遗传变异与人类进化

如题所述

  智慧教育之四:探索人类智慧的进化

  人类的文明与文化进化,是播种智慧的土地,是养育智慧的江河,是构筑智慧的基石,是创造智慧的源泉。

  第一节 生物遗传与生物进化

  没有生物的遗传,就没有生物的进化,也就不可能有人类智慧的遗传与进化。

  DNA的指令进化,是对环境所产生的“超突变”效应,产生极大数量的模型,来试图完成与外来病毒的楔合作用。而这些过程仅仅发生在“信息层”的作用,从未到达抗体的“制造层”。

  一、基本概念

  分子生物学:是从分子水平研究生物分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。

  分子:是指物质的单元,能够保持与原物质化学一致性的元素的最小粒子或原子的化学结合的最小粒子。分子分为生物分子与非生物分子,生物分子是由非生物分子构成的,它已经具有生命。

  遗传是人类机体结构、功能进化的基础,也是人类智慧进化的基础。

  遗传学:是研究生物体遗传和变异规律的科学研究,范围包括遗传物质本质、遗传物质的传递和遗传信息的实现3个方面。

  ⑴遗传物质本质包括:它的化学本质、它所包含的遗传信息、它的结构、组织和变化等。

  ⑵遗传物质传递包括:遗传物质的复制、染色体的行为、遗传规律和基因在群体中的数量变迁等。

  ⑶遗传信息实现包括:基因的原初功能、基因的相互作用、基因作用的调控以及个体发育中的基因的作用机制等。

  遗传物质:本质是染色体,人类的染色体有46条,大小约为1~2微米,DNA是染色体的主要成份。遗传物质的传递是通过DNA、RNA的复制来实现的,遗传信息是DNA的信息与程序。

  二、分子生物与人类进化

  在生物的基因中,记录了整个生物进化的过程,如果我们能够解读基因,我们就可以搞清楚生物进化的所有历史。而基因中蕴含的文化,就是基因文化;基因中蕴含的生物改造自身、创造自身的智慧,就是基因智慧。

  在人类进化之中,智慧对于进化发挥着主导作用:从人类的基因中,我们可以解读到基因文化和基因智慧;从生物分子中,我们能够看到分子智能;从生物细胞中,我们能够看到细胞智能;从生物组织中,我们能够看到组织智能;从生物器官中,我们能够看到器官智能。

  如果说,人类进化的早期,是一个智慧形成的进化过程,那么,当这个智慧形成之后,人类的进化就进入到在智慧引导与控制下的智慧进化时期。它包括:⑴人体自身进化——功能、结构、进化机制的进化;⑵人类文化进化——文化、科技、物质文明、知识、观念、智慧的进化。

  在智慧进化过程中,智慧程序产生了一系列的转化,包括:程序的自形成、程序的自重组、程序的自组织、程序的自进化、程序的自控制。正是由于它们的形成,而导致了智慧程序的自形成、自重组、自组织、自进化、自控制进化。

  生物学意义的“进化”:是指生命是由非生命的物质产生的,然后,完全按照自然方法发展这样一个过程。

  生命是一种分子现象,生物分子是构成生命体的、具有生命的最小单位。奇妙的生物分子极为复杂,它是一种有机分子,并且具有生物分子智能。现在我们还不知道,为什么生物分子就具有了生命现象,它与非生物分子到底有什么区别?生物分子进化与非生物分子进化又有什么不同?生物分子智能又是怎么一回事呢?

  人类胚胎发育过程中,存在着细胞“突变”。我们知道,人是由一个受精卵发育而形成的,受精卵只是一个细胞,而胎儿却有许多种细胞。那么,应该说,胎儿是由一个受精卵“突变”而来的了?原来根本不是那么一回事。

  受精卵携带着人类的遗传基因——DNA,它是由一系列的程序构成的,携带着构成人体所有不同类型细胞的全部信息。这个程序,将按照它原有的时间顺序、构成方式,逐步完成胎儿的发育。受精卵为胎儿的形成,提供遗传信息、提供复制各种细胞的场所。所以说,人类胚胎发育过程,绝不是细胞“突变”,而是一个遗传信息程序执行过程。

  生物体内有许多高智能的器官,比如:⑴分子器官——构成了细胞内物资运输的高速公路、运输线、构成了各种生命过程的生命开关;⑵太阳能器官—— 具有光合作用的器官;⑶电子器官——神经系统的器官。这些高智能的器官,执行着各自不同的功能,它们要比现有的最为复杂、功能最为精密的人工智能仪器,还要高级的多。

  三、生物遗传与智慧遗传

  生物遗传:是指通过细胞染色体由祖先向后代传递的品质。生物遗传不但给了我们一个完整的身体,同时也给了我们一个完整的智能结构,这就是大脑。生物遗传是由遗传基因DNA所携带的遗传信息来完成的,DNA中即包括了构成人体结构、生理功能的信息,也包括了构成智慧的信息。

  智慧遗传:我们知道,人体的生理功能是不受人的意识控制的,属于潜意识的那部分,而人的遗传智慧也深藏在潜意识里,它必须由后天的学习和社会实践来开发,才能进入我们的显意识层次,并被我们所感知。

  意识:是指人的头脑对于客观物质世界的反映,是感觉、思维等各种心理过程的总和。人类的遗传使我们具有了这种潜在智能,其中最重要的一种智能是:“能够识别和学习人类自己所创造的信息体系的智能,人类的信息体系包括语言、文字、符号、图形等。”这就是说,我们的大脑不是空的,它包含了形成潜在智能的全部信息。

