众生的大趋势

在开始之前，我们先看一看生命之树的大图，形成直观印象。这棵生命之树已经生长了超过35亿年。图中，红色线条表示动物，绿色线条表示植物，蓝色线条表示真菌类，上下两部分大约以寒武纪大爆发分开。可以看到，5.5亿年前生命基本是非常简单的单细胞形态。在5.5亿年之后，除开软体动物，其余的复杂的生命形态由有限的四个物种延续开来，最终枝繁叶茂。可以说，演化中99%的物种都已经消亡。

（上图来自网络）

首先说明，趋势不是规律，趋势是一个概率上的大致倾向，趋势之中有可能有反例。比如，人们常说久赌必输，这就是趋势，但是这并不否定赌徒可以赢几次。

另外，谈到演化趋势，我们会不自觉地采用人类中心视角，趋势是我们认为的演化所指向的方向。我们很容易将演化视作一个阶梯，智人位于顶端。然而，演化是一棵树，而不是一架梯子。我们是树上许多叶子中的一片。但是作为人类，我们不可避免会采用智能的发展这个视角，这是一种无法摆脱的偏见。

在演化过程中，有屈指可数的几个高耸的台阶，需要极高的幸运值才能跨过。

第一个台阶，也是最为困难的，是从原核生物演化到真核生物，这个过程花了17亿年。真核细胞比原核细胞大1000倍，具备细胞核与各种细胞器，能更高效地进行能量转换、新陈代谢与蛋白质合成。

第二个台阶，是从真核细胞演进到多细胞生物，这个过程花了5亿年。5亿年，足够从三叶虫演化到人类。

凝聚态物理的开创者 菲利普·安德森 有一句名言：多即不同。从多细胞生物开始，生命作为复杂系统，开始分层与嵌套，出现了细胞分化与机体组织的凝聚，然后是各项机能的分工细化，最终演化出了体内的精细器官。从这时起，演化进入了快车道，之后的物种分化与复杂度提升，就像指数曲线一样，加速上升。

科学家们还在争论演化中是否存在明显的趋势，没有结论。但是，依我来看，趋势是明显存在的。

首先，最明显的趋势在于，生命之树不断分叉。

同学们会说，这是明摆的事实，算是什么趋势？

演化的分叉，表明种群适应环境而产生形态差异，演化出更多的物种，这表明 生物多样性 的提升。演化史上的数次大灭绝，都会消除一些分叉。但是只要有几个分支活下来，又会重复进行分叉，直到再次枝繁叶茂。

然后，物种越来越复杂。

这个主题我们已经一再论述了。适应性带来多样性，多样性导致复杂性，而对复杂的适应会进一步产生新的复杂性，如此往复，这是一个 自举 的过程，是生命作为负熵系统的本质，其代价是环境中能量的消耗。

进而，物种逐渐提升能量利用效率。

这个趋势可以从两个方面来理解，一是生物体内提升能量利用率，一是生物从外界更有效地获得能量。

在讲到细胞时我们提到，细胞利用能量的方式，有三个在演化中前后递进的机制：糖酵解、有氧呼吸、ATP-CP系统，它们各自将细胞利用能量的方式提高了一个数量级，并适用于不同场合。生命作为负熵系统，越是复杂，其能耗越高，这是物理规律。

从水中漂浮的浮游生物，到进行光合作用的植物，到四处觅食的动物，再到奔袭追猎的大型食肉动物，这一个从被动吸附能量、自己生产能量、零散吸收其他生物体获取能量、捕猎大型生物体获得大量能量的发展过程，表明物种越是高级，其从外部获取能量的速度越快，数量越大。

从熵的角度来看，生物趋于复杂化，维持负熵所需的能量越多。在自然选择的驱动下，其获取能量的效率不得不随之提升。像鲸鱼与大象这样的物种，不以追猎大型动物来获取能量，则不得不将自己的体型提升到更高的水平，维持较低水平的新陈代谢，来提高单位体重能量利用率，作为补偿。

最后，物种处理越来越多的信息，这是最重要的一个趋势。

系统越复杂，所包含的信息越多。

在复杂系统中，信息就像质量和能量一样，是一种客观实在。没有它，我们无法描述复杂系统。

进而，科学家们倾向认为，生命就是信息处理网络。

由于物种倾向于复杂，个体生活环境中存在各种其他个体，它们的多样性和复杂性都在上升。为了适应此趋于复杂的环境，个体必然提升信息的处理能力。信息处理能力体现为两个方面，信息感知与信息计算。

