第一章 谁动了我的大脑（第二节）
第二节
进化偏爱于那些能提高生存
和繁衍机会的神经连接
何为进化?
进化就是变化(结构、生理以及行为)——在与环境 的交互影响中不断进行。（在 19 世纪后用于生物学，专指生物由简单到复杂、由低级到高级的变化发展。又称演 化论——译者注。）古生物学家约翰·霍纳在《恐龙 时代》(Dinosaur Lives)中表示 :“在你翻阅家庭相册的时 候，将亲身感受到进化在作用。”
进化背后的理论认为目前存活下来的所有个体都是从最初简单和原始的生命形式进化过来的。既然每种生物都使用相同的基因密码，生命可能就是从远古时代拥有密码的同一祖先进化过来的。如果追溯猴子、人类或者任何一个生物体的古老的祖先，我们最终就能找到同一个祖先。
什么样的机制负责进化和人类大脑进化的工作?突变 (mutation)以及自然选择。
突变造成了变异
突变是在 DNA 分子的复制过程中，其 A、C、G、T 碱基排序发生了复制错误。基因“拼写(genes spelling)” 错误可能造成蛋白质发生变化，从而导致遗传该基因的个体 发生变异。比如说，新的指令可能是“让彼得的眼睛颜色(与其父辈)不同”。因为这种变化具有随机性和不可预见性，没有人能够说明哪些基因会导致突变。
自然选择
如果每一次有用的细微的变异都能够保留下来，那我把 这个原则称为“自然选择”。——查尔斯·达尔文 (英国自然科学家，1809-1882 年)
查尔斯·达尔文，还有一位英国的自然科学家艾尔弗 雷 德· 拉 塞 尔· 华 莱 士(Alfred Russel Wallace, 1823- 1913)提出了自然选择的进化论。达尔文把研究成果在其著 作《物种起源》(The Origin of Species by Natural Sele- ction )中作出总结，该书又被称为《生存斗争中优秀种族的 保存》(the Preservation of Favoured Race in the Stru- ggle of Life)，达尔文深受托马斯·马尔萨斯(Reverend Thomas Malthus)的《人口论》1的影响，马尔萨斯在该 书中写道 :“人口呈现几何级增长的趋势2，就像银行账户 中的复利一样，但食物产出只呈现缓慢的算术增长的趋势3。 结果势必是人口将不断地超出食物供给。”马尔萨斯认为， 人口总是超过资源，但会受到疾病、战争、食人动物以及有 限的资源(如食物)等因素的限制。
1.又译作《人口原理》——译者注
2.即按指数增长的趋势，如级数 1，2，4，8，16......——译者注
3.按直线性增长的趋势，如级数 1，2，3，4，5......——译者注
达尔文得到了以下三个观察结果 :
(1)竞争和环境变化。大多数物种(一种物种即能够进行大量繁殖后代的众多个体的组合，比如说蛇、狮子和人类 等)，一般来说，刚出生的后代都要多于能存活至成年阶段 且能够继续繁殖后代的数目。达尔文认为这是由两方面的原 因造成的 :(a)既然资源(如食物、空间和配偶)有限，个 体之间难免要为夺取资源而竞争 ;(b)由于环境随时间和地 域的不同而变化，幼儿以及其未来的成功再繁殖就面临着诸 多威胁(食人动物、气候变化、被社会遗弃、疾病以及物理 环境的变化等)。
(2)个体存在差异性。在同一个物种中，存在着大量的 个体变异，没有两个个体在解剖结构、生理或者行为上完全 一致(我们并不是父母一模一样的复制品)。个体在分子结构、 战斗能力和社交技能上各有差异。这种差异成就了个体的独 立性，但同时，这种差异又具有可遗传性，否则儿童跟父母 间的相似性就不会高于其他人。
(3)世界并非静止不变，而是在不断进化。物种也在发 生变化，推陈出新，旧物种灭绝，而新物种诞生。
达尔文把该法则称为自然选择。在同一物种或不同物种 的竞争中，一些特征上的微小变异如果能给个体带来优势， 使其更能适应环境的变化，就提高了个体存活和繁殖的几率， 同时也使得该特征遗传给下一代的几率增高。这样，个体可 能增强对疾病的抵抗力，或者跑得更快，或能更好地适应气 候变化。
达尔文使用了“选择”这个词，但自然界并不在乎谁被选择生存下来，谁被淘汰出局。进化是没有目标的。另外一 种形容自然选择的说法就是“淘汰过程”。一些个体能够生 存下来，因为他们的结构、生理、行为或其他特征使得他们 免于被淘汰 ;而那些并不具备这些特征的个体就经历了淘汰 过程。遗传使得那些能免遭淘汰或者被选择的变异保留下来。 达尔文并不知道遗传学，所以他不知道这些特征主要是由突 变引起的，而且可以通过基因遗传给下一代。
