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2021-09-27 17:40
自私的基因:人类不过是基因的生存机器

本文来自微信公众号:壹本正经地胡说八道(ID:gh_55c7c58f542a),作者:孟骁,原文标题:《基因、博弈、道德与文化》,头图来自:视觉中国


最近读了理查德·道金斯在1970年代写就的经典《自私的基因》。作者的论点是:我们以及其他一切生物都是各自的基因所创造的机器,而成功基因的一个突出的特性就是其自私性。这种基因的自私性通常会导致个体行为的自私性,而个体在长期的生存竞争中,也会滋生出有限的利他性。


作者引用了很多生物行为以佐证其观点,甚至也引用了一些相反的例子来尝试驳倒自己。除此之外,作者引用或者建立了很多的模型,比如鹰鸽博弈,来说明种群内部或者跨物种之间的博弈。更有趣的是,作者比拟基因提出了文化的基因——“觅母 (MEME)”,并以此来阐述人之所以为人的关键特点。


无论是作者的观点还是论证方式,都让人读起来十分舒畅,也不乏一些让人拍案叫绝的桥段。以下,我尝试着聊一下这本书中让我感到"Aha"的一些内容,也尝试着就此阐述我对于自私基因理论的理解。


一、生命是什么?


曾有化学家模仿远古地球的自然环境,在简单的无机物混合体(比如水、二氧化碳、氨气等)里面引入紫外线和闪电,几个星期之后,这个混合液体里面找到了有机大分子氨基酸。而另外一些科学家在实验里模拟原始的环境得到了核酸分子。氨基酸和核酸是生物体的重要组成部分,它们分别构成了蛋白质和DNA/RNA。


如这些实验所映射的,在初始的地球环境中,在极端的外界条件下产生了制造生命的最基础的砖头和瓦片。这些氨基酸和核酸随机的碰撞着,产生了一些稳定的形态,而这些稳定形态中,最终产生了一种神奇的组合——这种组合能够不断的复制自己。这种组合,我们权且称之为“生命”。从这个角度来说,生命最初就是为了延续自己而存在的。


事实上,演化到现在的生物基本采用了一套类似的机制来运作:由DNA来负责储存和复制生命信息(也有生物体采用RNA),一段有特定目的的DNA代码组合成为一个基因,每个基因可以通过一些机械翻译将信息转录为功能不同的蛋白质。不同的蛋白质分子进而组合成细胞、组织、器官、生物体。


人们常常认为生物体或者生物种群是自然选择的最小单位,但是如果我们仔细思考这一问题,会发现生物体的性状稳定但是寿命只有几年到几十年,生物种群能够延续几个世纪但是经常发生跨种群的融合而失去其原本的特性,而真正能够保持稳定属性又能够经久不衰的传承单位是基因。


事实上,有一些基因已经存在于这个世界上几百万年了,它们一代代地从一个个体传到另一个个体,操纵着一这些个体的行为。这也是为什么,作者会将此书命名为自私的基因。


生物体最初是作为基因的贮藏器而存在的,当一些基因以某种组合搭建出一种有目的性的生物体,这些基因被传播下去的概率就大大增强了。


于是,有一个分支的生物体成为了植物,它们建立了通过光合作用实现生命能量获取的机制,并且通过种子的形式来复制生物体自身。而另外一个分支的生物体成为了动物,它们通过吃掉植物或者吃掉其他的动物来获取能量,并且通过生殖的方式来复制自身。生命体这两大分支在自然选择的作用之下形成了自己的小分支和小小分支,形成了如此丰富奇妙的动植物世界。


二、竞争和博弈


基因为了能够得到延续,首先具有了竞争的属性。拿人类举例子,人类有23对染色体,控制人类眼睛颜色的基因可能存在于第六对染色体上的对应片段,称之为等位基因、有两个。这两个等位基因一条获得自父亲,一条获得自母亲,它们可能是一样的基因也可能是不一样的。


如果蓝眼睛的基因遇到了棕眼睛的基因,那么这个人就会是棕色眼睛,因为棕眼睛基因遇到蓝眼睛基因总能胜出。像棕眼睛基因这样的基因称之为显性基因,蓝眼睛基因这样的基因称之为隐性基因。隐性基因只有彼此遇到时候才会显现,但是即使没有显现,它们仍然可以在后代中得到延续。除了蓝眼睛、棕眼睛基因,还有绿眼睛、灰眼睛和其他几种眼睛颜色的基因分布于整个人类种群之中,它们在种群之中不断的互相结合并得以延续。


基因生存的环境里面除了直接竞争的等位基因,还有同一染色体上的其他基因,以及体内其他染色体上的基因。基因能够被表达、被传承,很大程度上也源自于基因之间彼此的相容性。比如一个动物朝着食肉动物的方向发展,它的某些基因赋予了它了发达的肌肉、锋利的爪子,这时候一个能够产生锋利牙齿的基因显然要比产生扁平牙齿的基因要更匹配其他的基因,有了这种基因的生物体体也更能够以食肉动物的方向上获得延续。


