什麼才是真的?:真實世界的神奇魔力

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什麼才是真的?:真實世界的神奇魔力

The Magic of Reality: How We Know What's Really True?

作者: 理查.道金斯

原文作者: Richard Dawkins

譯者: 黃煜文

繪者: 戴夫.麥金

出版社:大塊文化

出版日期:2012/05/29

語言:繁體中文

內容簡介

  「我想向讀者顯示,以科學來理解的真實世界本身就具有魔力。我把這種魔力稱為詩意的魔力:它是一種具啟發性的美。正因為它是真實的,加上我們可以了解它如何運作,因此更顯示出它的不可思議。......現實的魔力只是讓人覺得神奇。神奇而且真實。因為真實,所以才神奇。」

-理查.道金斯

  魔力有許多形式。在科學方法尚未發展之前,我們的祖先以超自然魔力來解釋世界的各種現象。古埃及人認為夜晚的降臨是女神努特吃掉太陽所致。維京人相信彩虹是溝通神界與凡間的橋樑。日本人想像有一條巨大鯰魚扛起了整片陸地,當鯰魚輕拍尾巴之時,地震便因此發生。這些故事很不可思議,也很不尋常。然而除了超自然魔力外,還有一種魔力,它來自於發現真正解答時的雀躍與欣喜。那就是現實的魔力--科學。

  《什麼才是真的?》透過機智的思想實驗、炫目的插圖與讓人瞠目結舌的事實,告訴你各種自然現象背後的原理。事物是什麼構成的?宇宙的年紀有多大?為什麼世界上各個大陸看起來零零碎碎,像個無法拼湊的拼圖?海嘯是怎麼形成的?為什麼動植物的種類如此繁多?誰是地球上最早出現的男人或女人?《什麼才是真的?》是一本引人入勝的圖文偵探故事,不僅運用各種學科知識來尋求問題的線索,也引導讀者順著科學家的思考脈絡循序漸進。

  理查.道金斯是世界最知名的演化生物學家,倡導科學教育不遺餘力,他一直嘗試將科學奇蹟背後的各種原理介紹給所有成年讀者。道金斯在本書做了截然不同的嘗試,他與大名鼎鼎的藝術家戴夫.麥金合作,借重他無可匹敵的圖像解說能力,讓所有年齡層的讀者都能輕易欣賞科學的魔力。你是否常對世界的形成與運行感到疑惑?《什麼才是真的?》絕對是你必須珍藏的好書。道金斯與麥金以圖文並茂的方式引領我們一探世界乃至於整個宇宙的奧祕,不僅深具娛樂性,也富知識性,是值得一讀再讀的作品。

作者簡介

理查.道金斯(Richard Dawkins)

  因為代表作《自私的基因》而一夕成名,此後他推出的書籍本本暢銷,包括《盲眼鐘錶匠》(The Blind Watchmaker)以及《上帝是妄想》(The God Delusion)等。他最新的作品,《演化的證據》(The Greatest Show on Earth),曾高居暢銷書排行榜榜首。道金斯是英國皇家學會院士與皇家文學學會院士,曾獲得無數獎項。道金斯在牛津大學任教直到二○○八年,之後仍擔任該校新學院(New College)研究員。他也撰寫與主持過幾部電視紀錄片,包括二○○八年《查爾斯.達爾文的天才》(The Genius of Charles Darwin)與二○一○年《信仰學校的威脅》(Faith School Menace)。道金斯的網站是www.richarddawkins.net.

繪者簡介

戴夫.麥金(Dave McKean)

  繪製與設計過許多得獎作品與圖文小說,他合作過的作者有雷.布萊伯利(Ray Bradbury)、SF.薩伊德(SF Said)、大衛.艾蒙(David Almond)、赫斯頓.布魯門索(Heston Blumenthal)、約翰.凱爾(John Cale)、史蒂芬.金(Stephen King)與尼爾.蓋曼(Neil Gaiman)。麥金曾為蓋曼的作品《第十四道門》(Coraline)以及曾獲得紐伯瑞(Newbery Medal)與卡內基(Carnegie Medal)文學獎的作品《墓園裡的男孩》(The Graveyard Book)繪製插畫。他自己的圖文小說《籠子》(Cages)獲得數項最佳圖文小說獎。麥金曾為數百張唱片專輯、漫畫與書籍設計封面,而且曾為兩部哈利波特系列電影設計人物造型。他曾執導過兩部劇情片,《奇幻面具》(Mirror Mask)與《月亮》(Luna)。麥金的網站是www.mckean-art.co.uk.