个体因突变而发生变化，环境决定这种变化是否能给个体带来优势。如果新的特征具有优势，突变的个体就有可能生存、繁衍，并把这种新的特征遗传给子女。
拿毒蜘蛛来说，假设在“黑寡妇”蜘蛛1种群(在同一 时间中地理位置 / 生态功能相同的一组个体)中，每个蜘 蛛的毒性都各不相同。如果一些蜘蛛(为突变异种)生来就 含有更多毒性，将会导致下面两个结果 :如果更多的毒液能 够为毒蜘蛛适应环境带来更多的优势，则“更多毒液”这一 特 征 将 会 被 “ 选 择 ”， 这 一 特 征 也 将 会 遗 传 给 下 一 代 ; 如 果 更强毒性的蜘蛛比那些毒性稍弱的同类具有更好的生存和繁 殖能力，这些黑寡妇蜘蛛将在未来一段时间内进化出更剧烈 的毒液。“更强毒性”蜘蛛的频率在整个种群中就不断增加2。 但如果该特征不具有优势，就会随之消失，而种群中具有弱 毒性的蜘蛛就会增加。
1．毒液最强的一种蜘蛛，甚至比响尾蛇毒还强 15 倍，不但袭击其他昆虫，而且吞食自己的“丈夫”—— 译者注
2.基因频率就是该基因在一个种群中的数量——译者注
生物体在经历选择的时候，一些未经选择的特征也可能遗传下来。只要本身不具有伤害性，如不会负面影响生存和繁殖等，甚至一些不能带来优势的特征也可能遗传下来。(阑尾？）但一旦该特征具备优势，未来的情况就不尽相同。
环境的变化将带来其他什么变化?
既然环境随时间和地理的不同而发生变化，在不同的情 况下，将有不同的“变异”被选择，所以在一种环境下成功 的特征并不一定在其他环境下具备优势。美国现代古生物学 家斯蒂芬·杰伊·古德就很好地表达了这一点，他在《奇 妙的生命》(Wonderful Life)中表示 :“即使鱼能够训练自 己完美地适应水中生活，如果池塘干涸了，它们还是得死。”
研究表明，不同的生物体在环境压力面前反应也不同， 但有一种生物似乎能够独立于环境的变化和压力之外—— 蟑螂。作家理查德·许怀德在《关于蟑螂的报告中》(The Cockroach Paper)中表示 :“如果真的有一个上帝创造了 所有的生命形式，蟑螂显然受到了额外的赐福和惠顾，因为 它的身体构造是所有生命形式中最好的。”
根据化石记录，蟑螂是我们地球上最古老的昆虫，大概 有 3.25 亿年。它基本上什么都吃，且可以在无食物供给的 情况下存活 45 天。它们拥有高效的繁殖系统，雌蟑螂终身 具有储存精子的能力，同时还有强大的抵御系统。同几百万 年前相比，蟑螂的构造没有变化，因为它们具有适应性—— 不管是过去，还是现在。
一种新的遗传特征或者个体的变异常常不是一蹴而就 的，而是通过一些被选择的并不显著的突变日积月累、慢慢 形成的。通过对陨石的研究，大多数科学家认为，地球的历史约为 46 亿年，最老的细菌化石可以追溯到 35 亿年前。假 如有足够的变异和时间，像眼睛这样复杂的结构也会逐步 发展。
突变并非导致基因变异的惟一因素，其他方法(有时候 彼此互相作用)包括基因漂变、基因流动和共生等。一些随 机事件产生了基因漂变，使得上代和下代(特别是在小的种 群中)的基因频率发生波动。1基因流动或者基因迁移是杂 交后，一个物种的基因从一个种群向另一个种群的转化运动。 比方说，有迹象显示，人工培育的植物和它们的野生亲戚间 有基因流动的迹象。共生现象是不同的生物体之间的合作式 互动，能够导致基因变化。此外，还有两个物种间的共同进 化或者平行进化。导致基因变异的还有基因复制和整个基因 的偶然复制。所以，自然选择并非是导致生物体不断发生变 化的惟一方式，但它是目前人类了解到的生物体产生适应力 的惟一过程。
进化的证明
从化石、解剖学以及分子等角度皆可找出证据来阐释进 化。化石记录显示了形态是如何发生改变的。相关生物体器 官构造的相似性表明它们具有同一祖先。此外，同样也有 DNA 分子的化石证据，人类的亲疏度可以通过 DNA 序列 来测量。
工业黑化现象(industrial melanism)就可作为进化的 例子。在英国工业革命之前，桦尺蛾1主要为浅灰色。〈主要是由于偶然性引起的，而非自然选择——译者注〉当时没有工业污染，黑色的桦尺蛾随着基因突变而出现了。但是 这些黑蛾很容易暴露在树干上，饥饿的鸟儿很快就把它们填 入腹内。之后，环境发生了变化，新建成的工厂排放的煤烟 附上了树干，黑色就成为了一种优势。自然选择开始利好于 黑蛾，因为它们能够在煤烟覆盖的树干上更好地伪装。浅 灰色的桦尺蛾被吃掉了，黑色的越来越多。大约在 1950 年， 环境再次发生了变化。煤炭使用的下滑和工厂更为完善的过 滤设备创造了更好的环境，桦尺蛾也在逐步回转为浅灰色。
为什么抗生素在对抗有害细菌的有效性上不及以往?