  进化:这里特别要强调的是,婴儿的“能够识别和学习人类自己所创造的语言智能中心”,是在大脑的显意识区,处于一种开放状态,随时准备接受外来的信息,它的发育与定型过程,是人类由自然人,进化为社会人的关键时期。假如,这个时期婴儿只接受了动物的信息,比如:我们所知道的“狼孩”,他就会“进化”成为,具有“狼习性的动物”。

  婴儿对周围环境和同伴的认可过程也很重要,他会受其影响而进化,如果是人文的环境,那么他就会进化为人,反之就会“进化”为动物。因为,婴儿还没有形成自主意识,还不具备选择和识别环境的能力,所以,婴儿的早期进化,完全是一个适应环境过程,而不是选择和识别环境过程。

  智力中心:我们接受了祖先遗传给我们的所有的“智力中心”,婴儿的早期教育,不但唤醒了这些沉睡的智力中心,促进其结构的发育、成熟;同时也注入了大量的“人类信息”,使其形成了最初的“原始意识”。很明显,“人类信息”是促进婴儿形成正常“认知心理智力”的一个重要因素。这样看来,显意识是后天进化所获得的,其主要特点是能“主动的注意、关注”,它与婴儿先天的条件反应不同,前者是一个“主动的、有意识行为”;后者是一个“被动的、无意识行为”。

  信息遗传:如果说,DNA是整个人体的遗传信息总合,为什么我们只想到它可以遗传我们的形体结构,而不遗传我们进化的智慧?即对信息处理的能力。有人会说,如果智慧是先天遗传的,为什么婴儿出生后不会说话、认字?我想有这么几种可能性:

  ⑴遗传信息库,首先要与后天的感觉信息库建立对应关系,才能被启动。

  ⑵知识信息要在后天获取,是一种抽象信息。

  ⑶抽象信息是由人类所创造的抽象符号、图像所构成,而人类最初最容易接受的是形象信息。

  ⑷实际上,婴儿的学习确实是从形象认知开始的,这与成人研究自然科学的过程相吻合,

  ⑸我们的知识是在我们感知了自然界的信息后,通过不断的总结、归纳,并将这种自然界的信息,转化为人类的信息,才建立了今天的知识体系。

  生物遗传没有把祖先已经创造的知识遗传给我们,而是把智力给了我们,为什么会这样呢?要知道,这种以遗传方式所获得的“智力”(智慧核心),在短时间内是不可能形成和改变的,它将伴随我们一生。

  知识遗传:假如我们只获得了知识遗传,而没有获得能够创造知识的智力遗传,在我们极短的生命里,将很难或无法改变这种知识遗传智慧,这对个体再进化,具有极大的束缚作用,知识遗传将变成人类大脑中的固有智慧,也不利于个体的多样化发展,不符合“生物的多样性原理”。

  智力遗传:为什么个体必须获得“智慧核心”的遗传呢?因为这个“智慧核心”是在人类漫长的进化过程中形成的,对于个体来说,在他有限的生命里,是不可能完成这种进化的。这个“智慧核心”就是:人生来就能够学会说话,并能够识别和学习人类自己所创造的信息体系。人类的大脑就具有这样的功能,而且可以通过学习获得前人的智慧结晶,并在此基础上创造出新的知识与智慧,而无须以遗传方式,直接获得的“智慧”(知识)。我们所须的是智慧的结构与基本功能,是学习与创造的智慧。
  智慧教育之四:探索人类智慧的进化

  第二节 进化论与智慧教育

  进化论不但是生物进化与智慧的经典理论,而且是整体科学理论、科学思想、科学方法进化的经典理论,正因为如此,我们才创造了人工智能理论中的系统自进化理论。

  一、“宏观”进化论与智慧

  达尔文:在1859年出版的《物种起源》一书中,系统地阐述了他的生物进化理论,这就是著名的进化论(Darwinism)。认为生物都有繁殖过剩的倾向,而生存空间和食物是有限的,所以生物必须“为生存而斗争”。在同一种群(群体)中的个体存在着变异,那些具有能适应环境有利变异的个体将存活下来,并繁殖后代,不具有有利变异的个体就被陶汰。如果自然条件和变化是有方向的,则在历史过程中,经过长期的“自然选择”,“微小的变异就得到积累而成为显著的变异”。由此可能导致亚种和新种的形成。

  “宏观” 进化论:其代表人物达尔文坚信,生物的进化是自然选择的结果,他强调生物对自然环境的适应性,认为自然选择与适应是生物进化的原始动力。生物种群的多样性与生物所处的自然环境密切相关,生物进化的本质是DNA随机突变形成的,生物进化是一种自然属性。

  在我看来,达尔文的生物进化论,对于解释生物机体的进化是比较合理的,但对于人类的智力进化来说,则无法摆脱其“生物属性的哲学思想体系”。如果说,在人类进化的早期,人类还没有脱离一切生物进化的属性的话,这一时期的人类进化,还处在“适应自然环境的被动进化”之中。那么说,人类进化的后期智力进化,则是一个“主动适应自然环境、主动认识世界、主动改造世界的主动进化”。这主要表现在人类智力进化的“原始创造意识”,包括人类创造的工具、语言、文字、符号、图形等。为什么说人类智力进化是一个主动过程呢?因为人类的进化,如果只是一味的适应自然,这样的进化结果,是无论如何也不可能产生超越动物的“主动意识”,也就不可能创造出工具、语言文字。

  然而,人类正是在利用自然工具等基础之上,获得了创造的“启发”,进而萌发了“原始创造意识”,从此走上了智力进化的主动创造历程。我们再来看一看人类现代的智慧进化,哪一项科技进步不是创造的结果?反过来,人类的科技创造,又促进了人类自身智慧的进化。这种从现代人类智慧进化,来推测原始人类智慧进化的,“逆向性智慧进化思想系统”,是非常科学的,它符合人类智力进化的客观规律。

