机的机械原理后来又演化出了计算机软件。通常无关联的元件最后组合成了紧密整合的系统,并且采用了更加先进的设计。例如,大多数发动机综合采用发热活塞和散热器,而精巧的风冷发动机则将两种理念合二为一:发动机保留活塞的同时,使活塞兼做散热器,将活塞产生的热量散发出去。“就科技而言,共同改进是最佳的办法,也是常见的,”经济学家布莱恩·阿瑟在《科技的本性》一书中如是说,“一项技术的许多组成部分被其他技术共享,因此随着这些成分在主技术‘之外’的其他应用上有所改进,大量进步就这样自动产生了。”这种联合就像交配一样,它们创造出继承古代科技的系统树。正如达尔文的进化论所言,微小的改进得到更多的复制,创新就在人类世界稳定传播。早期的观念孵化新观念并融入其间,技术不仅形成相互支持的生态联盟,而且指引进化的方向。技术元素的确只能被理解为一种正在进化的生命呀🌱。

五、生命发展的里程碑与信息组织的重大转变

(一)生物发展里程碑

我们可以按照几种方式来讲述生命的故事。其中一种方式就是生物发展里程碑的编年史。生命的发展可以分为很多百万年级的段落,在这些段落列表的顶端有一些非常重要的时刻。例如有机体从海洋迁徙到陆地的那个时刻,这是生物向新的生存环境迈进的重要一步;还有它们长出脊柱的那个时期,这一进化使得生物有了更强大的支撑结构;另外就是眼睛进化出来的时代,眼睛的出现让生物能够更好地感知周围的世界。其他标志性时期还包括有花植物的出现,这给生态系统带来了新的活力;恐龙灭绝以及哺乳动物的兴盛,这些事件深刻地改变了地球上的生物格局。这些都是生命史上非常重要的分水岭,也是远古生命遗迹所讲述的现在得到公认的故事📚。

(二)信息组织的重大转变

既然生命是一个自发的信息系统,那么考察生命40亿年历史的一个更具启发作用的方法就是标示出生命形式的信息组织的重大转变。哺乳动物与其他事物(例如海绵)的不同点有很多,其中一个主要差别就是信息在有机体内部流动时所依托的附加层。为了观察生命发展的各个阶段,引用生命结构在进化过程中的重大转变作为说明是非常必要的。生物学家约翰·梅纳德·史密斯和厄尔什·绍特马里总结了生物组织的重大转变,如下:

  • 单一可复制分子→可复制分子互动群落
  • 可复制分子→由可复制分子串成染色体
  • RNA酶型染色体→DNA蛋白质
  • 无核细胞→有核细胞
  • 无性繁殖(克隆)→有性重组
  • 单细胞有机体→多细胞有机体
  • 单一个体→群落和超个体
  • 灵长类群体→以语言为基础的群体

这个体系中的每一层都标志着生命复杂度的重大进步。性的出现很可能是生物信息重新排序的最大一步。由于受控的特征重组(双方各有一些特征)——而不是变异造成的纯随机多样性或者严格的同质性克隆——得以实现,性行为使可进化性最大化。采用基因有性重组的动物比它们的竞争对手进化更快速。其后的多细胞体的自然产生,以及更后面的多细胞有机体群落的产生,都证明了达尔文的生存优势理论。更重要的是,这些创新作为平台,促使生物信息片段以更新、更易组织的方式构成整体。科技的进化与自然的进化有着相似之处,主要的科技变革也是从一个组织层次过渡到另一个层次的通道。按照这样的观点,与其给铁、蒸汽动力和电力这样的重要发明分类,不如根据新科技如何重塑信息结构来编目录。举个典型的例子,字母(与DNA有相同之处的符号串)转变成高度组织的知识,这些知识存在于书本、索引和图书馆等系统中(与细胞和有机组织相似)。参照史密斯和绍特马里的方法,根据信息组织达到的层次整理出科技的重大转变。其中每一步,信息和知识的处理都达到前所未有的层面。

六、技术元素的重大转变

  • 灵长类交流→语言
  • 口头传说→文字/数学符号
  • 手稿→印刷品
  • 书本知识→科学方法
  • 手工制造→批量生产
  • 工业文化→无所不在的全球通信