今天，进化论同样发挥着它的作用。从昆虫对农药以及细菌对抗生素的耐药性上，我们就可以看到进化的影子。
细菌无处不在，一个小时内，它们可以分裂为原来的几 倍。在任何一个细菌种群中，总有一些个体在经历突变后发 展出一些能够免遭淘汰的基因。那些不具备抵抗力的细菌被 淘汰得越多，则具备抵抗力的细菌就会繁殖和扩散得越快。 如此下去，后者就会赢得比赛，这也就意味着抗生素的作用 越来越小。除非某人发明了一种新的抗生素，然后两者继续 进行拉力赛。
细菌具有强大的适应力。如果它们长时间置于一种抗生 素的作用下，就会逐步适应并找到存活的新方法。这就意味 着，我们使用的抗生素越多，对方的抗药性则会加速增强。 不管使用任何一种消灭细菌的方法，除非能够把整个物种都 完全消灭，否则就会催生出抗药性的细菌种群。
我们不能责怪细菌的感染性，正如我们不能责怪食肉动物(一种动物以食用其他动物为生)一样。它们并没有故意要伤害我们。细菌所要做的不过是遵照自然的嘱咐——生存和繁殖。
细菌总对我们有害吗?
并非如此。它们对人类的消化和免疫系统异常重要，对 地球上的生物也同样至关重要。没有它们，人类就不复存在。 为了产生能量，我们需要氧气。一般说来，氧气是一组叫作 蓝细菌(或称蓝绿藻)的微生物释放出来的，这类利用光能 的微生物最初分布在海水中。
几乎所有生命的能量的关键来源是阳光。光能在光合作 用(利用树叶中的二氧化碳和树根中的水)下被转化成为植 物、藻类以及一些细菌的化学能量 :通常是葡萄糖。日光提 供了生化过程所必需的能量，这种过程能够产生糖和空气中 的副产品“氧气(存在于水分子中)”。当我们食用植物(或 者食草动物)时，我们就吸取了所需的能量。
植物的光合作用主要由叶绿体负责，它们含有分子叶绿 素，能让植物从阳光中吸收能量。有人推测，叶绿体有可能 是从蓝细菌进化过来的，这些细菌与植物长期共生而进化为 叶绿体。已有的化石证据也显示，大约在 35 亿年前，地球 上就存在着类似于蓝细菌的微生物。此外，有人认为，线粒 体(非细菌的细胞结构)是缘于不同的细菌细胞相互共生的 结果。
蓝细菌进行的另外一项活动就是固氮。比方说，在豆类植物中，细菌分布在根部，同时利用化学反应把大气氮转化成为对其他有机体有用的氨。
为什么腐烂的植物和动物不是随处可见?
部分是因为细菌分解了植物和动物的组织，使之成为碳和氮之类的营养物，这些物质将会释放到环境中。观察一下最近刚刚死去的一只鸟，一个月后再过来看 看——只剩下骨头。
所以，进化选择了那些有利于我们祖先生存和繁衍的行为。那进化中又选择了什么样的导航系统，能让我们作出有利生存和繁殖的决策?