  二、“微观”进化论与智慧

  “微观”进化论:是从分子生物化学的“微观”层次,来研究、解释人类进化的理论体系。

  怀疑:“微观”进化论对达尔文的进化理论提出了怀疑:认为人类的进化,不是经过长期的“自然选择”,“微小的变异就得到积累而成为显著的变异”,而是整体功能结构的“突变”。

  核心理论:任何一种系统都具有不可降低的复杂性,所谓的“不可降低的复杂性”:是指某个系统是由匹配得当、相互关联的几个部分组成,这些部分是这个系统发挥功能的基础,因而,缺少任何部分都将使这个系统无法有效地发挥功能。所以,在生物进化中,生物系统只能是作为一个整体一次形成。

  过渡:在生物进化中,就功能层次上,不存在过渡的前身。我们可以从非生物界的实例中,来理解这个问题:例如从自行车发展到汽车,自行车只能是“概念上的” 过渡的前身,而不可能是“实际意义上”的过渡的前身,因为,就功能层次上自行车是无论如何也不可能由它的链条,进化为汽车的发动机的。

  指令进化:正因为如此,DNA“指令进化”是对环境所产生的“超突变”效应,产生极大数量的模型,来试图完成与外来病毒的楔合作用。而这些过程仅仅发生在信息层的作用,从未到抗体的制造层。正如我们在解决问题前,是通过思维来提出解决问题的方案,从发散性思维活动中,寻找解决问题的许多可能,最后再从中选择出正确的方案,这正是进化的奇妙之处。

  生物之所以具有智慧,是因为他对任何一种必要的功能活动,只是利用各种“指令”,来寻找最终需要执行的功能活动,而不是通过各种功能的具体执行,获得最后的正确方案。如果是那样的话,生物需要付出多少失败才能找到正确的方案呢?而人类智慧进化,也使人类具有了用思维来寻找正确方案的智慧,使人类不必要付出“行动”上的失败。这就是进化的意义所在,这就是我们为什么要揭开智慧之迷的根本原因。

  程序进化:在生物进化过程中,DNA中基因的重组,应该是一个程序的再构建或重组。细胞里的每一个生命过程,都是按照DNA程序指令来完成的。程序的改变是DNA的自组织智能、自进化智能、自控制智能、自完善智能协同完成的,其目的是对环境适应的自然选择,主动选择。大系统控制正是基于这种理论来设计与实现的。

  同样,生命的起源也属于程序的进化:由数据 信息 程序 生命。程序是由一些有规律的数据、信息构成的,这就是所谓的“秩序”。生命形成的最初秩序,就是自然规律——“自然程序”,各种事物都有自身的内在规律,信息存在于自然界,自然界本身就是“规律”。

  程序进化可以使细胞内的生命过程,由一种模式转化为另一种模式。生命过程只不过是由程序所控制的一个过程,构成生物进化的原因是程序进化,而我们所看到的一切生命现象,只是这个程序控制下的结果。所以,从结果论证进化的方法是徒劳的,我们应该从原因——程序进化,去探索生物的进化,探索智慧的进化。
  智慧教育之四:探索人类智慧的进化

  探索宇宙的起源与进化,要比探索有关生命的起源与进化更加困难,这是由于生物与非生物只不过是存在方式不同,生命的起源只是物质构成方式的转化。而宇宙起源的原始状态应该是一个什么样的?进化的历程又是什么样的?则是一个非常难解的迷。

  DNA与RNA:科学研究已经证明:自然界中存在的“氢与碳”、“氮与氧”,能够生成烷、氨、水,并在雷电、火山、太阳光的作用之下,形成氨基酸,DNA、RNA同样也能够形成。蛋白质只不过是氨基酸的有序组合方式,DNA、RNA既是生命物质,也是信息编码的物质单体和信息储存的介质。

  有学者提出,现代科学在合成DNA、RNA时,加入了人类的智慧,而认为在DNA、RNA形成的原始状态,其智慧应该是零。我认为:在DNA、 RNA形成的原始状态,其智慧就是“自然秩序”,我们不应该否认“自然秩序”的存在,要知道人类就是自然创造的,人类的智慧也是自然创造的。那么,为什么说人类的智慧就一定高于自然智慧呢?现代科技不就是揭示自然规律吗?

  另一些学者常常用人造物质的产生与进化,来说明自然物质的产生与进化的不可能性,这是绝对错误的。因为人造物质与自然物质完全是两个不同的概念,人造物质是人类信息操作的结果,自然物质是自然信息操作的结果;人造物质已经赋予了人类的智慧,而自然物质却保持着自然秩序——“自然智慧”。

  生物细胞进行复制时,提取NDA信息分为两个过程:

  ⑴转录——细胞首先将NDA的信息转录到RNA,制作成各种不同的RNA,RNA携带着NDA的信息。

  ⑵转译——RNA是NDA的复制品,并将其信息转化成为特定的蛋白质,而蛋白质就是这组信息的实体。

  密码:生物进行进化时,首先在自身NDA中,标记好需要进化的密码,在向下一代遗传时,改变密码。于是下一代所接受的密码,是已经发生改变了的密码,即已经进化后的密码。而下一代生物就可以利用直接获得的、已经进化的、新型密码,建立起新的细胞结构,而不需要改造自己的细胞结构。具体过程是:精子+ 卵子 受精卵 新型 密码进化。在卵子受精时,进化后的信息遗传给下一代。

  计算机病毒的复制、演化,对生物进化应该有许多启示,即程序进化问题。我们应该在这方面进行深入的研究。

  选择与适应:分子生物化学认为:某个系统要经受“自然选择”的考验,就必须具备“最基本的功能”。根据系统本身的结构——认为达尔文主义者对生命机制的一个解释,会让人永远难以捉摸。而我认为:“最基本的功能”结构的进化,不是对原有细胞结构的改造,而是通过DNA的进化,构成新的“最基本的功能”结构。“自然选择”与“适应环境”;“物竞天择”“适者生存”,是所有生物进化的根本原理。

