今天，當(dāng)人們一提到“信息革命”的時候，一般都會想到硅芯片、軟件代碼、手機和超級計算機，很少有人將“信息革命”與微小的單細胞生物或者動物生命的出現(xiàn)聯(lián)系起來。2012年的夏天，我坐在英國劍橋狹窄的中世紀街尾寫下了這些文字。半個多世紀前也是在這里，生物學(xué)歷史上一場影響深遠的信息革命發(fā)生了。這場信息革命是由兩位科學(xué)家——弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和詹姆斯·沃森（James Watson）發(fā)起的。在當(dāng)時看來他倆和革命毫不相關(guān)，但如今他倆已是名垂青史。1986年我來到劍橋大學(xué)開始做博士研究，自此以后，我就一直著迷于研究他倆的發(fā)現(xiàn)到底是如何改變我們對自然界生命的理解的。事實上，自20世紀50年代，沃森和克里克第一次闡明了DNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)和遺傳特性以來，生物學(xué)家開始了解：生物，就像依靠數(shù)字化信息的高科技設(shè)備一樣，生命體的信息存儲在一個扭曲的、內(nèi)含4個特定化學(xué)代碼的雙螺旋結(jié)構(gòu)中。
　　由于生命信息對生物的重要性，生命史中發(fā)生的許多獨特的“信息革命”，如今越來越顯而易見。這類革命不是人類的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明，而是生命世界本身的信息暴增�，F(xiàn)在，科學(xué)家們知道，建立一個生物體需要信息；從一個簡單的生命形式構(gòu)建一個全新的生命形式，則需要海量的新信息。因此，化石標本紀錄了生物創(chuàng)新的脈搏——一個全新形式的動物生命的起源，它也證明了生物圈信息內(nèi)容的顯著增加。
　　2009年，我在《細胞簽名》（Signature in the Cell）一書中對生命歷史上第一次“信息革命”進行了描述和討論，也就是關(guān)于地球上第一個生命的起源問題。在這本書里，我簡述了20世紀50—60年代分子生物學(xué)的新發(fā)現(xiàn)，即建立了以數(shù)字形式包含信息的DNA，它有4個化學(xué)亞單元(稱為核苷酸堿基)，這些核苷酸堿基的功能正如書面語言中的字母或計算機代碼中的符號。分子生物學(xué)表明細胞運用復(fù)雜信息處理系統(tǒng)提取和表達DNA里存儲的信息，并使用這些信息來構(gòu)建使細胞存活的蛋白質(zhì)和加工蛋白質(zhì)的細胞器�？茖W(xué)家們想要解釋生命起源，就必須先解釋這些富含信息的分子以及細胞信息處理系統(tǒng)是如何產(chǎn)生的。
　　這類存在于活細胞中的信息（即序列中“特定”的信息能關(guān)系到序列的整體功能）產(chǎn)生了一個亟待解決的謎題。間接的物理或化學(xué)過程都無法證明，這種能夠產(chǎn)生特定信息的能力到底是始于“來自于純粹的物理性還是化學(xué)性”的前體物質(zhì)。出于這個原因，化學(xué)進化理論至今未能解決關(guān)于生命的起源之謎，這也是目前少數(shù)主流的進化生物學(xué)家在爭論的問題。
　　在《細胞簽名》一書里，我不僅講述了在生命起源研究中的一個世人皆知卻又無可奈何的僵局，我還為智能設(shè)計理論列舉了肯定性的實例。盡管我們尚不清楚從物理或化學(xué)前體中產(chǎn)生功能性數(shù)字代碼的材料原因，但是基于之前一致性的、反復(fù)被驗證的經(jīng)驗，我們已經(jīng)知道，有一種材料原因已經(jīng)被證明了具有產(chǎn)生這種類型信息的能力。這個原因就是智能或思維。正如信息理論家亨利·夸斯特爾（Henry Quastler）觀測到的：“信息的創(chuàng)造與意識活動是習(xí)慣性相關(guān)的。”每當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)功能信息，不論這些功能信息是嵌入在無線電信號里的、石碑上記載的、磁盤上刻錄保存的、還是由生命起源科學(xué)家嘗試設(shè)計建造一個自我復(fù)制的分子中生產(chǎn)的信息，我們都對這些信息進行跟蹤并對它們進行溯源研究，同時我們總是會意識到這不僅僅是一個物質(zhì)的過程。出于這個原因，即使是對最簡單的活細胞進行數(shù)字信息的探索，也顯示出智能設(shè)計在生命起源中起到了作用。
