最近的山峰—舍本逐末

十几年前我读过一本书 《第五项修炼》，书的主题是如何建立一个学习型的组织，但是书中对于系统模型的介绍激发了我对建模的兴趣。书中有一个名为“舍本逐末”的系统模型，它大致是这样的：

上班族工作量太多考核太严格，需要缓解压力。积极的方式是做运动出一身汗，消极的方式是酒精药物打游戏。这两种方式都在短期内有效，但是并没有解决真正的问题 — 如何只做最有成效的事情、如何控制工作量、如何提升工作效率。

因为根本问题还在那里，症状会一再的出现。人们会一再用老办法来缓解，于是喝酒成了习惯，运动也逐渐力不从心。终于某一天身体吃不消了，情况就会失控。此时，想要回头去解决根本问题也更难了。

这种治标不治本、延误时机的应对方式，就是舍本逐末。

当时我想，根本问题明明在那里，为什么人们不去正视，而是用一些掩耳盗铃的处理方式呢？

在研究适应度景观的过程中，我终于理解了。原来，那些面临困境而选择临时解决办法的人们，他们是登上了适应度景观中 最近的山峰，他们能够初步缓解问题，但是并没有找到全局最优的解决方案。他们在那里呆着，只是因为那里离得近，不用费劲去探索其他未知的解决办法。归根到底，这是一种规避风险的权宜之计。因此，他们也失去了解决问题的更多更好的可选项。

那些没有出海远航的南岛人，不就还留在台湾的大山里，成为族群中的少数了吗？

不仅如此，这样还容易陷入死胡同。

演化也是有死胡同的，因为种群在景观中移动时，由于自然选择的压力，只能走上坡路，不能走下坡路。

科学家发现，如果大肠杆菌的某个酶蛋白的5个氨基酸发生特定的突变，可以让大肠杆菌的耐药性提高1000倍。这5个突变可以按照任意顺序发生，理论上一共有 \(5!=120\) 条可能的演化路径。然而，科学家测定了演化中所有 \(2^5 = 32\) 个可能的基因型的耐药性之后，发现其中只有18条演化路径是可行的，因为在这18条路径上，每一步突变都是提升耐药性而非降低，其余的102条演化路径都被困在死胡同里。

我们知道，在遗传漂变与基因重组的帮助下，种群有可能跨越峡谷，从一座不太高的山峰下来，移动到另一座相邻的更高峰上。然而，这个过程是偶然而艰辛的，并非每次都能成功。并且，种群跨越峡谷的事件，需要有一个关键的触发条件 — 环境的变化。X病毒能够迈出跨越峡谷第一步，也是因为人类研发了新的疫苗。

前述研究还发现，如果大肠杆菌只在一个环境中生长，大概率上它就会困在死胡同里，无法演化出更强的抗药性。在对大肠杆菌的乳糖与葡萄糖利用率的研究中，也得到了相同结论。

如果大肠杆菌生活在有时乳糖多，有时葡萄糖多的变化环境中，它就需要在一段时间里专门提升乳糖利用率。此时，葡萄糖利用率就不重要了，反而有助于它的基因型跨越葡萄糖的峡谷。在另一段时间里它需要专门提升葡萄糖利用率，此时乳糖利用率就不重要了，有利于它的基因型跨越乳糖的峡谷。最后这批大肠杆菌的乳糖与葡萄糖利用率，都要高于那些一直生活在只有葡萄糖或者乳糖的环境中的同类。

生活关闭了一扇门，却打开了另一扇窗。

适应度是由多个因素共同决定的。在不同的环境中，种群需要对不同的因素分别尝试，分而治之，这样才能规避景观地形中只能上不能下的限制，逐步接近最优组合。如果缺乏环境改变，就不会发生这么多尝试了。

可以这么说：

景观中的种群其实不是在跨越山谷，而是原先的山峰变为低谷之后，不得不重新上路，开始新的探寻。

所以，环境变化是演化的帮手。

在演化史上，那些长期待在舒适环境的物种，特别是食物链顶端的大型物种，形成了环境依赖性。在剧变之际，它们面临灭顶之灾。

大约6500万年前地球气候温暖，恐龙是当时生态圈的统治者。某天一颗大型陨石撞击了墨西哥尤卡坦半岛，冲击激起遮天蔽日的烟尘，引发全球气温下降。随着食物链的崩溃，绝大部分恐龙一并消失了，它们的退场为偏安一隅的哺乳动物让出了舞台。