没有哪一次科技转变像第一次——语言的发明——那样全面地影响我们的物种和世界。语言作为一种存储器保存信息,比个人回忆更加适宜。以语言为基础的文化保留传说和口头知识,传授给子孙后代。有些人可能还未生育后代便死亡了,但他们的学识将被铭记。语言使人类能够比基因更快地修改和传播知识。语言文字系统和数学的发明进一步构建了前人留传下来的知识。观念可以编成索引被人们检索,更方便传播。文字让信息系统得以渗透到日常生活的很多方面,它加速了贸易、历法的发明和法律的形成——所有这些又在更大范围内丰富了信息。印刷术让文化广为传播,再次扩充了信息的组织。与印刷品一样,文字符号处理也变得无处不在。图书馆、目录、交叉索引、字典、重要语汇索引以及简评出版物遍地开花,导致信息的普遍性达到新的高度——以至于今天我们甚至没有留意到印刷品在支配着我们的视觉感官。印刷术之后出现的科学方法在处理人类造成的知识大爆炸方面更加精准。通过同行评议及后面出现的期刊,科学提供了一种方法,可以提取可靠信息进行检验,然后使之与越来越多的其他经过检验、相互佐证的事实联系起来。这种经过重新整理的信息——我们称之为科学——可以用于物质结构的重组。它可以产生新物质、新的制造流程、新工具和新观念。当科学方法运用于实业时,我们发明了可互换零件的规模化生产、装配线、效率和专门化。所有这些信息组织形式推动了生活标准的极大提高,我们欣然接受。最后,知识系统的最新转变目前正在进行。我们制造的所有物品都包含条理性和设计规划。我们还在知识系统中添加了微芯片,这种技术可以进行小规模计算和通信。即使是最微小的带条形码的一次性用品也反映出些许集体思维。无孔不入的信息流不仅体现在人类身上,而且扩展到制造品。它通过大型网络在全球传播,而这一网络将成为最大规模的(但不是最终的)信息梳理场所。

七、技术元素与生物王国的关系

技术元素递增的轨迹与生命发展的轨迹一样。在生命系统和技术元素中,某个层次的相互关联性不断增强,在此基础上衍生出新一层组织。记住下面这一点很重要,那就是技术元素的重大转变的开端正是生物转变停止的地方:灵长类群体导致语言的产生。语言的发明标志着自然界的最后一次重大转变,人类社会的第一次转变。文字、观念和概念是社会动物(例如人类)创造的最复杂的事物,也是任何类型科技最简单的基础。因此,语言为前后两次重大转变牵线搭桥,使之整合为一个连贯体,这样自然进化汇入技术进化中。历史重大转变的完整序列如下:

  • 单一可复制分子→可复制分子互动群落
  • 可复制分子→由可复制分子串成染色体
  • RNA酶型染色体→DNA蛋白质
  • 无核细胞→有核细胞
  • 无性繁殖(克隆)→有性重组
  • 单细胞有机体→多细胞有机体
  • 单一个体→群落和超个体
  • 灵长类群体→以语言为基础的群体
  • 口头传说→文字/数学符号
  • 手稿→印刷品
  • 书本知识→科学方法
  • 手工制造→规模化生产
  • 工业文化→无所不在的全球通信

这些逐步升级、递增的转变揭示出一段漫长的历史。我们可以认为技术元素是信息——始于6个生命王国——的进一步重组。从这个角度说,技术元素成为第七个生命王国,它扩展了一个40亿年前开始的进程。正如现代智人的进化树很早以前从动物祖先那里偏离一样,技术元素现在也偏离了其前身,也就是人类的思维。从它们的共同根部向外涌出新物种——锤子、轮子、螺钉、精炼金属和农作物,还有稀有物种,如量子计算机、基因工程、喷气式飞机和互联网。