　　誠然，我的書是有爭議的，但卻是在另一個意想不到的方面激起了爭議。雖然我明確表明，我所寫的僅僅是始祖生命的起源，以及試圖解釋生命起源是從簡單的前體化合物開始的化學(xué)進化理論，但是許多評論家的反應(yīng)就好像我還寫了另外一本完全不同的書一樣。實際上，很少有人攻擊我書中的真正論點：即信息對于生命的起源是必需的，而智能設(shè)計才是對信息起源的最佳解釋；相反，大多數(shù)的批評意見都集中在這本書是否體現(xiàn)了新達爾文生物進化理論的評判標準上。而這個新達爾文生物進化理論，其主旨是試圖解釋新的生命形式是從簡單的、預(yù)先存在的生命形式中起源的。我認為：沒有任何化學(xué)演化進程能夠解釋，在DNA（或RNA）中，這些從簡單的、預(yù)先存在的化學(xué)物中產(chǎn)生的，能夠創(chuàng)造出生命的信息到底是如何起源的。因此為了反駁我，許多批評家引用已知在生命有機體中能起作用的化學(xué)演化過程，特別是在已知的、富含信息的DNA片段中自然選擇作用與隨機突變的演化過程來證明他們的論點。換句話說，這些批評者們，引用一個盲目的無定向的，作用于信息豐富的先存DNA上的進化過程來駁斥我的論點，而我的論點卻恰恰是這個盲目的、毫無方向性的進化過程根本無法產(chǎn)生DNA中生命起源所必需信息。
　　舉個例子，著名的進化生物學(xué)家弗朗西斯科·阿亞拉（Francisco Ayala）也試圖反駁《細胞簽名》。他認為，根據(jù)對人類和較低等靈長類動物DNA的研究表明，這些生物體的基因組的出現(xiàn)是一個無人引領(lǐng)的、不可控的進程，而不是智能設(shè)計的結(jié)果。但其實我的書并沒有瞄準人類進化問題或試圖解釋人類基因組起源，而且阿亞拉本人也明確地暗示了，可能在某些低等的靈長類動物中還另外存在含有豐富信息的基因組。
　　其他的評論家以哺乳動物的免疫系統(tǒng)為例，來闡述自然選擇和基因突變產(chǎn)生新的生物信息的能力。只有在哺乳動物宿主奇跡般存活的前提下，哺乳動物的免疫系統(tǒng)才能執(zhí)行該命令；第一次生命的起源后逐漸出現(xiàn)了大量的遺傳信息，并在這些遺傳信息的基礎(chǔ)上形成了精巧的預(yù)編程序，該程序調(diào)控著自適應(yīng)能力的大小，而自適應(yīng)能力決定了哺乳動物的免疫系統(tǒng)。另一個評論家堅定地維護“邁耶的主要論點”，關(guān)注“無義隨機突變和選擇將信息添加到（預(yù)存在的）DNA里”，因此試圖反駁這本書所推定的批判新達爾文的生物進化機制。
　　我發(fā)現(xiàn)這一切有點超現(xiàn)實，感覺仿佛迷失在了卡夫卡（Kafka）小說失落的章節(jié)里。《細胞簽名》并沒有批判生物進化理論，也沒有質(zhì)疑突變和選擇是否能對預(yù)先存在的具有豐富信息的DNA進一步添加新信息。這也意味著與許多評論家一樣，該書只是豎立了一個稻草人，或者說，筑起了一塊擋箭牌。
　　科學(xué)家們在試圖解釋生命起源時，那些對于特定問題并不熟悉的人們，可能并不能馬上了解為什么自然選擇理論對于解釋生命的第一次起源沒有什么幫助。畢竟，如果自然選擇和隨機突變可以在活生生的有機體中生成新的信息，那么它在生命起源之前的環(huán)境里為什么不能這樣做？就我的論證而言，生物與生命起源之前的環(huán)境，其差別是至關(guān)重要的。自然選擇理論假定存在的活生物體具有繁殖/復(fù)制的能力。然而，現(xiàn)存的細胞中的自我復(fù)制取決于信息豐富的蛋白質(zhì)和核酸（DNA/RNA），這類具有豐富信息的分子的起源正是生命起源研究需要解釋的問題�，F(xiàn)代新達爾文主義的創(chuàng)始人之一，費奧多西·多布然斯基（Theodosius Dobzhansky）肯定地說：“生命起源以前的自然選擇是自相矛盾的說法”。