譯者簡介

黃煜文

  專職譯者,譯有《我們最幸福:北韓人民的真實生活》、《文明:決定人類走向的六大殺手級Apps》、《城市的勝利》、《在緬甸尋找喬治歐威爾》與《當世界又老又窮》等作品。

目錄

1什麼是現實?什麼是魔力?

2誰是最初的人類?

3為什麼動物的種類如此繁多?

4事物是什麼構成的?

5為什麼有晝夜之分,冬夏之別?

6太陽是什麼?

7彩虹是什麼?

8萬物是何時開始?如何開始?

9我們是唯一的生命嗎?

10地震是什麼?

11壞事是怎麼發生的?

12什麼是奇蹟?

目錄

1什麼是現實?什麼是魔力?

2誰是最初的人類?

3為什麼動物的種類如此繁多?

4事物是什麼構成的?

5為什麼有晝夜之分,冬夏之別?

6太陽是什麼?

7彩虹是什麼?

8萬物是何時開始?如何開始?

9我們是唯一的生命嗎?

10地震是什麼?

11壞事是怎麼發生的?

12什麼是奇蹟?

內容連載

什麼是現實? 什麼是魔力?

凡是存在的事物,都叫現實(reality)。聽起來相當好懂,不是嗎?然而事情沒那麼簡單,這句話其實存在著幾個問題。恐龍是現實嗎?牠們過去曾經存在,但現在並不存在。天上的星星是現實嗎?它們離地球如此遙遠,當它們發出的亮光抵達地球讓我們看見的時候,這些星星很可能已經毀滅消失。 我們待會再談恐龍與星星的事。無論如何,我們怎麼知道事物存在,即使是在當下?我想,我們的五官──視覺、嗅覺、觸覺、聽覺與味覺──的確相當成功地說服我們相信許多事物真的存在:岩石與駱駝,新刈的草地與剛磨好的咖啡,砂紙與天鵝絨,瀑布與門鈴聲,糖與鹽。然而,我們是否只因為自己能直接以五官感知這些事物,就能認定這些事物「真的」存在?

遙遠的銀河,光憑肉眼是看不到的,它是否真的存在?微小的細菌必須使用高倍顯微鏡才觀察得到,它是否真的存在?我們能否說因為我們無法直接用肉眼觀察到它們,所以就否定它們存在?當然不行。顯然我們可以透過特殊工具來擴大我們的感官知覺能力:用望遠鏡觀察銀河,用顯微鏡檢視細菌。因為我們了解望遠鏡與顯微鏡,也知道這些工具怎麼運作,因此我們可以利用它們來擴充我們感官的範圍──就望遠鏡與顯微鏡來說,擴充的是視覺的範圍──而這些工具讓我們看到的事物,使我們相信銀河與細菌真的存在。

無線電波又該怎麼說呢?它存在嗎?我們的眼睛看不到電波,耳朵也聽不到,但同樣地,只要運用特殊的工具──例如電視機──就能將電波轉換成我們看得見與聽得見的信號。所以,雖然我們無法看見或聽見無線電波,但我們知道它是現實的一部分。與望遠鏡、顯微鏡一樣,我們也了解收音機與電視機是怎麼運作的。它們可以協助我們的感官建立真實存在的圖像,亦即真實的世界,或者是現實。電波望遠鏡(與X光望遠鏡)以不同的視覺表現方式向我們顯示星星與銀河:這是另一種擴充我們的現實觀的方式。

讓我們回頭來談談恐龍。我們怎麼知道牠們曾經一度漫遊在這片大地上?我們從未看過或聽過恐龍,也從未因為恐龍出現而四處逃竄。真可惜,我們沒有時光機能讓我們直接看到恐龍。但我們有不同的方法可以協助我們的感官:我們有化石,所以我們可以用肉眼看見「它們」。化石不會跑也不會跳,但我們了解化石是怎麼形成的,我們可以從化石得知數百萬年前發生的事。我們知道溶有礦物質的水分會以什麼方式滲透到埋在泥土與岩石層裡的殘骸中。我們也知道這些礦物質在水分蒸發後會留下結晶,然後取代原來存在於殘骸裡的礦物質。它們會一個原子接著一個原子把動物原本的形體痕跡滲印在石頭上。所以,雖然我們無法直接用我們的感官看見恐龍,但我們可以推斷恐龍真的存在,這些間接的證據最終還是能被我們的感官感知到:我們可以看到與摸到古代生物留在石頭上的痕跡。