  “自然选择”是一种双向的过程,生物选择适合自己生存的环境,以求“适者生存”;环境以自身的调节作用,选择构成环境各种因素,以求达到平衡。因为无论是生态环境,还是宇宙的大环境,它们原本就是一个动态平衡体系,它们之所以能够以这种方式存在,就是它们具有维持这种动态平衡的内在运行机制,这就是它们的自然规律。

  我们不应该将生物与非生物,放在一种完全对立的角度,进行认识与考查。而应该从宇宙大环境及其演化规律,对生物与非生物演化、进化,进行的分析与考查。任何规律都应该是广义是的程序、秩序。某种程序所具有的控制、调节机制,就应该视为一种智能。不同层次的程序,只不过智能程度有所不同。

  模式转换:“复杂系统”必须具备自组织智能、自控制智能、自进化智能。“复杂系统”通过系统的“紊乱”,从一种模式,转换到另一种模式。正如受精卵开始时,只是一个细胞,呈现某种稳定的条理化状态,但受精卵的DNA中蕴藏着,能够打破这种稳定“条理”的程序,由此而引导细胞内部的 “紊乱”,并产生了肝细胞、皮肤细胞、脑细胞等。

  这个过程很像计算机程序行为,“复杂系统”正是以一个数学概念描述计算机程序的行为。我们知道,计算机的一个小的程序改变,将会引起输出端的极大的变化,生物正是以这种方法完成进化的。

  自然秩序在DNA中,形成了生物秩序,环境的变化使生物秩序需要随之产生相应的改变,于是引导出有目的的改变。DNA的自控制智能,对环境的变化产生感应,并由此产生指令的改变。生物中生化的改变、生物电的改变,即正电与负电的变化,与电子计算机中信息的变化,存在着相似的关系。比如:“正”、 “负”;“0”、“1”。这些大概就是生物程序的构成机制。下面我们从人工智能、信息理论,来讨论生物中存在的一些智能。

  分子智能:每个分子都是由相应的原子组成,并具有一定的运动方式,即组成某种分子的相应原子之间的作用,构成了这种分子特有的运动方式。这种特有的运动方式是由一系列的数据组成的,再由数据构成信息,最后构成特有的“程序”。而这个“程序”就是分子智能,分子就是在它的控制之下保持其特有的运动方式的。

  细胞智能:每个细胞内都存在着DNA,其内部存在着控制细胞生命过程的“程序”,所以DNA的“程序”就是细胞智能。细胞进化正是通过这种“智能程序”的有目的的选择完成的,就像我们人类改造环境一样,细胞在不断地改造、完善“自身”,因此DNA是一个绝对地智能高手。

  器官智能:器官是由一系列的相关细胞构成的,其功能是由这些细胞协同完成的,器官的协同机制也就是它的控制机制,即器官智能。

  从自行车到飞机,是从人工动力到机械动力的进化、动力方向的进化、基本构件的进化、构件组合模式的进化,这些都是智慧“观念”的进化、智慧“指令”的进化。细胞进化也是这样一种方式。

  人类智慧的进化与生物进化一样,也是程序的进化。比如人类感觉、认知、思维过程,都是一些程序的操作过程,包括程序的自形成、程序的自重组、程序的自组织、程序的自进化、程序的自控制等。
  智慧教育之四:探索人类智慧的进化

  如果能够确定人类智慧进化就是程序进化,我们就可以按照程序进化机制,来研究人类智慧进化了。这还需要进一步的科学考证。

  三、遗传智慧的进化

  “智慧核心”的进化,是通过种群进化得以实现的。在人类进化的漫长岁月里,人类的DNA基因中,保留下了自然界本身运行规则的“印迹”——“秩序”,比如时间:一年四季,日出日落;还有空间:大小,高低、远近。这种“印迹”经过几亿万年的进化,慢慢的以遗传基因的方式,储存到人体内部的 “DNA”之中,它是智慧进化最原始的开端。

  人类进化的另一个部分是社会进化。社会进化就是文化进化,包括人类所创造的信息:语言、文字、符号、图形等,也包括宗教、民俗、文明、科技等。社会进化属于非生物进化,它发生在人体之外,是通过文化进化的形式来实现的。

  为什么生物进化不能把包括智力、知识等全部智慧遗传给个体呢?而要采用社会遗传的方式,进行知识遗传,我想有以下11种原因:

  ⑴人类的遗传基因承担着人体遗传所需的全部基因,这已是一个巨大的、具有天文数字的信息体系,在胎儿短短的十个月的孕育期,首先要确保完整而准确地、承袭父体和母体所提供的基因,形成胎儿自身的遗传基因。

  ⑵而后这个遗传基因进行有序的分化,形成不同组织器官的原始细胞,再由这些原始的组织细胞,发育成人体的不同组织和器官。

  ⑶你是否知道,人体拥有几亿万个细胞,每一个细胞又具有什么样复杂而又精细的解剖结构,不同的组织、细胞又具有各自所特有的生理功能。要完成这样一个庞大的体系的遗传,是一个何等庞大、复杂的生物工程呀!

