【科技】人类“进化”在倒退?

环球科学ScientificAmericanmp2016-11-14 17:32:47


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  撰文 彼得·沃德(Peter Ward)

  翻译 张连营

  

  未来的人类究竟是何模样?两种答案最具代表性:其中一种搬出了早期科幻小说里描绘的那种脑部巨大、前额突出、智商极高的未来人形象;另一种则认为人类在身体外形上不会再有任何改变,因为科学技术已经能够人为终止近乎残酷的“物竞天择”,进化现在纯粹是一种学术讨论。

  未来人将拥有特大号脑袋,这个观点其实毫无科学根据。过去几十万年来,人类头骨化石的尺寸大小变化表明,我们大脑容量迅速增加的日子早已一去不复返。在几年前,大多数科学家都接受了人类身体上的进化已经停止这一观点。但近年来,科学家通过DNA技术对古代与现代人类的基因组进行探查,掀起了进化研究的一场新革命。他们讲述了一个有关人类进化的截然不同的故事:自从“智人”(Homo sapiens,现代人的学名)这一物种产生以来,我们自身一直在进行着某些重大的遗传洗牌;如果说现在的人类进化跟以前相比有什么区别,那就是进化速度大大提高了。

  与其他生物体一样,在本物种出现的最初阶段,人类也经历了最为剧烈的身体外形上的变化。不同的是,人类继续在生理上甚至行为举止上,表现出由遗传因素导致的变化。从整个人类历史发展的角度来看,直到最近,散布在世界不同角落的人类各种族还表现出越来越明显的种族特征。甚至在今天,现代生活条件也可能驱使某些基因发生变化,从而改变该基因控制的某种人类行为特征。

  如果未来人类不是大脑袋形象,又会变成什么样子?我们会变高还是变矮,变聪明还是变笨?各种新疾病的出现以及全球变暖的加剧,又将给我们的外形带来什么样的影响?未来会不会出现一个全新的人类物种?随着我们使用硅晶芯片来增强大脑功能,使用钢铁部件来提高身体强度,未来人类的进化会不会由科技决定,而不再取决于我们的基因?更有甚者,我们会不会自掘坟墓,创造出灿烂的文明仅仅是为了缔造出地球上的下一代智慧统治者——机器人?

  远古与近古

  过去,追查人类进化过程是古生物学家的专属领域,他们的工作就是研究各种发掘自远古时期的骨骼化石。人科动物(Hominidae)的历史至少可以追溯到距今700万年前,体型较小的原始人乍得沙赫人(Sahelanthropus tchadensis)就生活在那一时期。自那以后,人科家族中就出现了许多争议不断但明显不同的新物种,目前已知的就有不下9种,而且肯定还有其他物种仍湮没在茫茫岁月之中。早期人类骨骼很少有机会在被掠食动物吞食之前变为沉积岩,因此原始人类化石记录少得可怜。随着远古人类骨骼化石研究的各种新发现与新突破陆续出炉,对人类进化过程所做的推断每年都在不断地修改和完善。

  一小群原始人类不知出于什么原因,从大多数同类中分离出来,历经好几代之后,发展出一套不同的特性来适应它们所处的全新环境——每一个人科新物种的进化都是这样开始的。与其他同类隔绝之后,这一小部分人逐渐形成了自己的遗传路径,最终无法再与原先的同类交配繁殖下一代。

  化石资料告诉我们,智人这个物种最早的祖先出现于19.5万年前,生活在今天埃塞俄比亚所在的地方。他们从那里开始向世界各地扩散。到距今1万年前,现代人已经成功拓殖了除南极洲外地球上的每一块大陆。对不同地域环境 (以及其他进化动力)的适应,形成了我们所说的不同“种族”(race),但并不是不同的物种。居住在不同地域的不同种族之间,明显保持着适当程度的接触,足以避免进化产生出独立的新物种。如今,人类的足迹已经遍及全球各个角落,或许有人会由此推论:人类的进化时代已经终结。

  但事实并非如此。在一年前发表的一篇学术论文里,美国犹他大学的亨利·C·哈彭丁(Henry C. Harpending)和威斯康星大学麦迪逊分校的约翰·霍克斯(John Hawks)以及他们的同事,对国际人类基因组单体型图计划获得的数据进行了分析(参见《环球科学》2008年第8期封面故事《现代人身世之谜:DNA记录人类迁徙路线》) 。他们着重研究了270名研究对象的遗传标记,这些人来自于4个不同种族,分别是中国汉族人、日本人、非洲约鲁巴人(Yoruba)和北欧人。他们发现,至少有7%的人类基因在“短短”5,000年前还发生过进化。这些变化中的绝大部分都与人类对特定环境(包括自然环境和人造环境)的适应性有关。中国和非洲的绝大多数成年人都无法消化鲜牛奶,而在瑞典和丹麦几乎人人都可以做得到,这种能力大概就是由于人们对乳牛业的适应性而形成的。