從不同的角度來看,望遠鏡就像時光機。我們看到景物時,我們實際上看到的是光,而光可以帶著時間旅行。即使我們看著朋友的臉,我們看見的也是他們以前的臉,因為光從他們臉上到達我們的眼睛需要時間,儘管那是極其短暫的時間。聲音的速度比光慢得多,這是為什麼你會先看到煙火在天空炸開,然後過一陣子才聽到爆炸的聲音。你從遠處看人砍樹,你會發現斧頭砍在樹幹的景象與實際上聽到聲響有一種奇妙的時間差。

光的速度極其快速,因此我們總認為我們看到的景物就是景物當下的樣子。但星辰則非如此。即使是太陽,也離我們有八光分遠。如果太陽爆炸,那麼這場災難要等八分鐘後才會降臨在我們頭上。屆時就是世界的末日!離我們最近的恆星是半人馬座的比鄰星(Proxima Centauri),如果你在二○一一年注視這顆恆星,那麼你看到的其實是二○○七年的星光。星系聚集了無數的星辰。我們所在的星系稱為銀河系。當你注視離我們最近的仙女座星系(Andromeda galaxy)時,你的望遠鏡如同一台時光機,帶你回到了兩百五十萬年前。由五個星系組成的史蒂芬五重星系(Stephan,s Quintet),我們透過哈伯望遠鏡(Hubble telescope)可以看到這些星系彼此劇烈地碰撞著。但我們現在看到的碰撞卻是發生在兩百八十萬年以前。如果這些星系中有外星人擁有性能良好能夠看見我們的望遠鏡,那麼此時他們看見的地球將是恐龍最初的祖先出現的時候。外太空真的有外星人嗎?我們從未見過外星人的樣子,也從未聽過外星人的聲音。外星人是現實的一部分嗎?沒有人知道;可以確定的是,如果外星人真的存在,那麼總有一天我們會知道他們的長相。如果我們靠近外星人,我們的感官會讓我們知道外星人長什麼樣子。或許有一天,人類會發明性能強大的望遠鏡,使我們能從地球觀測到其他行星上的生命。或許我們的電波望遠鏡會偵測到唯有具有智能的外星人才能發出的訊息。現實不只包括我們已經知道的事物:現實也包括已經存在,但我們尚未得知的事物──我們可能要等到未來某個時候才能知道這些事物,屆時我們可能已經造出更好的設備使我們的五官能知覺到這些事物。

原子一直都存在著,但我們知道有原子這個東西卻是相當晚近的事。很可能到了我們子孫的時代,人類對原子的了解會比現在更深入。而這正是科學奇特與令人雀躍之處:科學總是能不斷揭露新的事物。但這不表示任何人夢想的任何事物我們都應該深信不疑:我們可以想像出一百萬件事物,但這些事物卻有可能極不真實,例如仙女與妖精,矮精靈與駿鷹。我們的心胸應該保持開放,但我們必須要有真憑實據才能相信事物真的存在。 模型:檢驗我們的想像力 當我們的五官無法直接判別事物的真假時,科學家可以運用我們比較不熟悉的方式來處理這個問題。他們會假設可能發生的「模型」,而這種模型可以加以檢驗。我們想像(你或許可以說這是一種猜測)可能存在著某種事物。這種想像我們稱之為模型。如果模型是正確的,則我們應該設法找出我們理當看見或聽見(通常會借助測量儀器)的事物。然後我們應該檢視我們實際看見的事物是否能印證模型。模型可能是用木頭或塑膠製成的複製品,或是一篇數學論文,也可能是電腦上的模擬。我們要仔細檢視模型並且預測我們應該可以用我們的感官看到(或聽到等等)什麼事物。然後我們要觀察預測是否正確。如果預測正確,這會增強我們的信心,使我們相信模型確實反映現實;然後我們會繼續設計更深入的實驗,也許我們會改良模型,並且進一步檢驗結果與證實結果。如果我們的預測是錯的,則我們會放棄或調整模型,或者是再做一次實驗。

舉例來說,我們現在知道基因──遺傳的單位──是由DNA這種物質構成的。我們相當了解DNA,也知道它是怎麼運作的。但你無法清楚看見DNA,就算使用功能強大的顯微鏡也一樣。我們對於DNA的了解,幾乎全間接來自於想像模型然後再加以印證。