  ⑷大家都知道,人体是一个开放体系,要保持一个相当稳定的动态平衡状态,就需要人体具备一个相当复杂、完善的调节体系。

  ⑸而生命体如果要生存下去,就必须进行新陈代谢,而新陈代谢又是一个非常复杂的生命过程。

  ⑹同时,生命体还必须能很好地适应外部环境,并与疾病做斗争,这一系列的人体功能,同样需要遗传基因来遗传。

  ⑺自从语言和文字出现之后,人类的智慧得到了飞速的发展,而人类遗传基因的进化是一个漫长的过程。

  ⑻这就是说,生物遗传已不能适应社会进化飞速发展的需求。这是因为人体的遗传基因不可能在短时间内,将人类所获得的知识与智慧全部固化到遗传基因当中去。

  ⑼而恰好人类所创造的语言、文字、符号非常适合充当这一角色,这就自然产生的社会进化。

  ⑽对于人类生物进化而言,社会进化是一种相当“经济”的手段,它不但可以在短时间内完成自身的进化,而且减少了生物遗传的负荷,这样就能确保生物遗传的准确性、简易性、纯净性。

  ⑾试想、如果将所有的知识和智慧的遗传任务,都交给生物遗传基因来完成,过量的信息,已超过了人体遗传基因所能承担的遗传能力,这将势必造成遗传过程的混乱,使人类的正常遗传无法完成。

  我认为:在人类的遗传基因里,一定有“智慧遗传信息”。如果说,没有智慧遗传信息,婴儿又如何能够学习语言、学习科学知识呢?反过来说,智慧是后天获得的,那么,为什么只有人才能获得呢?而其它动物、植物又为什么不能获得后天的智慧呢?我认为,婴儿所获得的最根本的智慧是“能够识别和学习人类所创造的信息的能力”,而其余的智慧都能在后天获得。

  四、获得智慧的进化

  获得智慧进化:是个体进化,是先天智慧与后天学习、实践的结晶。社会进化,即包括了个体大脑结构的进化与大脑遗传智慧的进化,同时,也包括了外在的物质文明、科学知识、技术的进化。社会进化,使得个体不但获得了先天的智慧结构与智慧信息的进化,而且,为个体后天能进一步获得外在的物质文明、科学知识、技术奠定了丰厚的基础。反过来,获得了进化的个体,又推进了社会进化。那些进化中的佼佼者,将引导、促进整个社会的进化。

  迁移:在人类近代进化史中,外在的物质文明、科学知识、技术的进化是最为迅猛的。社会进化是人类自己创造的,这即是生存的需求,发展的需求,同时也是人类欲望的需求。为什么社会进化会如此迅猛呢?原来,这是由于“遗传的迁移,进化的迁移”。

  创造:自从我们的祖先走出森林后,随着他们运动范围的不断扩大,劳力生产的复杂化,人类的大脑体积迅速增大,原始经验的积累也在不断的增长。这时,人类已“朦胧”的意识到,生物进化已无法满足自身发展的需求。于是,人类便渐渐的开始创造自己的语言,接着又创造了文字。这样,人类所获得的知识得到了保存,并因此获得飞速发展。再后来,人类又创造了数学与逻辑体系,使人类的智慧发展到了一个崭新的阶段。

  大脑结构进化:在人类早期进化中,大脑结构的进化是非常有限的。这主要是由于大脑结构的进化,取决于遗传基因的进化,而后者的进化是一个非常缓慢的过程。我们知道,智慧进化取决于两个方面:一是大脑结构和大脑遗传智慧的进化,二是外在的物质文明、科学知识、技术的社会进化。

  主观能动性:人类之所以能成为万物之灵,最根本的是他所独具有的主观能动性。人类在意识到自身智慧的进化受到生物进化的束缚后,便主动开始了“创造社会进化体系”,使人类文化遗传“由内部迁移到了外部”,使人类文化进化“由内部迁移到了外部”,完成了“智慧进化的一次彻底革命”。

  另外

参考资料:http://www.wisdomedu.net

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第1个回答  2005-12-17
人类会说话源于基因变异

据英国广播公司(BBC)网站2002年8月27日报道,继去年10月第一个语言基因FOXP2的研究成果在《自然》杂志上发表之后,部分科学家以老鼠、猴子及人类为实验对象,研究“FOXO2”基因在不同物种中是否有不同的表现,并进一步论证语言与人类文明发展的关联。

结果令人惊讶:语言源于“FOXO2”基因的变异,人类会说话是个“意外”。

由德国莱比锡市马普人类进化研究所的遗传学家斯万特·帕博(Svante Pbo)率领的小组与英国研究者进行合作,着手追溯“FOXO2”基因的进化历史。他们测定了一些灵长类诸如黑猩猩、大猩猩、猩猩和猕猴及小鼠的“FOXP2”基因,并与人类“FOXP2”基因序列进行比较。

该研究小组在2002年8月14日的《自然》杂志网络版上报告说,人类与小鼠最近的共同祖先生活在大约7000万年以前,从那时到现在,“FOXP2”基因蛋白质的氨基酸序列上只产生了3处变化。其中2处变化发生在约600万年前人类支系与黑猩猩分离以后。

基因掌握着蛋白质形成的“密码”,而蛋白质是生物体中一切运动的杠杆和传动装置。“FOXP2”基因上的变异明显改变了相关蛋白质的形态,因此,某种程度上使得变异基因赋予人类祖先更高水平的控制嘴和喉咙肌肉的能力,从而使他们能够发出更丰富、更多变的声音,为语言的产生打下了良好的基础。

“FOXP2”的基因存在于所有哺乳动物,而该基因的变异使人类能够区别于黑猩猩,黑猩猩这个人类的远亲就只能掌握较少的语言了。

科学家发现,“FOXP2”基因关键片断上共有715个分子。其中,老鼠只有3个分子,黑猩猩更少,才2个。别小看这极其微小的差别,它却产生了深远的影响。

基因的变异在自然界中非常普遍。它主要是由于细胞的复制机制出了问题而引起的。大多数的变异是有害无益的,但也有意外的情况。这种“偶尔的意外”因为它的先进性而得以在人类进化中迅速传播。“FOXP2”就是例证之一。