  美国哈佛大学的帕迪斯·C·萨贝提(Pardis C. Sabeti)及其同事进行了另一项研究,他们利用遗传变异的大量数据来寻找自然选择在人类基因组中留下的痕迹。基因组上有300多个区域都存在证据表明,最近出现的一些变化改善了人类生存和繁衍的能力。比如有些基因的改变让人类能够抵抗非洲最大的病魔——由病毒导致的拉沙热(Lassa fever);有些改变让一些非洲人增强了对疟疾等其他疾病的抵抗力;另外一些改变使亚洲人在皮肤色素沉着和毛囊发育方面发生了变化;还有一些改变让北欧人进化出了浅肤色与蓝眼睛。



  在过去的一万年里,人类的进化速度至少百倍于以往任何一个时代。

  哈彭丁与霍克斯的研究小组估计,与原始人类和现代黑猩猩的祖先分道扬镳时相比,人类进化的速度在过去一万年里至少加快了100倍。这个研究小组将进化提速归因于人类迁居环境的多样性,以及农业和城市出现所带来的生活条件的改变。把荒地开垦为耕地,带来的不仅是农业本身和地形地貌的改变,恶劣的卫生条件、新颖的饮食习惯和不断出现的(传染自其他人类或家畜的)疾病也随之而来,这些因素组合在一起往往会致命。尽管有些研究人员对这些推断仍持保留意见,但基本观点十分明确:人类是最优秀的进化者。

  “非自然选择”

  在过去100年里,我们这个物种的境况再次发生改变。随着交通能力的改善以及种族隔离制度的打破,不同人类群体在地域上相互隔绝的情形已经荡然无存。人类基因库从未出现过现在这样大规模的混杂,曾经完全被隔绝在不同地区不同人群之中的一切遗传信息全都被搅在了一起。事实上,人类自身的流动性可能导致我们这一物种更加趋向同质化。与此同时,我们这一物种内部的自然选择正被先进的技术和医药所抑制。今天在地球的大部分地区,初生婴儿大量死去的情况不再发生。携带的遗传缺陷曾经足以致命的人,如今不仅能够活下来,还能生儿育女。自然界的弱肉强食对人类的生存规则不再具有任何影响。

  英国伦敦大学学院的史蒂夫·琼斯 (Steve Jones)认为,人类的进化从本质上来说已经终止。2002年,英国爱丁堡皇家学会举办过一场辩论会,题为“进化终结了吗?”。 琼斯在辩论会上说:“对于人类这一物种而言,情况既不再往更好的方向发展,也不再往更坏的方向发展。如果你想知道乌托邦是什么样子,那就朝四周看看吧——所谓的乌托邦就是这样子的。”琼斯认为,现在几乎每一个人都有机会活到生育年龄,至少发达国家是如此,而且无论穷人还是富人,在生儿育女方面都有着同等的机会。通过遗传得到的抗病性,比如说对艾滋病的抗性,或许能够让人们享有更高的存活几率,但是如今,决定人们生死的是文化因素而不再是遗传因素。简而言之,人类现在的进化可能是“模因式”(memetic)的,与人的思想意识有关,而不再是“遗传式”的。

  另一种观点则认为,遗传进化时至今日仍在不断进行之中,只不过进化的方向和以前相反。现代生活的某些特点也许会引发一些进化改变,这些变化不会使我们更适于生存,甚至会令我们更不适应生存的需要。难以计数的大学生已经注意到了这种“不适应性”进化发生的一种可能方式:他们自己对生育之事一拖再拖,而他们的许多没有考上大学的高中同学却在高中毕业后就早早地生儿育女了。如果智力较低的父母反而生育更多子女,那么智力就会成为社会达尔文主义的牺牲品,人类的平均智力水平就可能会一代不如一代。

  围绕这一观点的争议已经持续很长时间了。一种反对意见认为,人类的智力是由数量繁多的基因编译而成的多种不同能力共同组成的,因此智力从上一代遗传到下一代的几率相对较低。自然选择只对可以遗传的性状发挥作用。研究人员仍在为智力如何遗传争得面红耳赤(参见《环球科学》2008年第11期《谁决定了你的智力》一文),但始终找不到人类平均智力水平实际下降的任何迹象。