事實上,早在人類知道有DNA之前,科學家已經從檢驗模型的預測中得知許多基因的資訊。回到十九世紀,一個名叫格瑞戈爾‧孟德爾(Gregor Mendel)的奧地利修士在修道院菜園裡做實驗,培育出大量的豌豆。他計算每個世代不同外型特徵的豌豆數量,例如花朵的顏色,皺粒或圓粒種子等等。孟德爾從未見過或碰觸過基因。他看到的無非是豌豆與豌豆花,而且用自己的眼睛計算各種類型的豌豆數量。孟德爾假設了一個模型,這種模型與我們今日稱為基因(孟德爾當時並未使用這個名稱)的東西息息相關。他在每個育種實驗中進行計算(如果他的模型是正確的),發現圓粒豌豆的數量是皺粒豌豆的三倍。孟德爾是用計算的方式發現這個結果。撇開細節不談,孟德爾的「基因」其實是他運用想像力創造出來的:他無法用肉眼看到基因,即使用顯微鏡也一樣觀察不到。但他可以看見圓粒與皺粒豌豆,而從計算數量的過程中,他獲得間接的證據,他的遺傳模型可以理想地反映真實世界的現象。後世科學家改良孟德爾的方法,他們研究其他的生物,例如果蠅,顯示基因是沿著稱為染色體(我們人類擁有四十六個染色體,果蠅有八個)的線狀體排成一列。科學家甚至可以藉由試驗模型來找出基因在染色體上的排列順序。因此,早在我們知道基因是由DNA構成之前,我們其實已經了解這些資訊。

如今,我們知道DNA,也知道DNA確切的運作方式,這要歸功於詹姆斯‧華生(James Watson)與弗朗西斯‧克里克(Francis Crick),以及在他們之後許多科學家的貢獻。華生與克里克無法用自己的肉眼看見DNA。他們採行的做法還是一樣,先想像模型,再予以檢驗。華生與克里克使用金屬與厚紙板製作實際的模型來模擬DNA可能的樣子,然後計算可能的尺寸使這些模型看起來更正確。其中一個模型(所謂的雙螺旋模型)的預測完全符合羅莎琳‧法蘭克林(Rosalind Franklin)與莫里斯‧威爾金斯(Maurice Wilkins)的測量,法蘭克林與威爾金斯曾以特殊設備進行純化DNA的X光照射結晶研究。華生與克里克不久便發現,他們的DNA結構模型得出的結果,與孟德爾在修道院菜園裡得到的結果一模一樣。

我們有三種方式來辨別什麼是真實。我們可以運用五官直接觀察;或者是間接地,以特殊的工具來協助我們的感官,例如望遠鏡與顯微鏡;或者是更間接地,假設可能符合真實的模型,然後檢驗這些模型,看它們是否真能成功預測出我們仰賴或不仰賴工具而能看見(或聽見)的事物。總之,最後都要憑藉我們的感官來做出判斷。

這是否意味著,現實中的事物只包括那些能透過我們的感官與科學方法,以直接或間接的方式察覺到的事物?至於其他不能藉由這些方式察覺的事物,例如嫉妒與快樂、幸福與愛情,也就不屬於現實?而這些事物也不真實?

不,絕非如此,這些事物均屬真實之物,唯一的差別是它們存在於大腦之中:當然,這裡指的是人的大腦,此外,或許還包括其他高等生物的腦子,例如黑猩猩、狗與鯨魚。岩石不會開心或嫉妒,山嶺也不懂愛情。對於感受者來說,這些情感再真實不過,但在大腦產生情感之前,這些情感並不存在。這些情感,或許還包括其他我們想像不到的情感,可能存在於其他星球之上,但前提是這些星球必須存在著大腦或某種等同於大腦的東西:誰知道呢?也許在宇宙的某個地方潛伏著某種詭異的思考器官或情感機器也說不定。

科學與超自然:解釋與解釋的

大敵

所以,這就是現實,而這就是我們用來判別真假的方式。本書的每一章將分別討論現實的某個特殊面向,例如太陽、地震、彩虹或各種動物。現在,我要談談這本書的書名另一個關鍵字:魔力(magic)。魔力是個難以捉摸的詞:一般來說它有三種用法,首先我要做的就是區別這三種用法。我把第一種用法稱為「超自然魔力」,第二種是「舞臺魔力」,第三種(這是我最喜愛的意義,也是本書標題採用的意義)則是「詩意魔力」。