德国科学家们指出,这种变异正好发生在20万年前解剖学意义上的现代人出现的时候,此后,现代人就取代了原始祖先,并排挤掉其他原始的竞争对手,主宰了地球。

如果说进化论是生物学大厦的基础,它使得多姿多彩的生物界统一了起来,那么遗传学就是生物学大厦的主楼,连接着生物学的其他分支:分类学、形态学、生理学、发育生物学、生态学和进化论生物学。这是因为遗传是生命主要的特征,遗传的机理乃是一切生命现象的核心。然而有趣的是,生物学大厦的建筑却违背了常规,它先是未打地基在四周盖了几幢小楼,然后才开始奠基,最后才建筑中心主楼。分类学、形态学、生理学和发育生物学(胚胎学)都已有了数百年乃至几千年的漫长历史,而进化论以及与之相关的生态学和进化生物学却迟至十九世纪中叶才建立(以1859年《物种起源》的发表为标志),而遗传学的创建,又晚了40年(以1900年孟德尔定律被重新发现为标志)。

遗传学的建立为什么如此艰难?这似乎是很奇怪的事。遗传与变异是相当直观的现象,人类自古以来就已注意到。人类培育、养殖动植物,已有上万年的历史。所有的动植物育种,不管是通过人工选择还是杂交,都是因为已意识到优良的变异能够遗传。早在公元前六世纪,《越绝书》就说过“桂实生桂,桐实生桐”,东汉思想家王充则在《论衡》中做了一个普遍性归纳:“万物生于土,各似本种。”甚至还谈到了变异:“瑞物皆起和气而生,生于常类之中,而有诡异之性。”就是说,那些奇形怪状的所谓“瑞物”,不过是常类的变异而已。但是科学研究不能仅仅停留于对表面现象的描述、归纳,更重要的,必须探究现象背后的原因,试图做出解释,而这首先要知道问问题。能提出恰当的问题,是寻找正确答案的第一步。对遗传现象来说,必须提出的主要问题是:

遗传是否存在物质基础?

遗传的物质基础是什么?

遗传物质是如何传递的?

遗传和环境的关系如何?

古希腊哲人比古中国哲学的高明之处,就在于他们能够提出问题并试图做出理性的解释。遗传学就象几乎所有的科学学科,最终都可以追溯到古希腊。但是与现代科学不同,古希腊的原始科学并不重视实证,而处于思辨的状态。古希腊思想家所思考的问题,有时根据的不过是出于传闻。比如,据传说,有一群麦克罗色法利人,以头长为高贵,因此他们的父母在新生儿的头骨还柔软的时候,习惯将其尽量拉长,结果麦克罗色法利人都有长脑袋。在公元前410年左右,希波克拉底据此做了一番推测:

“该性状起初是通过人工的方法而获得的,但是随着时间的推移,它会成为可遗传的性状,人工的方法就没有必要了。种子来自身体的所有部位,健康的种子来自健康的部位,有病的种子来自有病的部位。因此,如果秃头的父母通常有秃头的孩子,灰色眼睛的父母有灰色眼睛的孩子,那么,长头的父母为什么就不应该有长头的孩子呢。”

希波克拉底在这里提出了遗传学史上的三个重要观念:一、遗传有物质基础,而且是以看不见的颗粒形式(“种子”)传递的。二、泛生论,即认为身体的每个部位都提供了遗传颗粒。遗传物质来自于整个肉体。三、后天获得性能够遗传。这个观念虽然常常与18-19世纪的法国博物学家拉马克联系在一起,其实是一个很古老的观念。在这些观念中,颗粒性遗传是正确的,而泛生论和后天获得性遗传则是错误的。后两者其实是不可分的,如果相信后天获得性能够遗传(从前的人或多或少都相信),那么只能用泛生论来解释。

大约一个世纪后,亚里士多德(公元前384-322)对希波克拉底提出的遗传问题做了进一步的探讨。他列举了支持和反对泛生论的证据之后,认为反对的理由更充分。主要的反对理由是:一、象头发、指甲这类死组织怎么可能也产生种子?二、子女不光是继承了父母的身体特征,也能继承声音、步法等行为特征,行为怎么可能产生种子呢?三、还没有长胡子或白头发的年轻父亲生下的儿子以后却会变成长胡子或白头发,胡子和白头发的种子又从哪里来?四、子女有时不像父母,却象他们的远祖,远祖的这些性状在父母中没有,所以父母也不可能产生携带这些性状的种子。五、将植物的某些部分去掉后,其后代仍然能长出这些部分,而且象其亲本,说明这些部分的遗传并不是来自它们本身产生的种子。六、如果身体的每个部分都产生了代表它的种子,而子女同时从父母继承了这些种子,那么他们就应该有两个头,四根胳膊,四条腿,等等。

这些理由未必是很有说服力的,泛生论并没有遭受重大的打击。但是亚里士多德由此得出的结论却值得注意:“为什么我们不直接了当地承认精液是用于形成血肉的,而它本身并非就是血肉?”或者说,他持有的是一种后来被称为“渐成论”的正确观点,这是相当了不起的——甚至在二千年后还有科学家相信预成论,认为精子是具体而微的完整的小人。亚里士多德不仅确认了遗传有物质基础,遗传物质就在精液之中,而且做了个非常重要的区分:父母遗传给子女的,并不是性状本身,而是能够发育出这些性状的因素。这个因素我们现在叫做遗传信息,亚里士多德把它叫做形式因。但是,亚里士多德认为只有雄性的精液才提供了形式因,而与之对应的雌性生殖物质(他认为是月经)不过是质料因,即提供由形式因塑造的原料。亚里士多德认为遗传主要由雄性决定,雌雄的地位不平等,这是他的遗传学说的一大缺陷。