又或如，諾貝爾獎得主，分子生物學(xué)家和生命起源研究員克里斯汀·德·迪夫（Christian de Duve）解釋說，“生命起源以前的自然選擇理論的失敗是因為它們‘需要信息，而這些預(yù)先假設(shè)的信息又必須首先能夠被解釋清楚’”。顯然，對于解釋生命起源或生產(chǎn)它所需的信息的來源來說，援引一個生命起源了之后才起作用的進程，或者說是一個在生物信息出現(xiàn)后才起作用的進程，這論據(jù)并不那么的充分。
　　其實，我早就有強大的理由，足以質(zhì)疑突變和選擇能否增加足夠多的、類型正確的新信息來解釋大規(guī)模的進化，或“宏觀進化”（即發(fā)生在生命的歷史上的各種大規(guī)模的或信息革命的創(chuàng)新）。因此，只要是與人爭辯，我已經(jīng)越來越不愿忍讓那些我認為是實質(zhì)上錯誤的言論了。
　　即使我沒有寫這本書，或是因為要回應(yīng)對《細胞簽名》這本書的各種評論而發(fā)表我的論點，評論家們對我的批評也越來越多，持續(xù)發(fā)酵。因此我還是決定寫那么一本書。這就是本書的由來。
　　當(dāng)然，編寫并出版這本書似乎是一個更和諧的、能夠適可而止地終結(jié)這場爭論的途徑。如今，許多進化論生物學(xué)家即使不情愿，但也不得不承認：沒有哪個化學(xué)進化理論能夠合理的解釋生命的起源或是產(chǎn)生生命最基本最必要的信息的起源。那么為什么你們要把這個從來就沒有被證明了的理論放在首位呢？
　　盡管進化論的普及多通過教科書、大眾媒體和官方科學(xué)的發(fā)言人的宣講，但是與普遍印象相反，正統(tǒng)新達爾文的生物進化理論已經(jīng)幾近達到和化學(xué)進化理論面臨的一模一樣的嚴重的僵局。生物學(xué)的幾個亞學(xué)科——細胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)、古生物學(xué)，甚至進化生物學(xué)的領(lǐng)軍人物，現(xiàn)在在同行的技術(shù)文獻中，公開批評了現(xiàn)代版本的達爾文理論的關(guān)鍵原則。自從1980年以來，哈佛大學(xué)古生物學(xué)家斯蒂芬·杰·古爾德（Stephen Jay Gould）宣布新達爾文主義“盡管仍持久地作為教科書的正統(tǒng)理論，但其實際上已經(jīng)死亡”，在生物學(xué)中批評性言論的砝碼過去每一年里都在穩(wěn)步增長。
　　源源不斷的技術(shù)文章和書籍都對突變和選擇機制的創(chuàng)新力量產(chǎn)生新的疑問。這些質(zhì)疑不斷累積已經(jīng)頗具規(guī)模，以至于杰出的進化論者現(xiàn)在必須定期向公眾宣告以消除他們的疑問，就如生物學(xué)家道格拉斯·菲秋馬（Douglas Futuyma）所做的：“我們只是不知道進化是如何發(fā)生的而已，但不要因此就懷疑它是否發(fā)生過”。一些頂尖的進化生物學(xué)家，特別是那些與“阿爾滕貝格16（Altenberg 16）”科學(xué)組織有關(guān)聯(lián)的科學(xué)家們，由于他們懷疑突變和自然選擇機制的創(chuàng)造力，因此他們公開呼吁構(gòu)建一個新的精確的進化理論。
　　新達爾文主義所面臨的根本性問題，其實和化學(xué)進化理論一樣，就是新型生物信息的起源問題。盡管新達爾文主義者經(jīng)常把生命起源的問題作為一個孤立的異常事件不予理會，但頂尖的理論家們也承認新達爾文主義無法用自然選擇來解釋新型突變的來源——這個問題同樣也是生物信息來源的問題。實際上，信息起源的問題根植于當(dāng)代達爾文理論諸多問題的最深處，從新軀體模式到復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的起源都涉及到信息的起源問題，比如說翅膀、羽毛、眼睛、定位系統(tǒng)、血液凝結(jié)、分子機器、羊膜卵、皮膚、神經(jīng)系統(tǒng)和多細胞系統(tǒng)的起源。