超自然魔力是一種我們可以在神話與童話故事中看到的魔力(你也可以說這些是「奇蹟」,不過我現在必須先擱下這個話題,留待最後一章再討論)。阿拉丁神燈(Aladdin,s lamp)、巫師的咒語、格林兄弟(Brothers Grimm)、安徒生(Hans Christian Andersen)以及羅琳(J. K. Rowling)作品中的魔力均屬此類。這種虛構的超自然魔力讓巫婆能夠施法讓王子變成青蛙,使仙女能將南瓜變成閃閃發亮的馬車。這些都是我們童年記憶中鍾愛的故事,而且我們很喜歡在傳統聖誕佳節表演這些戲碼,但我們也知道這些魔力是虛假的,真實世界根本不存在這種東西。

與超自然魔力相反,舞臺魔力是確實存在的東西,而且同樣能帶來極大的樂趣。或者我們應該說,施展舞臺魔力的時候,某些事真的發生了,只不過跟觀眾想的不一樣。舞臺上的男子(不知何故,在舞臺上表演魔術的通常是男性,所以我多半用「他」這個字,但你當然也可以用「她」來代替)讓我們誤以為發生了一件令人吃驚的事(這件事看起來甚至像是超自然事件),但實際上卻不是那麼一回事。絲巾不可能變成兔子,就像青蛙不可能變成王子一樣。我們在舞臺上看到的只是一種障眼法。我們的眼睛欺騙了我們,或者應該說,魔術師費了九牛二虎之力讓我們受騙上當,他花言巧語地引誘我們注意別的地方,使我們一時忽略了他雙手玩的花樣。

有些魔術師很坦率,他們故意讓觀眾知道他們只是在變戲法,例如詹姆斯‧「令人驚異的」‧蘭迪(James 'The Amazing' Randi)、雙人魔術師潘與泰勒(Penn and Teller),或戴倫‧布朗(Derren Brown)。儘管如此,這些廣受推崇的表演者卻不願意告訴觀眾他們是怎麼變出來的──如果他們洩漏秘密,可能會被逐出魔術圈(魔術師俱樂部)──但他們確實讓觀眾了解,魔術並不是超自然力量。其他一些表演者不主動表明自己施展的只是障眼法,但他們也不會誇大自己的表演,他們只是留給觀眾一種愉快的感受,讓他們覺得自己看見不可思議的事,而這並非故意欺瞞觀眾。不過遺憾的是,有些魔術師確實不太誠實,他們宣稱自己真的擁有「超自然」力量:他們明白表示自己可以靠念力讓金屬彎曲或讓時鐘靜止。這些不實的假貨(用「江湖術士」這個詞來形容他們是再恰當不過)自稱他們可以用「精神力量」窺知哪裡有豐富的礦脈與油源,他們因此從礦產或石油公司賺進大筆鈔票。其他江湖術士則是利用人性弱點,他們宣稱自己能夠通靈,以此來騙取死者家屬的金錢。事情發展至此,已不能說是趣味或娛樂,而是利用人的盲從與痛苦來牟取暴利。但公允地說,我們或許不應該不由分說地認定這些人全是江湖術士,因為當中還是有一些人真的以為自己能夠通靈。

第三種魔力的意義就是我的書名採取的意義:詩意的魔力。我們聽到動人的樂曲而感動落淚,因此我們形容這場表演充滿「魔力」。我們凝視夜空中的星星,此時沒有月光,也沒有城市光害,我們因為眼前的景象而屏息,這時我們說這個夜景「充滿魔力」。我們也許還會用這個詞來形容日落的美麗景象或阿爾卑斯山的景致,或繽紛的彩虹映襯著烏雲密佈的天空。從這個意義來看,「魔力」指的是深刻的感動與振奮:它令我們起雞皮疙瘩,讓我們的生命感到充實。我希望本書能讓讀者了解,現實──即透過科學方法了解的真實世界──具有第三種意義的魔力,它充滿詩意,讓我們覺得活著真好。 接下來,我要重新回到超自然的觀念,說明為什麼超自然無法為我們看到的世界與我們周遭的萬事萬物提供真正的解釋。事實上,主張超自然的解釋不僅等同於未做任何解釋,更糟的是,它還將既有的解釋排除在外。怎麼說呢?因為只要我們說某件事是「超自然的」,就等於在定義上排除了自然解釋的可能。表示這件事的原因必定超越科學領域之外,無法用完善建立的、已嘗試過的與已證明的科學方法來解釋,換言之,過去四百多年來人類知識賴以大幅躍進的方法完全派不上用場。因此,說某件事是超自然的,不只是說「我們不了解這件事」,也等於是說「我們永遠不可能了解這件事,所以連試都不用試」。