  即便智力没有下降的危险,有些科学家还是认为,人类物种的其他可遗传性状在不断累积,这些性状对我们有害无益。比如说,抽动-秽语综合征(Tourette"s syndrome)和注意力缺陷多动症(attention-deficit hyperactivity disorder,简称ADHD)等行为障碍与智力不同,仅由少数基因控制,遗传几率非常高。如果这种行为障碍提高了人们生育子女的几率,这种疾病的发病率就会一代比一代高。戴维·科明斯(David Comings)是这两种疾病的专家,曾在多篇科学论文和1996年出版的一本专著中指出,如今人们患这两种病的情形比以前更加普遍,进化可能是原因之一:患有此类综合征的女性上大学的几率较低,因而比起那些没有患病的女性,她们可能会生育更多的子女。但是其他研究人员对科明斯采用的研究方法提出了质疑。抽动-秽语综合征和注意力缺陷多动症的发生几率是否确实增加,目前还不甚明了。此外,此类疾病会给患者带来明显的社会歧视,因此对这些领域的深入研究变得越来越难。

  虽然这些例子并未经过严格的科学检验,但基本逻辑似乎是合理的。我们趋向于认为进化是一种结构上的改变,但是进化也可以、而且确实在通过外在的东西,影响着内在无形的东西——行为。很多人体内携带有某些基因,导致他们更容易患上酒瘾、毒瘾或发生其他问题。大多数人不会因此而屈服,因为基因不等于命中注定,它们的影响力取决于我们的外界环境。但是也有人臣服于这些基因,这些问题还可能影响到他们的生死,以及能够生育几个子女。生育能力上的这些变化已经足够让自然选择继续上演了。未来的大部分人类进化也许会涉及一系列新的行为模式,它们分布于不同种群以应对不断变化的社会和环境条件。当然,人类不同于其他物种,我们无须被动地受制于达尔文学说的这一逻辑。

  定向进化

  既然我们已经人为控制了如此之多的动植物物种的进化方向,那么为何不对我们自己的进化方向也实施人工控制呢?既然我们能做得更快并给我们自身带来更多好处,为何还要傻傻地等着自然选择出手呢?在人类行为研究领域,遗传学家不仅追查与人类自身缺陷和行为障碍相关的基因成分,同时也在寻找跟人类的整体性情、性特征和竞争能力的各个方面有关的基因成分,其中有许多基因至少具有部分可遗传性。随着时间的推移,精心筛查基因构成成分将变得稀松平常,人们也将负担得起基于遗传技术研发出来的各种药物。

  接下来的一步就是真正改变人们的基因。改变基因大概可以采用以下两种方法:一种仅仅改变相关器官的基因,被称为基因疗法(gene therapy);另一种改变一个人的整个基因组,被称作生殖细胞疗法(germ-line therapy)。为了能够用效果有限的基因疗法治愈疾病,研究人员还在不懈地努力。但是如果他们能够攻克生殖细胞疗法,就不仅能够帮助患者自身,还能让患者的子女免受同一疾病所害。人类基因工程面临的最大障碍就在于基因组本身的超级复杂性。基因通常拥有不止一种功能;另一方面,同一种功能又常常是多个不同基因共同作用的结果。由于基因的这种多效性(pleiotropy),如果只对某一个基因进行小修小补,很可能导致预料之外的后果。

  既然如此,为何还要尝试呢?人们希望改变基因的原因,或许是因为父母希望指定自己孩子的性别;总想把美貌、聪明、音乐天赋和讨人喜欢的性格遗传给他们;或是总想保证他们不会因为某些先天遗传的因素而无可避免地变得自私卑劣、阴郁寡欢、行为过激甚至犯下罪行。动机就源于此,而且还非常强烈。父母希望通过基因疗法提高子女素质的迫切心理可能是社会所无法抑制的,对人类衰老发动攻击也同样如此。最近许多研究表明,衰老不仅仅是身体各部分机能的简单退化,而是一种程序化的衰退过程,很大程度上由基因控制。果真如此的话,未来一个世纪的基因研究将能破译出许多控制人体衰老各个方面的基因。这些基因将可以被我们操纵。

  假设我们真的能够改变基因,对未来人类的进化又将产生什么样的影响呢?影响也许是翻天覆地的。如果父母改变他们未出生孩子的基因,提高其智力,改良其外貌,延长其寿命,这些孩子出生后就会既聪明又长寿,比方说智商和寿命都可以达到150。这样一来,与其他正常人相比,他们就可以生育更多子女,积累更多财富。然后呢,物以类聚,人以群分,他们会与跟他们一样的人走到一起,自发地在地域或社交上形成自己的圈子,与他人隔绝开来。长此以往,他们的基因就会发生某种漂变,最终形成一个新的物种。总有一天,我们将有能力给这个世界带来一个新的人类物种。何去何从,将留给我们的后代子孙去决定。