追求价值和后天的生活经历成为我们一切行为的指引
人类的天性是追求快乐，逃避和拒绝痛苦。——伊壁鸠鲁(古希腊哲学家，公元前 341- 前 270 年)
促使人类行动的内在驱动力是什么?
17 世纪英国哲学家约翰·洛克曾说 :“利或弊、奖或 惩，是理性动物行动的惟一动机 ;人类行动都受它们的支配 和指引。”我们的行动受趋利避害的影响——避免痛苦(和 惩罚)，希望得到愉悦(和奖励)。在进化过程中，那些有利 于我们生存和繁衍的活动都让人感到愉悦或者有价值 ;对我 们有害的活动则会让人感觉痛苦。痛苦和快乐感是决定哪些行为对我们有利、哪些行为有弊的有效指引。吃饭会让人感 到愉悦 ;挨饿则会让人感觉痛苦。
逃避痛苦是第一位的。人类大脑对痛苦的记忆敏感度要 高于任何其他情感，同样对那些导致痛苦的负面刺激物刻骨 铭心。神经学教授安东尼奥·达马西奥(Antonio Damasio) 在《笛卡尔的错误》中说 :“与痛苦相关的信号使得我们避 免了一些迫在眉睫的危险。”人类有躲避痛苦的欲望，这具 有进化学上的意义。心理学教授伦道夫·内斯(Randolph Nesse)以及生物学教授乔治·威廉姆斯(George Williams) 在《为什么人会生病》中写道 :“痛苦是组织被破坏的信号。 我们被迫把其他活动先搁置一旁，不得不调动所有的精力来 抑制其对人的伤害。”
既然人们对与痛苦有关的事或者刺激无比敏感，这就解 释了我们为何如此害怕失去已拥有的东西。理查德·道金 斯在《盲眼钟表匠》中表示 :“虽然每个人的活法各有千秋， 但死亡的方式却更为多样。”人类害怕失去已有的东西，这 种情感已经大大超越了得到的欲望。研究显示，同样一件事， 我们失去的痛苦要大大高于得到的愉悦。所以我们千万百计 地避免失去已有的东西，而非积极得到新东西。人类把注意 力更多地放在如何避免失去手里的东西，这种关注度超出了 得到新事物的欲望，这具有意义。史蒂文·平克在《大脑 如何工作》一书中引用心理学家帝莫西·凯特拉(Timothy Ketelaar)的话说 :“一旦情况得到改善，适应度(fitness) 提高的回报率就越来越低 :更多的食物虽然是好事，但也有 一个度。相反，如果事情变糟，适应度的下降会让你出局 :食物不够，你就玩完了。”
人类对痛苦的反感情绪诱发了这样一种行为 :对万事万物都持有一种乐观的态度。在诠释自己的选择和诸事万物时， 尽量从宽慰自己的角度出发。此外，我们喜欢听到能够支持 自己想法的声音，并认为自己能力出众 ;即使在最糟糕的情 况下，也尽力做到最好。
神经连接是如何被强化的?
如果一些连接能有助于我们与环境互动，那么它们被使用的频率就相对更高。相反，则使用率较低。长此以往，某些连接就会得到巩固和加强。
进化使得人类更偏爱于那些可以帮助我们区分利弊的东 西。一旦这些价值在与环境的互动中被满足(带来愉悦，或 者减少痛苦)，这些神经连接就会得到巩固和加强。这些价 值将会不断被巩固，因为在人类与环境相处的过程中，它能 带来生存或繁衍的优势。
比方说，同黑暗比起来，光更受人喜爱 ;吃饭比绝食好。 吮吸母亲的乳汁时，大脑会告诉我们“吃”是愉悦的，我们 的存活几率就提高了。如果我们出生后不吃饭，大脑的反馈 可能就是“不吃”是痛苦的，之后我们就会开始吃饭。既然 与吃相应的反馈是愉悦，相关神经连接就加强。未来，当我 们置身于同样的刺激物下，该组神经反应将更为强烈。只要 是我们认为有价值的行为——快乐的，或者降低痛苦的行为 都会得到加强。
人类大脑的连接在不断得到加强、弱化、发展或者变化。某种经历越多，与此相关的相关连接就会日趋加强，我们也会对这些经历了解更多、记忆更为深刻。然后，头脑中就会储存有用的表征来接人待物。其实，我们今天的行为就是过去成功行为的经验反应。我们从自己的行为后果中学习并适应环境，一切行为的出发点就是接轨快乐，绕开痛苦。
大脑运行像计算机一样具有系统和逻辑性吗?