科學採取的是完全相反的路徑。到目前為止,科學的欣欣向榮主要在於它無法解釋一切事物。這個局限驅策著科學不斷提出問題,假設可能的模型,並且檢驗這些模型,我們因此能逐步向前推進,越來越接近真理。如果出現與我們目前對現實的理解相牴觸的事件,科學家會把這種狀況視為對當前模型的挑戰,他們要不是要求我們放棄目前的模型,就是要求我們改變它。而正是透過這類調整與隨後的檢驗,我們才得以越來越接近真理。

如果一名偵探被殺人兇手攪得團團轉,他懶得解決這個問題,於是把推理一筆勾銷,直接認定死因是「超自然」,你會做何感想?科學史告訴我們,過去曾認為起因是超自然的事件──神明(無論快樂或憤怒)、魔鬼、女巫、惡靈、詛咒與符咒──實際上都有自然解釋:也就是我們可以理解、檢驗與確信的解釋。我們沒有理由相信科學尚未提供自然解釋的事物一定起因於超自然,這就如同認為火山或地震或疾病是憤怒的神明引起的一樣荒謬無稽,而古人卻深信不疑。

當然,沒有人真的相信青蛙可以變成王子(或反過來,王子可以變成青蛙?到底是什麼變成什麼我從來沒記清楚過)或南瓜變成馬車,但你是否曾停下來想過,為什麼這種事情不可能發生?有各種方式可以說明這件事。我最喜歡的解釋如下。

青蛙與馬車是複雜的事物,以特別的方式將許多部分組成特別的整體,這些事物的產生絕非出於偶然(也不是光靠魔杖一揮就能完成)。要產生青蛙或馬車這類複雜事物非常困難。要製造一輛馬車,你必須將所有零件正確組合起來。你需要木匠與其他工匠師傅的技術。馬車不是偶然出現,或者光是彈個指頭口中念道「唵嘛呢叭咪吽」就能完成。一輛馬車具有結構、複雜性與各種功能的零件:輪子與車軸,車窗與車門,避震器與有椅墊的座位。把馬車這種複雜的東西變成簡單的東西顯然比較容易,例如把馬車燒成灰:仙女的魔杖只需要內建噴燈的功能就能辦到這件事。但是沒有人能將一堆灰燼──或南瓜──變成一輛馬車,因為馬車實在太複雜;馬車不只本身複雜,在使用上也複雜:在這個例子裡,馬車還必須供人乘坐。

我們可以讓仙女更省事一點,假定她使用的不是南瓜,而是組裝馬車所需的所有零件,這些零件全雜亂地放在一個箱子裡,就像用來製作模型飛機的套件一樣。用來製作馬車的套件是由數百個木板、玻璃片、鐵棍與鐵條、軟墊與皮革,以及釘子、螺絲釘與結合所有零件的黏膠所構成。現在,假定仙女不閱讀說明書,也不依照次序組裝零件;相反地,她把所有零件全塞進一個大袋子裡,然後用力搖晃。這些零件剛好正確組裝成一輛能奔馳載人的馬車的機會有多高?答案是──幾乎不可能。因為要把這些零碎散亂的零件組合起來,可能的方式實在多不勝數,你幾乎無法組裝出一輛管用的馬車──或者說,管用的任何東西。

如果你拿了一大袋零件,然後隨意搖晃袋子,這些零件只會在偶然間恰好組成有用或者還算特別的東西。這種事發生的機率微乎其微:如果與完全無法辨識,只能當成垃圾堆的可能性相比,那麼碰巧組成可用成品的機會的確是少得可憐。將零碎物品混合再混合的方式多達數百萬種:有數百萬種方式可以將這些零碎物品轉變成......另一堆零碎東西。你每混合一次,你就能得到獨一無二先前從未看過的垃圾堆──在這數百萬堆零碎東西中,只有極小的可能可以組成有用的物品(例如能載妳去舞會的馬車)或讓你印象深刻與永生難忘的事物。

難道有人施展超自然魔力嗎?我們禁不住這麼想。數學家可以計算出這類在偶然間出現的奇妙結果的機率,面對這個數字,我們只能說這的確趨近於不可能:

536,447,737,765,488,792,839,237,440,000分之1。我甚至不確定該怎麼念這個數字!你可能要坐下來玩一兆年的牌才可能發出這麼完美的牌型。但是──這才是重點──發生這種事的機率不會比其他可能出現的發牌結果更低!五十二張牌任何一次的發牌結果,機率都是

536,447,737,765,488,792,839,237,440,000之1,因為分母是所有可能發牌結果的總數。我們從未留意發牌時出現的每一種牌型,因為我們認為這些牌型平凡無奇,其實這些結果跟四個玩家都拿到一條龍的機率是一樣的,只是我們總是注視著後者。

