自然选择可以简单地表述为波普尔的试错公式或坎贝尔的盲目的变异和选择的保存原理。但这两种表述都有缺陷。
卡尔·波普尔被称为当代进化认识论的创始人之一。他指出,对环境的适应性有三个层次:基因的适应性、适应性行为的学习、科学的发现。并将他的“问题P1—尝试的多样性和变异TT—排错、淘汰或选择EE—问题P2”公式作广义解释,看作广义进化论的基本公式,既是知识进化的公式,也是生物进化的公式。用波普尔的话说:“爱因斯坦和阿米巴都遵循同样的图式活动。”
但波普尔的公式有一定的局限性,表现为下面几点:
第一,世界的进化包括四个阶段:非生物进化、生物进化、人的意识和社会组织进化、人工智能的进化。波普尔只提到两个阶段,其实另外两个阶段的进化也遵循波普尔公式。
第二,波普尔公式没有提出进化的充分条件。对于非生物进化来说,波普尔公式中的试探和证伪(即新的复杂结构的出现和对复杂结构的破坏)是进化的充分条件。但对于生物进化和人类社会的进化来说,这就不是充分条件了。如果非生物的复杂物质系统不能产生自复制的功能,那么非生物进化到一定阶段后所有的试探都必然会被证伪,再也不会有进化的可能了。
第三,波普尔的公式以问题开始,以新问题结尾,但他对“问题”的含义缺乏明确的解释。对于非生物和生物来说,问题是环境破坏或自身缺陷有可能造成非生物系统解体和生物死亡。这些都是客观存在的问题,生物或非生物自己并不会意识到这些问题,它们进化出新的结构和功能也不是有意识地解决这些问题。某一种新结构和新功能的出现完全是偶然的,但物质的运动是必然的,运动的结果导致新结构和新功能出现也是必然的。
第四,波普尔对于选择的方式没有具体说明。对于人以外的生物和非生物来说,证伪或选择它们的都不是它们自己,而是环境。证伪就是在自然选择中被淘汰,而所谓被淘汰的意思就是复杂系统被破坏,变成简单系统。只有人可以自主选择,但人在自主选择的同时,也必须接受环境的选择。
第五,自然对生物和非生物的选择结果,并不是只保留一种,经常是多种系统都可以适应同一种环境,于是生物和非生物的种类越来越多样化。任何一种系统的适应能力都是有限的,对于同一种系统,不同的环境会作出不同的选择。人类的意识和社会的进化也是一样,不同的理论可以解决同一个问题,例如中医和西医运用不同的思路和药物可以治疗同一种病,同时中西医又各有利弊,需要互相补充。
第六,同一种环境对于同一种系统的选择不是完全选择或完全否定,一般都是一部分幸存,另一部分被破坏。
唐纳德·坎贝尔(Donald T. Campbell)在波普尔观点的基础上,将普遍进化论原理表述为盲目的变异与选择的保存原理。他认为,盲目的变异与选择的保存对于所有的归纳成就,对于所有的真正的知识增长以及对于所有的系统对环境的适应都是基本的。但是坎贝尔与波普尔相反,走向了另一个极端,波普尔把一切选择都说成自觉的选择,坎贝尔则把一切选择包括理性的科学研究都说成盲目的,这两种说法都不合适。而且坎贝尔也没有说自然对生物的选择与社会对知识的选择有什么区别。对坎贝尔这句话的分析详见本篇第2章2.1。
不过,坎贝尔的这句名言稍微改动一下还是可以作为演化和进化的简单描述:演化的动力是盲目和自觉的变异加选择的保存;进化的动力是变异产生的复杂系统被选择和保存。