刚才只说广义进化与复杂化的变化一致,但是广义进化与复杂化是不是完全等价呢?胡皓认为不是,他认为进化是有序化,而不是复杂化。这两者有什么区别呢?首先要分析复杂的事物是否一定有序,以及有序的事物是否一定复杂,然后再分析如果有序是复杂的真子集,那么那些无序的复杂事物的产生是不是进化。
可以肯定地说,复杂的事物并不都有序,垃圾很零乱,很复杂,很无序。但反过来,有序度大的物质系统一定是更加复杂的,复杂结构是有序之源,即复杂的新结构是产生新功能的必要条件(第1篇第2章2.4.2)。当简单结构都已经出现,而这些简单结构已经不可能再使有序度增加时,再增加有序度就必然以复杂结构的出现为前提,即有序事物的集合是复杂事物集合的真子集。需要说明的是,复杂是相对的,包括进化树上每一个分枝的复杂化,不能因为细菌比其他生物简单,就认为细菌的复杂化不是进化。
有些生物由复杂变简单后更能适应环境,那么有序还是复杂的真子集吗?还是,因为通过简单实现有序是非常有限的。简单到一定程度后,如果再简单就必然变得无序。说有序是复杂的真子集,是对于所有系统的集合而言的;通过简单化实现有序是对部分系统而言的。
接下来问题的关键就是要看那些无序的复杂事物的产生是不是进化。我们很难把那些垃圾DNA与进化联系起来,但是仔细想一下会发现一个问题:到底什么是垃圾?谁能保证今天认定的垃圾,明天不会变成宝贝呢?三十年河东,三十年河西,古代的垃圾现在都是文物,下里巴人也可以引领时尚,歪理邪说也可能被奉为经典。复杂无序的结构与简单有序的结构相比更接近复杂有序的结构。
所以,无序的复杂化也叫进化,复杂的无序与复杂的有序之间往往只差毫厘。现在世界各国都认识到保护生物多样性的重要性,虽然很多生物有序度不大,适应性不强,但对这些生物也要保护,因为保护多样性就是保护进化的成果。垃圾DNA隐藏在细胞核里,不会被自然选择淘汰,于是它们可以自由地变异,这种变异是物种突变的主要原因之一。那些有残疵的收藏品之所以可贵,不是因为它们有序,而是因为它们增加了这个世界的复杂多样性,物以稀为贵的观念其实是这样产生的。孩子会搞很多创新,其中大部分都是垃圾,他们总是说些傻话,他们的想象总是很天真、很荒唐。大人们过去只把这些创新当成无稽之谈,一笑置之。但是后来人们发现孩子的想象经常有很多闪光之处,非常可贵。大人们过于理智或有偏见,所以想不到。所谓过于理智或有偏见都是用有序的标准代替了创新的标准。研究发现年龄越大,创造力越差。现在教育界已经把培养创新型人才确立为教育的主要任务,要实现这个任务就必须摒弃过去的偏见,不管创新的产品中有多少垃圾都要鼓励。
不管是在自然环境中产生的生物还是非生物,多样化的每一步都是大自然的创新,每一步创新都来之不易。所以,进化就是复杂化。
定义:狭义进化是生物的复杂化,广义进化是所有物质系统的复杂化。
复杂化就是熵减,广义进化也是熵减。平时人们很容易把进化和高级化这两个概念等同起来,因为复杂而无序的结构很容易被破坏。例如,生物死亡时生物的这个系统从有序变为无序,但短时间内生物体还是一个很复杂的系统,这个复杂无序的系统很快就会被环境破坏,分解成简单物质。复杂化的进程要想持续,必须使复杂的结构能够稳定存在,而这必须依靠新的功能,即提高有序度。进化中出现的新功能促进了复杂化的进程,而复杂化又不断为新功能的产生创造条件。需要注意的是,复杂化和有序化不是两个相互独立的过程,复杂化的过程中出现的各种复杂系统里面必然有些是有序的,有序是复杂的真子集。当复杂的结构出现时,相应的功能也就自然出现了。简单而有序的系统功能是有限的。
如图所示,复杂是一个大圆,有序是一个小圆,有序是复杂的真子集,适应与复杂相交,同时也与有序相交。
图3.1 复杂、有序和适应的关系
在系统结构不断创新的过程中,只有很小的一部分能产生新的功能,即只有很少的系统能提高有序度,而在这些有序度提高了的系统中,能适应环境的就更少。我们今天能看到的非生物、生物和社会系统都是适应环境的幸存者。我们很容易把进化等同于我们所看到的事实,认为只有有序度提高了的、能够适应环境的系统才是进化的结果。但理论应该超越现实,进化不仅指已经实现的进化,也指可能实现的进化和已经灭绝的进化,高级系统可以指幸存的有序系统,也可以指不能幸存的有序系统。
总之,进化就是复杂化,说进化是“事物由简单到复杂,由低级到高级的变化”是不对的。
在上面的分析中首先明确了两个概念:序参量应该是系统功能的总价值;适应性就是系统产生的速度与被破坏的速度之差。然后分析了四个关系:
第一,有序与适应性的关系,有序度大的系统不一定适应环境,适应环境的系统不一定有序度大。
第二,复杂化与适应性的关系,在实际的进化过程中适应环境是系统不断复杂化和有序化的前提,复杂和有序化可以提高物质系统的适应性,自复制功能的产生是复杂和有序化的关键一步。
第三,进化与复杂化的关系,进化就是复杂化,复杂化就是对称性破缺程度增大的过程,也叫多样化或创新。