并非如此。大脑是一个选择性系统——把神经间所有的 模式都结合成一个整体。拉尔夫·格林斯潘博士表示 :大脑的工作跟计算机有着天壤之别。计算机能够记录， 并且能够把信息固定地存储在特殊的位置，但大脑并非如 此。在国际象棋大师加里·卡斯帕罗夫(Gary Kasparov)输 给 Big Blue(深蓝)计算机后，每个人都说 :“哈哈，机器也 会思考!”但深蓝并不是在思考。它仅仅是把所有象棋比赛 的历史重放了一遍。而加里·卡斯帕罗夫或其他任何人都 不会按照这样的方式来下棋。我们运用的是模型识别(pattern recognition)。即使我们也会使用逻辑，但大脑并不按照逻辑 原则来运行。它是通过选择模型识别来运行的，是动态化的 网络，并不是执行“if-then”条件句的逻辑机器。
象棋电脑并没有模型识别的能力。相反，它是在一个指 定的棋盘上穷尽所有可能的棋路。但是象棋大师寻找模型， 根据以往的成功经验来决定棋路。为什么?因为过去成功的 经验很有可能同样适用于现在。沃伦·巴菲特进一步解释如下 :
《纽约客》杂志上有一篇不错的文章......写这篇文章的 时候正好是美国的 Fischer 和俄罗斯的 Spassky 争夺象棋比赛 冠军的时刻。当时人们在思索这个问题，人类是否能够在 象棋上接受计算机的挑战。当时(1972 年)计算机在一秒 钟内就能进行上千万次的计算。文章中提出这样一个问题 :“未来，当人们关心的是各种棋路变化后的胜负成败时，人 类大脑能与如此速度的计算机进行对决吗?”
实践证明，像 Fischer 和 Spassky 这些人在思索棋路时，能 迅速排除其他 99.99% 的可能。所以，问题不在于他们的速 度是否能够超越计算机，而在于他们具备所谓的“分类”或 者“排除”能力，通过这种能力，他们能够从 N 个成功的可 能中直接筛选出有限的几种可能。
下面我们遇到一个关键性问题 :价值系统中哪一部分可 以称为“人类天性”?
迄今为止，我们已经了解到，神经间的连接决定了人类如何思考和行动。基因为我们提供了神经发育的框架，而生活经历和环境影响并塑造我们的大脑。
既然大脑是由生活经历塑造成型，且个体将不断尝试先 前成功的行为(通过反复试验和摸索得出)，进化强化了那 些能有助于我们生存和繁衍的行为和价值。这些行为必定 是能适应于环境的行为，人类在这种环境下谱写了进化史 的大部分篇章。问题是 :人类大脑是在什么样的运行环境(operating environment)下进化过来的?
狩猎采集的环境锻造了我们的本性
人类进化约始于 400 万 -700 万年前，人类“现代”的 大脑大约在 15 万 -20 万年前初步进化而成。大部分时间， 我们的祖先生活在狩猎采集(hunter and gather)的原始 社会。直至 1.3 万年前冰河时代的晚期，这种社会才宣告结 束。之后，也就是在 1 万年前左右，农业开始发展。
这也就意味着，人类在进化史中，99% 的时间都生活于 狩猎采集的环境。如果我们把 400 万年压缩成 24 小时，人 类的历史始于午夜，那农业大概出现在 23 时 55 分后。
如果狩猎采集社会的环境和挑战同样是对生存和繁殖的 适应性特征的自然选择，我们必须回溯到那个时期，了解那 个阶段的环境状况是怎样的?什么推动了人类始祖的进化? 狩猎采集社会中人类祖先居住的环境状况是什么?像食物和 配偶等资源的可获得率是多少?当时的气候和地理状况如 何?社会环境?人口规模?存在什么样的敌人、食人野兽和 危险?
目前看来，没有关于狩猎采集社会的具体观测证据，但人类祖先生存的环境(包括生态、社会和人类状况等)与今天存在着相当大的区别。人们居住在小村庄中，人和人之间彼此熟悉，很少有陌生人露面。此外，还面临敌人、肉食野兽和疾病的困扰，资源的有限性使获得食物和配偶等资源的行为变成了激烈的竞争。
当时男女的角色分工如何?男人负责狩猎，保护大家免受野兽以及敌人的侵袭。女人在离家不远处采集、准备食物和照顾小孩。
如果以上即为当时的环境，那什么样的行为增强了人类 生存和繁衍的可能性?在人类历史 99% 的时间里，有哪些 是本能行为?