尽管古希腊的思想家对遗传的解释还相当模糊,全都存在重大的缺陷,但是他们不把遗传看做神秘的现象,而认为存在着客观的规律,是可以研究的一门学科,这种理念,才是他们对遗传学的最大贡献。但是随着基督教在西方占据了统治地位,西方进入了黑暗的中世纪,几乎所有的科学研究都终止了。遗传学的理论探讨在亚里士多德之后的两千年间可以说一无长进。文艺复兴之后西方的科学研究开始复苏,在18-19世纪,博物学家对动植物的遗传与变异做了大量观察,植物学家也热衷于做杂交试验,为遗传学的建立积累了丰富的材料,遗传的理论问题再次被提了出来。达尔文在1868年正式发表的泛生论对遗传学创立之前的遗传理论成果做了最好总结,是遗传学史前期最精致的一个假说。

达尔文对遗传变异的研究,是研究进化论的必然延伸。达尔文的自然选择学说认为生物进化的主要因素,是由于在生物个体中存在形形色色的变异,那些能够适应环境的优良变异在后代中得到保留,不能适应环境的劣质变异则被淘汰,长期选择的结果,使得生物出现适应环境的进化。但是,如果新的变异不能不断地产生,那么自然选择就失去了材料,在大多数变异都被淘汰之后,进化就会停止。变异是如何产生的?优良的变异又如何能保留、传播?当时的遗传知识无法回答这些问题,其答案甚至与自然选择学说相冲突。当时的人们普遍相信融合遗传,认为后代是父母性状(或者说血缘)融合的结果,比如黑人和白人通婚后生下的小孩肤色介于中间,如果一个白人到黑人部落生活、繁衍,他的后代的肤色会变得越来越黑,白肤色这种性状最终会消失。同理可证,一个适应环境的优秀变异也会一代一代地被其他变异稀释掉,而无法得到传播。我们现在知道融合遗传是错误的,是数量遗传(由多个基因决定的性状)造成的假象,基因本身是不会被稀释掉的。但是达尔文却为此苦恼终身。

在达尔文的晚年,他的主要精力都用于思考、研究遗传与变异的问题。他擅长的研究方法是归纳法,收集尽量多的有关事实,从中归纳出一些结论,然后提出一个假说来解释所有的结论。达尔文用这个方法成功地创建了自然选择学说。他决定对遗传学的遗传问题也如法炮制。在《动植物在家养条件下的变异》(1868)这部两卷本的大部头著作中,达尔文收集了当时最为完备的有关动植物遗传与变异的资料,并逐一做了归纳推理。

在当时并不是所有的人都相信生物的变异是遗传的,许多人认为变异主要是由于环境引起的。达尔文收集了大量的证据证明后代不仅总体上与父母相似,而且有一些很特别的性状能够一代一代地传下去。比如有一个家庭,连续四代有人生下来不久就患鱼鳞藓,而且只限于男性成员,由偶然因素引起的概率微乎其微。因此达尔文得出结论说,至少有些变异是能够遗传的。遗传必定有其物质基础。

由于在体外授精的动物中,卵和精子是联结上、下代的唯一物质,因此所有的遗传物质必定包含于卵和精子之中,并通过卵和精子传递。

但是有的生物,比如水螅,同时存在有性繁殖和无性繁殖的方式,经由发芽长出的水螅和受精卵长出的水螅完全相同,这说明遗传物质不可能只存在于卵和精子中,其他细胞也可能有。此外,许多动物和植物都有再生现象,能够重新长出损失的器官,这说明许多甚至可能全部的体细胞也都包含有遗传物质。

达尔文对隔代遗传和返祖现象特别感兴趣。祖父母辈的某个特征在父母之中不存在,在孙辈却重现。有时候,孩子能够出现远祖才有的某个特征。这说明遗传物质能够处于隐藏状态,而且是较为永恒和稳定的。达尔文甚至触及了现代遗传学的一个核心观念。他指出,在杂交时,第一代往往表现为亲代特征的混合,而第二代有时却又不同程度地表现出亲代双方或一方的特征。这说明第一代的混合特征并不是由于遗传物质的融合导致,而是由极细微的遗传物质颗粒镶嵌而成的,在第二代中又分开了,也就是说,融合遗传至少并不总是成立的。

由于遗传物质是一代代地传递的,那么必定存在着对遗传物质进行复制的某种机制。又由于新的变异能够突然出现,那么遗传物质又是可以被改变的。

以上这些观察、归纳和结论都是正确和基本正确的。但是达尔文也相信了某些错误的观察结果,从而得出了错误的结论,最终危及了他的遗传学说。

尽管达尔文认为器官受损一般来说不能遗传,比如犹太人已对男孩实施割礼数千年,而犹太男孩出生时还是有包皮。但是达尔文又提到有一些观察表明器官受损能够遗传,比如有一头母牛由于事故化脓感染失去了一根牛角,结果她生下的三头牛犊在同一侧都没有角。这些观察有很权威的来源,使达尔文无法否定其真实性,因此他认为对器官受损是否能遗传,无法有确定的结论。事实上,达尔文一直相信某种程度上的后天获得性能够遗传,在晚年这个倾向越严重。他需要

用后天获得性的遗传来解释新变异的产生,而让自然选择来从事剩下的挑选工作。但是他没有意识到的是,如果后天获得性能够遗传,又何必依赖自然选择的挑选?

