在所有的生命现象当中，智能的产生无疑是最神秘的，也是最难以研究的。无数神经生物学家曾经试图通过传统生物学的方法挑战这个难题，但收效甚微。获得本届诺贝尔物理学奖的两位科学家另辟蹊径，通过构建人工神经网络来模拟智能的生成过程，间接地证明神经系统不像DNA那样通过事先编程来运作，而是通过不断地试错来逐步完善，后者才是复杂系统自我进化的主要方式。

当然了，智能的本质问题今天依然没有得到根本的解决，但两位物理学家可以说开了个好头。从这个意义上说，本届诺贝尔科学奖当中就属物理奖的意义最为深远，也最为当之无愧。

理解复杂系统——进化论的过时与生物学的范式转变

和本届诺贝尔科学奖的呼应只是一个巧合，这本书最大的贡献在于鲍尔用大量事实告诉我们，传统的生物学研究范式已经过时了，就连进化论也需要修正。

早期生物学重描述，缺理论，一直被物理学家和化学家们所轻视。直到达尔文横空出世，提出了一套基于自然选择的进化论学说，生物学这才终于有了属于自己的理论框架。DNA双螺旋结构被发现之后，一批进化生物学家把DNA和达尔文结合起来，建立了一套被称为"现代综合"（modern synthesis）的新的进化理论，并以此为基础，确立了当代生物学的研究范式。

DNA是这个范式的中心，因为大家都认为，所有的生命体都是以DNA为蓝图一步一步地构建出来的，其过程和现代化工厂按照设计图纸建造出一辆辆汽车差不多。因此，要想理解生命的奥秘，只需读懂DNA分子里蕴含的密码就行了。

同理，所谓生物进化，就是DNA图纸在拷贝时出现的随机差错在自然选择的作用下优胜劣汰，今天大家见到的各种各样的生物就是这样一步一步地进化而来的。

现代综合理论的一个最著名的应用案例就是英国进化学家理查德·道金斯（Richard Dawkins）提出的"自私基因"（The Selfish Gene）理论。按照这个理论，基因才是进化的基本单元，每个基因的终极目标就是尽可能多地复制自己，从而成为自然选择的最终赢家。

现代综合理论一经提出就风靡全球，已经统治了生物学好多年。生物学家们喜欢它，因为它把数学公式引入了生物学，特别符合现代科学对精确性的要求；科普作家们喜欢它，因为它背后的逻辑简单明了，可以用准确而又清晰的语言加以描绘；公众也喜欢它，因为这套理论容易理解，很容易让人产生一种"大千世界尽在掌握"的感觉。

但是，鲍尔却通过这本书告诉我们，其实这个理论早就过时了。首先，DNA本身没有任何生化功能，也不会复制自己，DNA需要在RNA、蛋白质和脂类等等很多其他分子的全力配合下才能完成自身的复制并发挥其功能，所以进化的基本单元不可能是基因，而只能是细胞，或者比细胞层级更高的组织、器官乃至生物个体，道金斯的"自私基因"理论是不成立的。

其次，几乎所有的生物学新发现都不支持现代综合理论的简单设定。比如很多貌似重要的基因被敲除（即用遗传工程手段把某个特定基因彻底关闭）之后并不影响生物活性，即使有影响，结果也往往出人意料，这说明单个基因的功能远比大家之前想象的要复杂和模糊得多，细胞内的整体生化环境才是决定细胞命运的关键。

这个发现直接导致一大批面向消费者的基因测序公司的破产，因为单个基因的作用被严重高估了。这个发现还让那些热衷于用古DNA复原古代生物的尝试变得不可行，因为仅凭DNA序列是无法还原受精卵的发育模式的。换句话说，即使我们成功地把人类基因组序列发送给外星人，它们也不可能制造出一个完整的人。