你可以把王子變成數十億種事物,只要你夠殘忍,敢將王子砍成碎片,然後再隨機將他組成數十億種不同的結合形態。然而絕大多數的組合看起來只會是一團亂──就像數十億種毫無意義、隨機的牌型。把王子的零碎軀體進行隨機組合,其中只有極微小的機率能組合成可資辨識或有用的事物,更甭說要組合成一隻青蛙,那簡直是癡人說夢。

王子不會變成青蛙,南瓜也不會變成馬車,因為青蛙與馬車是複雜的事物,它們的各部分與零件可以有近乎無限的無意義組合。此外,我們還知道一項事實,那就是每一種生物──人類、鱷魚、烏鶇、樹木乃至於抱子甘藍──全都是從其他更簡單的形式演化而來的。演化的過程全憑運氣?抑或是魔力造成的?不!絕非如此!這是個非常常見的誤解,所以接下來我想解釋為什麼真正的生命並非出於偶然或運氣,也並非如此「不可思議」(除非你說的是詩意的魔力,你當然可以對大自然的造化感到敬畏與欣喜)。

緩慢的演化魔力

一個複雜的有機體一下子變成另一個複雜的有機體──就像童話故事一樣──在現實領域中的確不可能發生。然而複雜的有機體確實存在,那麼這些有機體是怎麼出現的?到底這些複雜的有機體,如青蛙與獅子、狒狒與榕樹、王子與南瓜,你與我,是如何存在於這個世界上?從古到今,這個問題一直困擾著我們,沒有人能提出適當的解答。甚至有人虛構故事企圖做出解釋。到了十九世紀,這個問題終於獲得解決,查爾斯‧達爾文(Charles Darwin)這位人類史上最傑出的科學家提出了完美的說法。我將利用本章剩餘的篇幅簡短說明他的觀點,並且以不同的方式闡述他的理由。

達爾文認為,複雜的有機體,如人類、鱷魚與抱子甘藍,不可能突然出現,而是漸進地、一步一步從原先的樣子慢慢演變而來。你可以想像,假如你想讓青蛙擁有長腿。為了有好的開始,你可以從稍微接近你希望的目標著手:譬如短腿的青蛙。你可以仔細觀察你的短腿青蛙並且測量牠們的腿長。你可以從裡面挑出腿稍微長一點的雄蛙與雌蛙,讓牠們交配,至於其他短腿的同伴則不讓牠們交配。 腿比較長的雄蛙與雌蛙交配後產生蝌蚪,這些蝌蚪會長出四肢,然後成為青蛙。你測量這些新世代青蛙的腿長,再一次挑出高於平均腿長的雄蛙與雌蛙並且讓牠們交配。

反覆這麼做,經過十代之後,你也許會發現一些有趣的現象。你的蛙群的平均腿長與初代相比已明顯增長。你甚至可以發現第十代的青蛙每一隻的腿長都高於第一代青蛙每一隻的腿長。或許十代還不足以產生這樣的成果:你也許需要進行到二十代或更多的世代。但最後你一定能自豪地說:「我培育出新品種的青蛙,牠們的腿比舊品種的青蛙長得多。」

不需要魔杖,也不需要任何魔力。我們稱這種過程為育種(Selective Breeding)。我們利用青蛙彼此間的差異,讓某些特徵透過遺傳──基因從父母傳遞到子女身上──留存下來。只要挑選出我們希望的青蛙加以培育,不符合要求的青蛙則不讓牠繁殖,我們就能產生新品種的青蛙。

相當簡單,不是嗎?但光是讓腿變長還不足以讓人眼睛一亮。畢竟我們一開始使用的是青蛙──差別只在於牠們是短腿的青蛙。我們接下來可以假定你一開始使用的不是短腿青蛙,而是某種完全不是青蛙的生物,譬如蠑螈。與蛙腿(至少就後腿來說)相比,蠑螈的腿更短,而且蠑螈的腿不是用來跳躍,而是用來行走。蠑螈有長尾巴,反觀青蛙完全沒有尾巴,蠑螈的身體比絕大多數的青蛙來得細長。但我認為,你會發現在數千個世代之後,你可以把蠑螈變成青蛙,只要你能耐心連續數百萬個世代進行選擇,挑出有點類似青蛙的蠑螈讓牠們交配,至於其他比較不像青蛙的蠑螈則不讓牠們繁衍後代。在過程中,每個階段都看不出劇烈的變化。每個世代看起來就像上個世代一樣,儘管如此,只要經過夠多的世代,你會發現平均的尾巴長度會稍微縮短,後腿長度則略微增加。在經過極其漫長的世代演變之後,長腿、短尾的蠑螈似乎更容易運用長腿來跳躍,而非在地上爬行。同樣的道理可以類推。