  博格人之路

  比基因改造更难预测的,是我们对机器的操纵,或者说,是机器对我们的操纵。我们这一物种的终极进化目标,是不是“人机共生”或者“人机合成”呢?许多科幻作家都曾预言,未来人类将把机器人作为身体的一部分,或者把我们的思维上传到电脑。事实上,我们现在就已经十分依赖机器了。我们在制造越来越多的机器来满足人类需求的同时,也令我们的生活与行为不得不越来越多地适应机器的要求。随着机器变得越来越复杂,相互间的连接越来越紧密,我们将不得不反过来去适应它们。在1998年出版的《电脑生命天演论》(Darwin among the Machines)一书中,作者乔治·戴森(George Dyson)毫不掩饰地阐述了这样的观点:“人类为了让电脑网络变得更容易操作而做的每一件事,同时也由于各种各样的原因,令电脑网络更容易操控人类…… 达尔文式进化是生活中比比皆是的悖论之一,它或许无法跟上由它衍生出来的非达尔文式进化的脚步,最终沦为自身大获成功的牺牲品。”

  现代科技威力锐不可当,已经对古老的进化模式造成威胁。2004年,英国牛津大学的进化哲学家尼克·博斯特罗姆(Nick Bostrom)在一篇短文中,讨论了有关人类未来的两种不同的观点。就乐观的一面而言,他认为:“从大局观出发,整体趋势仍朝着结构更复杂、知识更发达、思维更高级、协作更紧密、目标更明确的组织结构发展。坦率地说,这样一种趋势我们可以称之为‘进步’。可是如果坚持认为,以往进化成功的记录让我们有充分的理由相信,进化 (不管是生物的、模因的,还是技术的)将继续带领我们朝着预期的方向前进,那就有点过于乐观了。”

  尽管提到“进步”一词肯定会让已故的进化生物学家史蒂文·杰伊·古尔德(Steven Jay Gould)在他的坟墓里坐卧难安,但这样的观点也并非完全没有道理。古尔德认为,包括古人类化石在内的所有化石都在告诉我们,进化带来的改变不是连续的,而是间断的,肯定不会朝着某个特定的方向“进步”。在进化过程中,生物体可以变小,也可以变大。不过进化确实至少显示出一个方向,那就是总朝着更复杂的方向进行。或许这将是未来人类进化的最后归宿:通过解剖学、生理学与行为学的某种结合变得更为复杂。如果我们继续适应环境(并且开始着手实施一些巧妙的行星改造工程),就没有任何遗传或进化理由能够阻止我们亲眼看到太阳死去的那一天。与衰老不同,灭绝似乎并没有通过遗传编码的方式,植根于每一个物种之中。

  悲观论调则是大家再熟悉不过的了。博斯特罗姆为我们构建了一个场景,描述了将思维上传给电脑如何会给我们带来灭亡(他还真是一个非常善变的人)。高级人工智能可以对人类认知的不同部分进行压缩,重新组合成“人不像人”的某种东西——这可能会使我们人类变成无用之辈。博斯特罗姆还对事情接下来的发展过程作出了预测:“个别人类把自己的思维上传到电脑并复制出许多个自己。与此同时,神经科学和人工智能学的逐步发展,最终有可能将个人认知模块的不同部分逐个剥离出来,再与其他上传思维的认识模块连接在一起…… 符合同一标准的认知模块能够更好地彼此交流协作,因此变得更加经济高效,从而创造出一种由标准化带来的进化压力…… 到时候在心智结构方面,人类将找不到任何立足之地。”

  如果说技术上被边缘化还不足以令你烦恼的话,博斯特罗姆还总结出一个更令人沮丧的可能性:如果机器效率成为衡量人类进化适应性的新标准,许多被我们视为典型人性的东西将被清除出我们的血统。他认为:“尽情挥霍与嬉戏玩乐无疑给人类生活带来了诸多内涵——比如幽默、爱情、游戏、艺术、性爱、舞蹈、社交、哲学、文学、科学发现、金食玉饮、交朋识友、生儿育女、运动消遣等等——我们偏爱并且能够让自己沉迷于这些活动,这样的癖好是和人类过去的进化历史相适应的;但是有什么理由能够让我们自信满满地以为,上述活动或者类似的行为在未来还会继续与我们相适应呢?或许未来除了为提高某一经济产出指标的小数点后第8位而终日从事繁重琐碎、单调重复的工作以外,再也没有任何东西能够让我们的适应性趋于最大化了。”



  如果机器效率成为衡量人类进化适应性的新标准,许多被我们视为典型人性的东西将被清除出我们的血统。

  简而言之,假如未来我们尚未灭绝的话,人类有以下几条不同的道路可供选择:

  ■ 进化停滞。我们在很大程度上仍与现在相同,只是由于种族融合而发生少量变化。

  ■ 新生物种。一个新的人类物种可以在地球或者其他行星上进化形成。

  ■ 人机共生。机器与人脑结合创造出一种新的共生智慧,可能保留也可能不再保留今天被我们称为人性的这些特质。

  未来人类究竟该何去何从?

标签: 倒退   发布日期:07-29