物种倾向于发展出更全面的环境感知能力，同时内建神经系统来专门处理信息。当前地球的优势物种 — 哺乳动物具备灵敏的听觉、嗅觉、视觉、触觉、味觉等多种感知，比那些简单生物多得多。还有少数哺乳动物，比如蝙蝠、海豚、鲸鱼等更进一步发展了新的感知能力，可以发射声波进行定位和交流。哺乳动物有中枢神经系统与大脑来专门处理信息，它们的大脑与身体之比重在所有物种中也是最高的。所以，哺乳动物统治地球，并非偶然。

群体中，个体数量越多则总信息量越大。当个体的信息处理能力到达一定阈值之后，就可以发展出信息交换能力，比如使用语言讲故事，这样可以构造更大的群体，这些都是智人最终制霸的关键。科学家发现，灵长类动物的智力有增加的趋势。可以预测，随着当今社会复杂度的提升，人类智力将进一步提高。

信息处理是我们要讨论的核心视角。对于环境的信息处理就是认知。关于它的演进，进化论学者 丹尼尔·丹尼特 认为生物有几种前后发展的认知模式。

达尔文式生物 是生物的最初形态，基因控制了性状，这些性状无法在后天改变。草履虫在水里爬来爬去，它有一定的趋光性，仅此而已，它学不到什么新花招，它的能力在一只草履虫分裂为两只时就已经决定了。

生物最初都是达尔文式生物，但有些生物演化到了下一阶段。

斯金纳式生物 能够经由行动来试错而学习。

比如，一群鸽子生活在人们安装的有按钮的笼子里。只要这些按钮被按下了，喂食器就会投放食物。几只鸽子无意中啄到了按钮，获得了食物。这些鸽子，每当饥饿的时候，就会重复那套动作，于是这批鸽子就活下来。而那些没有啄到按钮的鸽子，因为饥饿而死掉，演化就这样发生了。

鸽子比草履虫更能适应环境，它们有记忆，根据环境的刺激与反馈，可以少许地改变行为。

比它们更强大的，则是波普尔式生物。

波普尔式生物 拥有一定的建模能力，可以想象出自己行为的后果。

动物园里，一个黑猩猩看到高处挂着一串香蕉，但是它够不着。

于是，黑猩猩开始动心思，设想几种可行的方案。它想象自己跳起来伸手取，或者垫一块石头再取，或者手握一只棍子去取，或者叫来饲养员帮它取。经过这番思索，黑猩猩觉得最后一种方式比较好。于是它大叫起来，饲养员就走过来把香蕉拿给了它。

使用模型来推演，用想象来代替行动，大猩猩已经比鸽子聪明许多了。此类生物很少，灵长类、鲸豚类、或许还有章鱼，才拥有一定程度的建模能力。

但是，还有一种生物更厉害。

格力高列式生物 不仅自己想象，还将他人与群体纳入自己的想象中来，这是人类的独特能力。

人既会设想自己怎么做，还会设想别人会如何做，既要顾及自己的感受，还会揣摩他人的心思。

进而，当自己的头脑不够用时，就借用他人的头脑。

因此，人类发展出了语言与学习的能力。孩子们模仿玩伴，成人模仿权威。他们收获的，除了自己这辈子所经历的，还包括前人无数辈子的积累。

演化论中用 鲍德温效应 来说明生物学习能力的获得。简单地说，如果个体能发现身边的有效行为并模仿它，这种学习能力因此带给个体生存优势，并在演化中逐渐流行。

总之，随着环境的复杂，出现了种群间与种群内部的竞争，加上群体选择的驱动，生物也演化出了学习与协作这样的通用信息处理能力，走到了今天。

最后，我还要提示一个隐藏的主线，它有利于我们看清人类的未来。

生命是复杂系统，被自然选择驱动，其复杂性不断提升，体现为生物的层级结构不断叠加。

当生命发展到某个层级上，涌现 出全新的可能性，开辟出广阔的概率空间之时，会发生什么？

由于其承载的极大概率空间，该层级被自然选择钦点为下一代的算子，并在此广阔的概率空间中，启动全新的演化历程。这一层级将成为新的算子。

真核细胞与人类，是两个例子。

当真核细胞出现后，它的细胞器结构与新陈代谢机制可以使它可以完成很多不同功能，它成为了当时的算子。真核细胞开始抱团，然后分化为不同的细胞，比如表皮细胞、感光细胞、骨骼细胞、纤维细胞、免疫细胞、神经细胞等等。真核细胞的出现启动了寒武纪大爆发，在5.5亿年里实现从单细胞到人类的跨越，这真是演化史上的一个尤里卡时刻。

而在20万年前某个智人在狩猎中第一次说出一个完整的句子时，历史又走到了这一刻。