顯然在剛才描述的場景中,我們把自己想像成育種者,我們把自己想培育的雄性與雌性挑出來,讓牠們繁衍出我們希望的品種。農民運用這種技術已有數千年之久,他們用這種方式培育出高產量或高抗病的牛群與農作物。然而,即使沒有育種的人,挑選仍持續進行,最早了解這個道理的是達爾文。達爾文發現,整個挑選過程完全出於自然。在過程中,基於簡單的理由,有些人活得夠久而能繁衍後代,有些人則很早死亡;這些人之所以能活著繁衍後代,主要是因為他們比其他人擁有更好的條件。之後,存活者的子女也繼承了協助他們父母存活的基因。無論蠑螈或青蛙、刺蝟或蒲公英,當中總有一些個體要比其他個體更能存活。如果長腿剛好有利於生存(例如青蛙或蚱蜢因為善於跳躍而能脫離危險,或者是獵豹獵捕瞪羚與瞪羚躲避獵豹),那麼擁有長腿的個體將減少死亡的機會。牠們將更有可能活著進行繁殖。在這種狀況下,有機會繁殖的個體通常都擁有長腿。因此,在世代傳承的過程中,長腿的基因有更多機會可以傳承到下一代。經過一段時間之後,我們會發現群體中擁有長腿基因的個體越來越多。這個效果與有一個聰明的設計者(例如進行育種的人類)選擇長腿的個體進行育種完全相同──唯一不同的是,這裡不存在這樣的設計者:一切都是在自然下自行發生,這是個體能活著進行繁殖與不能活著進行繁殖產生的必然結果。我們稱這個 過程為天擇。

經過足夠的世代演變,看起來像蠑螈的祖先會變成看起來像青蛙的子孫。如果經過更多的世代,看起來像魚的祖先會變成看起來像猴子的子孫。如果經過的世代又更多一點,看起來像細菌的祖先會變成看起來像人類的子孫。這樣的演變確有其事。在地球上生存至今的所有動物與植物都經歷了這樣的變化。演變所需的世代數量遠超過你我的想像,然而這個世界已有數十億年之久,我們從化石得知生命起源於三十五億年前,因此生命確實有充裕的時間進行演化。

這是達爾文的偉大觀念,又稱為天擇演化。這是人類心靈想出的最重要觀念之一。它解釋了我們對地球上的生命所知的一切。由於這個觀念很重要,所以往後幾章我還會重新再提這個觀念。目前我們只需要知道演化是一段非常緩慢而漸進的過程就已足夠。事實上,正因為演化是漸進的,才有辦法容許青蛙與王子這類複雜的生物出現。從青蛙變成王子,這種不可思議的變化不是漸進的而是突然的,現實世界絕不可能發生這種事。演化是一種真實的解釋,它實際運作著,而且也有真實的證據證明它的存在;凡是認為複雜的生命形式可以在轉瞬間(而非漸進而逐步地演化)出現的說法,只是一種懶人說的故事──它不會比仙女魔杖使出的虛構魔法更具說服力。

至於南瓜變成馬車,就跟青蛙變成王子一樣,拿具有魔力的咒語來解釋顯然說不通。馬車無法演化──至少不像青蛙與王子那樣能自然演化。但馬車與大型客機、鶴嘴鋤、電腦以及石製箭頭一樣,都是人類製造的,而人類的確會演化。人類的腦子與雙手會因為天擇而演化,就好像蠑螈的尾巴與青蛙的腿一樣。人腦在演化之後,開始懂得設計與創造出馬車與汽車、剪刀與交響樂、洗衣機與手錶。同樣地,這些都與魔力無關。同樣地,這裡面沒有騙人的玩意兒。同樣地,這些美麗的事物後面都有簡單可解釋的理由。

在本書其他各章,我想向讀者顯示,以科學來理解的真實世界本身就具有魔力。我把這種魔力稱為詩意的魔力:它是一種具啟發性的美。正因為它是真實的,加上我們可以了解它如何運作,因此更顯示出它的不可思議。與真實世界的真實之美及不可思議相比,超自然咒語與舞臺戲法不僅瞠乎其後,而且看起來既廉價又庸俗。現實的魔力既非超自然,也非變戲法,它只是讓人覺得神奇。神奇而真實。因為真實才神奇。

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