八、技术元素与生物王国的区别

(一)生命周期与创新传承

技术元素在几个重要方面与其余6个王国有所不同。与后者的成员相比,技术元素形成的新物种是地球上最短命的物种。狐尾松目睹了所有门类的技术潮起潮落。我们制造出来的物品没有一件在持久性上接近存在时间最短的生物。很多数字技术的生命周期比单只蜉蝣生物还短,更不用说与这个物种相比。大自然不能预先计划,它不会储藏创新,以备将来之需。如果自然界的变异不能提供即时的生存优势,维持这种变异的代价太大,那么随着时光流逝它就消失了。可是,有时有利于解决某个难题的特性被证明同样有助于解决下一个未曾预料到的难题。例如,羽毛经过进化,可以为冷血的小恐龙保暖。此后,曾经长在四肢上用于保暖的同一种羽毛被证明有利于短距离飞行。翅膀和鸟类不是计划中的产物,而是从新的保暖工具发展而来。这些“无心插柳柳成荫”的创新在生物学中被称为延伸适应。我们不知道自然界中的延伸适应有多么普遍,但是就技术元素来说,延伸适应是常见的。技术元素正是延伸适应,因为创新成果容易离开诞生地,被别处借用,或者穿越时空,被赋予新的用途。

(二)进化模式的不同

奈尔斯·埃尔德雷奇是分段式进化理论的共同创立人之一(另一位是斯蒂芬·杰·古尔德)。他的专业特长是三叶虫历史,这是一种古代节肢动物,外表像今天的潮虫。他的业余爱好是收集短号,这种乐器与小号非常相似。埃尔德雷奇曾经运用专业分类学方法对收集的500个短号进行分类,其中有些可追溯到1825年。他选择17个属性来区别这些乐器,例如号嘴的外形、活塞的放置、管长和管径,与他应用于三叶虫的度量项目极其相似。他研究短号的发展历程时,采用的技术与运用于古代节肢动物研究的技术类似。他发现短号的传承模式在许多方面同生物有机体十分相近。例如,短号的发展表现为分段式改进,和三叶虫很像,但是乐器的演进也是非常独特的。多细胞生命的进化和技术元素的进化的关键区别在于,生命领域中特性的融合大多数是即时“垂直”发生的。创新从活着的亲代那里通过后代留传下来(垂直地)。而在技术元素领域,多数特性融合是在接触一段时间后横向发生的——这种情况甚至出现在“已灭绝”的技术上,或者从非亲代那里传承下来。埃尔德雷奇发现,技术元素的进化不是重复被认为与生命树相似的分叉模式,而是一种不断扩展的回归路径网络,它经常回溯到“已死亡”的观念,或者恢复“失传”的特性。换个说法就是:早期的特性(例如延伸适应)已提前做好准备,促使后人采用,得以传承。这两种模式的差别很大,埃尔德雷奇认为,人们可以据此来鉴定一棵进化树描述的是某个生命家族还是科技家族。

技术元素和有机体进化的第二个不同之处是:渐进式演变是生物界的法则。革命性步骤极少,一切进化都是通过一长串小步骤完成的,其中每一步都必须适应当时的生物体。与之相对,科技可以跳跃式发展,出现突然的跃进,省略渐进式步骤。正如埃尔德雷奇所指出的:“比目鱼的双眼同在一侧,这是从古代鱼类的初始双目对称结构演变而来,但晶体管绝不是以那样的方式从真空管‘演变’而来。”比目鱼经历了数亿次渐进式改良,而早期的真空管跳跃式地发展为晶体管,最多只有几十次的迭代。不过,科技和生命在进化问题上最大的差别——比其他差别大很多——是:与生物物种不同,科技物种几乎从不会灭绝。有些以往的技术被认为已经失传,但是详细调查显示,地球上某些地方某些人仍在使用这些技术。一项技术或一件手工艺品也许在现代城市属于稀有品,但在不发达的乡村十分普遍。例如,缅甸到处都有牛车,篮子在非洲大部分地区随处可见,手工纺织在玻利维亚依然兴旺。一项被认为已经消失的技术可能受到现代社会中某个以传统为根基的少数群体的热烈欢迎,只是为了获得某种宗教仪式般的满足感。想一想阿米什人的传统生活方式,或者现代部落社会,还有狂热的旧式长篇文学收藏者。老技术或许会被遗忘,但永远不会真正消失,它们总是会在某个角落重新焕发光彩🌟。

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