他相信某些育种学家所说的,单个的花粉不能使植物授精,而必须有几个花粉才行。这使他误以为在遗传时雄性配子和雌性配子不存在一配一的关系,而无法进行定量的研究,尽管他自己在做金鱼草杂交实验时,也得到了3:1这个“孟德尔比例”,却完全忽略了其中所隐含的定律。

他相信动物育种学家所普遍相信的,一头纯种的母畜在与不纯的公畜交配后,其血缘就受到了污染,即使以后再跟纯种公畜交配生子,后代也不纯。他提到,摩顿勋爵有一头阿拉伯栗毛母马,与一头南非斑驴(一种斑马,现已灭绝)交配后,生下的后代在形态上介于阿拉伯马和南非斑驴之间,这并不奇怪。但是这头母马后来被送到另一个牧场与一头阿拉伯公马交配,生下的马驹在腿部却有斑纹,就象是与南非斑驴的杂种一样,这就比较奇怪了。达尔文把这称做“迟滞遗传”,认为母马的遗传已被南非斑驴的精液所污染。我们现在知道并非如此,阿拉伯马本身就存在腿部有斑纹这种变异。但是达尔文不知道有这样的变异存在,他对“血缘污染”现象的接受,成了他的遗传学说的一个致命伤。

达尔文将这些或真或假的结论全综合在一起,用一个他谨慎地称之为“临时性的泛生假说”来解释。这个假说认为每一种器官,每一种细胞都能产生一种极其细小的颗粒“微芽”决定着生物的遗传和发育,即心脏能产生心脏微芽,眼睛能产生眼睛微芽,等等。这些微芽能在体内各部分传输,所以所有的细胞,包括精子和卵,也都含有所有种类的微芽。父母的生殖细胞收集了所有种类的微芽,然后在授精时结合起来一起传给下一代。鱼鳞藓病患者产生了鱼鳞藓微芽传给下代,所以其后代也天生就得鱼鳞藓。后代的性状表现为父母的融合,是由于父母微芽混合的结果。有时父母一方的性状较明显,是由于其微芽有某种优势。由于体细胞也含有整套的微芽,所以无性繁殖和再生能够发生。隔代遗传和返祖现象是由于休眠的微芽复苏。某种遗传病较多地在某个性别表现出来的性连锁遗传现象是由于该遗传病的微芽在这个性别有优势。人工选择是可能的,因为人们在选择某种可望得到的性状时,实际上是选择、累积了代表这种性状的微芽。器官损伤一般是不能遗传的,因为在器官受损之前,该器官产生的微芽已遍布全身,送到生殖细胞了。那些能够遗传的器官损伤,似乎都与病变(比如化脓)有关,可能是由于病变能够把该部位原先产生的微芽都吸引来聚而歼之。环境能够刺激体细胞产生新的微芽,这些新微芽又能送到生殖细胞遗产给下一代,所以后天获得性能够遗传。微芽又能够传染,当斑驴与母马交配时,其精液中包含的微芽不仅传给了下一代,也进入了母马的卵巢,污染了母马的血缘,所以以后母马与公马的后代还携带着斑驴的微芽。

就这样,达尔文用泛生论成功地解释了当时所知的所有遗传现象,这并不奇怪,因为这个假说本来就是为了解释所有的这些遗传现象而发明出来的。可惜的是这些遗传现象中有的是虚假的,这就使得这个看上去很完美的解释也变得虚假。用归纳法得来的结论很容易被相反的现象否证,何况它所归纳的现象中有的根本就靠不住呢?达尔文的表弟高尔顿对这个泛生假说不以为然,做了个实验加以否证。他将黑毛兔子的血抽出来输入到银灰毛兔子的身体中,让这些银灰毛兔子互相交配。如果泛生论是正确的,那么我们预计这些银灰毛兔子的后代的毛色应该会变得深一些,然后结果并非如此。高尔顿向达尔文报告说,他通过这个实验已否证了表哥的泛生论。达尔文有点生气地回答:他从来没说过微芽是通过血液传输的,微芽也不能是通过血液传输的,因为有许多生物并没有血液循环;所以这个实验不能否证泛生论,最多说明微芽是通过血液循环之外的途径传播的。在1909年,有两名科学家做了进一步的实验,使得连这样的辩解也无效。他们将一只未成熟的黑色豚鼠的卵巢移植到一只切除了卵巢的白色豚鼠中,然后将这只白色豚鼠和一只未经白色雄豚鼠交配,连续三窝的后代的皮毛都是黑色的。这说明除了卵巢,身体的其他部位对遗传没有任何影响。泛生论至此被完全否定,这时达尔文已逝世多年了。

为什么用同样的研究方法所得到的自然选择学说是一个伟大的成功,而泛生论却是一个失败呢?为什么科学史上最伟大的人物之一在为生物学的创立贡献了如此之多的成果之后却在遗传问题上失手呢?自然选择定律就象经典物理定律一样简明而美丽,以致赫胥黎在读完《物种起源》后,感叹道:“此前没有想到它,是多么的愚蠢!”但是遗传学却没有这么幸运。生物的遗传是极其复杂的现象,再伟大的人物,也不可能以一己之力,面面俱到、一蹴而就地完成遗传学的理论建造。雄心勃勃的大理论是注定要失败的。遗传学需要有一个更为谦卑的开端。遗传学的创建,需要先从一个具体的问题入手,做细致的分析,而不是大而无当的综合。在当时几乎无人知道的是,一个相信进化论的天主教修道士,同样为了解决进化的遗传问题,在修道院的花园默默地做着豌豆杂交的实验,而且早在1865年,即达尔文提出泛生假说的前三年,就已经在当地的一次学术会议上报告了他的发现。但是这个划时代的发现看上去非常的不起眼,以致毫无反响。遗传学事实上早已诞生,然而其基本观念与时代风气是如此的格格不入,却注定还要被遗忘35年。
第2个回答  2021-01-05

人工智能也是自然选择的产物 程序也能发生遗传变异和进化 硅基生命不一定就是唯一的智慧生物

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