　　與此同時，已有經(jīng)典例證來說明自然選擇和隨機突變的威力并不涉及到新型遺傳信息的創(chuàng)造。例如，許多生物學(xué)教科書告訴我們，在加拉帕戈群島上著名的雀類，隨著時間的推移，雀喙發(fā)生了不同的形狀和長度的改變。他們同樣也還記得英格蘭蛾的種群，會隨著工業(yè)污染不斷惡化從灰色變成黑色。這種故事常常被作為生物通過自然選擇而進化的具體實例。事實的確如此，但這取決于如何定義“進化”。這個詞有很多層的意思，然而很少有生物學(xué)教科書對它們進行區(qū)分。從在先存基因庫中發(fā)生的細碎的周期性變化，到自然選擇作用于隨機突變而創(chuàng)造出完全新型的遺傳信息和結(jié)構(gòu)，“進化”可以指任何東西。近年來，眾多一流的生物學(xué)家都在科研論文里解釋道：不能將小規(guī)模進化或“微進化”改變的結(jié)果外推，用來解釋大規(guī)�；颉昂暧^進化”的創(chuàng)新。對于大多數(shù)事件來說，微進化的改變（例如顏色或形狀的變化）只是運用或表達了現(xiàn)有的遺傳信息，宏觀進化則是構(gòu)成新器官和整個軀體模式所必需的，而宏觀進化需要全新的信息才能完成。越來越多的進化生物學(xué)家指出，自然選擇解釋了“只有適者才能生存，但不是出現(xiàn)的都是適者”�，F(xiàn)在的生物技術(shù)文獻通常充滿了世界級的生物學(xué)家對新達爾文理論各個方面的質(zhì)疑，特別是對其核心宗旨，即對所謂的自然選擇的創(chuàng)造力和突變機制的質(zhì)疑。
　　然而，捍衛(wèi)新達爾文主義的支持性言論也是非常流行，并保持著快速增長的勢頭，即使在這些大量出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)觀點中極少有人承認這個理論的地位。它的認知度如此之高，但在相關(guān)同行評議的科學(xué)文獻里又站不住腳，一個理論出現(xiàn)這樣兩極分化的情況是很罕見的�，F(xiàn)代新達爾文主義作為所有生物學(xué)大統(tǒng)一理論，看似得到了科學(xué)記者、博主、生物學(xué)教科書作者和其他受歡迎的科學(xué)發(fā)言人等人士的一致好評。高中和大學(xué)教科書里也毫無條件地全盤接受其原則，向廣大學(xué)子灌輸它的內(nèi)容，并且還否認有任何針對它的重大科學(xué)批判存在。同時，一些官方的科學(xué)組織——如美國國家科學(xué)院(NAS)，美國科學(xué)發(fā)展協(xié)會（AAAS）和美國生物學(xué)教師協(xié)會(NABT)等，還要經(jīng)常向公眾保證達爾文理論的當(dāng)代版本在合格的科學(xué)家中享有明確的支持，達爾文理論的生物學(xué)證據(jù)也會獲得壓倒性地支持。例如，2006年美國科學(xué)發(fā)展協(xié)會宣布，“科學(xué)界內(nèi)部沒有關(guān)于進化理論有效性的重大爭議”。媒體則盡職盡責(zé)地隨聲附和，2007年《紐約時報》的科學(xué)作家科妮莉亞·迪安（Cornelia Dean）稱，“進化理論作為對地球生命復(fù)雜性和多樣性的解釋性理論，至今沒有其他任何可讓人信服的科學(xué)理論能夠挑戰(zhàn)它”。
　　該理論受到的廣泛歡迎，與其在同行評議科技期刊里的實際地位之間的差異程度，就像2009年我為德克薩斯州教育委員會作證時一樣，讓我感覺特別的辛酸。當(dāng)時，州教育委員會正在考慮在其科學(xué)教育標準中通過一項規(guī)定，即鼓勵教師告知學(xué)生這些科學(xué)理論的優(yōu)勢和弱點。然而有幾個團體卻聲稱“教授優(yōu)勢和弱點”是《圣經(jīng)》中神創(chuàng)論的密語，或者是為了將進化理論從課程教學(xué)中刪除而想出的壞點子，因此是否要通過這項規(guī)定就變成了一個棘手的政治事件。然而，在這一規(guī)定的捍衛(wèi)者們堅稱既不會因此懲罰教授神創(chuàng)論，也不會刪除進化論之后，反對者們又改變了他們的立場。他們以不需要考慮現(xiàn)代進化理論的弱點為由攻擊這項規(guī)定，因為國家科學(xué)教育中心的發(fā)言人歐也妮·斯科特（Eugenie Scott）在《達拉斯晨報》上也堅稱：“進化論沒有弱點�！�
　　當(dāng)時，我正在準備一部合集，上面收錄了百篇經(jīng)過同行評議的科研論文，都是生物學(xué)家們在領(lǐng)先的科學(xué)技術(shù)期刊上發(fā)表的關(guān)于該理論重大問題描述——稍后我會在證詞中將這部合集提交給專委會。毫不含糊地說，我知道斯科特博士（Dr.Scott）在相關(guān)科學(xué)文獻中對于達爾文理論地位的見解是扭曲的。我也知道，她試圖阻止學(xué)生聽到那些進化論的重大問題，這些問題即使是查爾斯·達爾文本人聽到了也會非常不安。在《物種起源》一書中，達爾文公開承認他的理論存在重大缺陷，并闡述了令他疑惑的關(guān)鍵要點。然而，當(dāng)今那些想把達爾文主義作為唯一科學(xué)課程的公共辯護人顯然不希望達爾文的這些疑慮，或是其他任何關(guān)于現(xiàn)代達爾文進化論的科學(xué)疑慮被傳播到學(xué)生那里。
　　本書闡述了達爾文最重大的疑問，它是什么以及它怎么了。書中調(diào)查了遙遠的地質(zhì)歷史時期中的一個事件——這一時期中地球上突然出現(xiàn)了大量的、各種各樣的動物生命，而在這一時期之前的化石中卻并沒記錄到任何這些動物進化的前體形式，這一神秘的事件通常被稱為“寒武紀生命大爆發(fā)”。在《物種起源》一書中，達爾文也承認了這一事件的存在，并把這個神秘事件視為一個困擾他的異常點——一個他只有寄希望于將來的化石發(fā)現(xiàn)才能消除的謎團。
　　本書共分為三個主要部分。第一部分“失蹤的化石之謎”，首先描述了對達爾文理論產(chǎn)生的第一個疑問——在早前寒武紀化石記錄中失蹤的寒武紀動物祖先在哪里？接著又講述了生物學(xué)家以及古生物學(xué)家為了解決這個謎題而進行了一系列連續(xù)不斷的，卻并不成功的嘗試的故事。
　　第二部分“如何構(gòu)建動物”，解釋了為什么信息對于生命系統(tǒng)重要性的發(fā)現(xiàn)使寒武紀大爆發(fā)之謎變得更加疑云重重。生物學(xué)家們現(xiàn)在知道寒武紀大爆發(fā)不僅代表了新的動物形態(tài)和結(jié)構(gòu)的爆發(fā)，同時也代表了信息的爆發(fā)（這實際上就是地球生命史上發(fā)生的，最重要的一次“信息革命”）。第二部分對自然選擇和隨機突變的無定向機制產(chǎn)生了構(gòu)建寒武紀動物形式所需的生物信息的這一解釋中存在的問題進行了探討。在這部分的章節(jié)里，解釋了為什么現(xiàn)在有這么多頂尖的生物學(xué)家都懷疑新達爾文主義機制的創(chuàng)造力，以及在最新生物學(xué)研究的基礎(chǔ)上針對這個機制所提出的四條嚴格的批判。
　　第三部分“達爾文之后是什么?”，評價了如今的進化理論，看看其中是否有比標準新達爾文主義對生命形式和信息的起源更令人滿意的解釋。第三部分我還介紹并評估了智能設(shè)計理論，認為它可能是一個能夠解答寒武紀之謎的方案。在最后一章中，討論了把這些智能設(shè)計理論在生物學(xué)中受到的爭議放到更大的哲學(xué)問題中（比如說，這個生機勃勃的人類世界的存在）來思考的意義。生物形式和信息來源問題——這個達爾文所承認的、表面上看來孤立的異常點——已漸漸成為所有進化生物學(xué)都存在的根本性問題的例證，隨著本書故事的展開，它會逐漸變得越來越明顯。
　　?
　　這問題到底是從何而來？為什么它給進化生物學(xué)帶來了危機？要想知道為什么，我們需要從事情的最開頭講起：從達爾文自己的疑問，從引發(fā)這些疑問的化石證據(jù)，以及從兩位維多利亞女王時期著名的博物學(xué)家，哈佛大學(xué)的古生物學(xué)家路易斯·阿加西斯（Louis Agassiz）和查爾斯·達爾文之間的沖突講起。?