这个发现还可以解释为什么基于特定致癌基因的靶向治疗方案的成功率远低于预期，因为癌细胞似乎总有办法绕道而行。鲍尔认为，癌症绝不仅仅只是DNA突变导致的遗传性疾病，而是多细胞生物在发育过程中必然会出现的一种错误，所以治疗癌症的关键并不是针对所谓的"致癌基因"开发靶向药物，而是要想办法让人体组织的构建过程恢复正常。

第三，表观遗传学（epigenetics）的发展模糊了先天和后天的差别，证明很多后天习得的经验都可以通过对DNA分子的化学修饰（比如甲基化），以及基因调控模式的改变（比如前文提到的基于RNA的基因调控网络）而被遗传下去，这就迫使进化学家们不得不改变原有的认知，承认生命进化的方式并不是此前设想的那样仅仅基于DNA复制过程中产生的随机突变。

第四，关于蛋白质结构的研究也让传统的进化理论变得不合时宜了。正如前文所说，有相当多的蛋白质并没有固定的三维结构，这些无序蛋白会根据结合对象的不同而改变自身的三维结构，从而改变其功能，这就让单个氨基酸突变的意义变得没那么重要了。鲍尔认为，蛋白质分子进化的主要方式很可能并不是单个氨基酸的改变，而是蛋白质不同结构域的重新组合，只有这样才能加快进化的速度。

以上这些研究进展全都指向了一个必然的结论，那就是生物进化的方式绝不仅仅只是基因突变外加自然选择，而是以生命为单位的整体改变。在鲍尔看来，传统的进化模式只适用于单细胞生物，它们结构简单，数量众多，繁殖速度快，能够忍受大量个体因不适应环境而迅速死亡，只有这样才能解释传统的单基因突变是如何推动种群进化的。与之相反，我们很难想象复杂的哺乳动物依靠这种方式在短时间内就进化出了如此丰富多样的新物种，即使把地球漫长的历史考虑在内也不行，很多宗教信徒正是因为这个原因而拒绝接受进化论的。

"主观能动性"是生命为抵抗熵增而进化出的超能力

鲍尔在这本书中用了大量篇幅否定了目前非常流行的生命机械观，他反对把生物比作一部机器，因为再复杂的机器都是事先设定好程序的，缺乏主观能动性。但生命不一样，所有的生命体都是具备一定主观能动性的"行为主体"（agent）。这是个颇具颠覆性的观点，关于这个问题的讨论是本书的一大亮点。

"行为主体"这个名词来源于哲学中的"能动性"（agency）这个概念，指的是行动者为了实现自己的目标在不同的环境中做出具有针对性行动的能力。能动性这个概念曾经被认为是唯心主义的，因为它要求行动者具备自由意志。以牛顿为代表的经典物理学隐含了一种类似决定论的思想，即世间万物的一切变化都必须遵从严格的数学法则，因此只需知道世界的初始条件，就能推导出这个世界在未来任意时刻的状态。如果你相信决定论的话，那么自由意志就是不存在的，因为一个人的所有想法都是他大脑内的各个原子相互作用的结果，是预先就设定好了的，只是他自己还不知道而已。

热力学第二定律的出现向自由意志发起了挑战。这个定律的大意是说，任何封闭系统一定会朝着越来越无序的方向发展，即这个系统的熵值只能越来越大（所谓"熵增"），最终达到绝对的热平衡（所谓"宇宙热寂"）的状态，没有温差、不会产生流动、毫无活力，也不再有任何有趣的事情发生。这个结论与《圣经》许诺的永生相去甚远，惹恼了著名物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）。作为一名虔诚的基督徒，麦克斯韦不相信上帝会设计出这样一个没有未来的世界，而如果世界的发展只有熵增这一种方式的话，人类的自由意志只能是一种幻觉，因为人们通常认为自由意志意味着可以自主选择、控制和改变未来，而熵增则意味着所有过程都是单向的、不可逆的、决定性的，人的意志和思维过程也可能只是这个趋势中的一部分。