在生物体层面,基因之间的博弈通过生物体的行为体现出来。某些生物以其他生物为食、某些生物寄居在其他生物体内、某些生物之间有合作关系,这些生物体之间的关系也作为基因延续自己的重要外部环境,影响着基因的传播。


有一个重要的生物学概念叫做ESS(进化稳定策略)。每种生物体都会根据自己所处的环境制定自己的行为策略,比如“敌进我退、敌退我追、敌驻我扰、敌疲我打”这种。凡是种群的大部分成员采用某种策略,而这种策略的好处为其他策略所比不上,那么这种策略就是ESS,有点类似于经济学上的“纳什均衡”。


作者举了一个经典的ESS案例——鹰鸽博弈:


假设鹰的生存策略是搏斗起来孤注一掷、鸽子的策略是先恫吓如果对手不跑自己就跑。如果鹰遇到了鸽子则鸽子会跑,如果鹰遇到了鹰则要打到一只伤亡才罢休,如果鸽子遇到了鸽子则会对峙很久到某只实在觉得无聊了再分开。


假设有个积分体系,在鹰和鸽子组成的一个竞技场内,赢一场得50分,输一场得0分,重伤者得-100分,使竞赛拖长者-10分,那么在竞争中稳定获得高分的个体将在生存斗争中更有优势,从而在基因库中留下更多的基因。


  • 如果一个群体全部由鸽子组成,鸽子之间通过长时间对垒赢的一方得50分,输的一方得0分,但是由于它们耽搁了时间各扣10分,那么鸽子种群平均分数取40和-10的平均值为15分


  • 如果一个群体全部由鹰组成,鹰之间总能很快分出胜负,胜者得50分负者得-100分,鹰种群的平均值为-25分


  • 当鸽子种群中出现一只突变的鹰,那么鹰对鸽子每次获胜得50分。由于鸽子之间平均为15分,那么鹰在此种群中获得优势并扩张基因,但扩张后鹰遇到鹰的概率会提升,平均得分期望也会随之下降


  • 当鹰种群中出现一只突变的鸽子,虽然鸽子每次都输掉比赛但是却不会受伤因此得0分,因此在一个平均期望为-25分的鹰的种群中,鸽子获得优势并扩张基因。同理,随着鸽子的基因传布更多,其相对竞争优势也会降低


最终,鹰和鸽子之间会达到一个稳定状态,鹰和鸽子的稳定比率为7:5。在这个稳定比例下,鹰和鸽子的得分期望完全相等,达到了一个ESS稳态。


三、道德的产生


以上的鹰鸽模型作了很多假设,包括两个物种之间的策略选择,也包括了每个策略选择之间的得分情况。事实上,生物体在策略选择时候有非常多的选项,并且生物体之间也会基于对方的策略来随时调整自己的应对策略。


比如有一种策略叫作还击者策略,就是每次双方搏斗开始时候表现像个鸽子,先摆出恫吓对峙的状态而不是孤注一掷的投入战斗。如果对方摆出了鹰的姿态那么它就选择还击,而如果对方表现得像一只鸽子,那么自己也会表现得像一只鸽子。


另一种策略叫作恃强欺弱策略,即它的行为处处像鹰,但是一旦受到还击它就立刻逃之夭夭。当然这里面还有很多种策略,生物会根据自己的所处的环境形成有效的策略,并随着环境的变化而调整自己的策略。


对于双边的策略场景,典型的博弈问题是囚徒困境。再来回顾一下囚徒困境:两个嫌疑犯分别受审,如果都选择供出对方则各判10年,如果都选择死不承认则各1判年,如果一个供了另一个不承认,供出的一方判0年死不承认的一方判15年。



这个场景中有一个优势策略,就是选择供出对方,因为无论对方供出或者不供出,自己都能获得相对更少的刑罚。这时候问题来了——如果这不是一个单回合的博弈而是一个无限次的博弈,双方会做出什么样的选择?显然两个人无限次的互相供出对方对双方都没有好处,让双方利益整体最大化的解是每一次都互相合作。可是,要怎么能确保自己在选择合作时候对方也选择合作?


曾经,有一个社会学教授设计了一个无限次数的囚徒困境,向全世界征集相应的策略算法。教授收集到了很多策略后进行电脑模拟,看不同的策略两两博弈200次后的平均得分。最终获胜的一个策略是所有策略里面最简单的一个,即“针锋相对”策略。该策略可描述为“第一次选择合作,然后每一次都重复对方上一次的选择”。


这种策略首先示好,如果对方愿意合作下去那么大家就继续合作,如果对方不合作自己也不合作。事实上,排名前三的策略都有相类似的特点:


1、从不首先背叛(善良)


2、不会一直记仇(宽容)


3、只争取更高的共享利益(不嫉妒)


这些抽象出的特点似乎和人类的道德准则很类似,甚至“针锋相对”策略本身也和孔子所言“以直报怨,以德报德”的法则相类似。也许,人类之所以会产生“道德”这种东西,就是因为人类在有了对于长期事物的判断力后,善良、宽容、诚信这些“道德准则”就逐渐成为了人类群体追求共同利益最大化的最优策略,进而通过道德、文化以及法治的方式将这些策略固化了下来,以实现群体利益的最大化。


四、文化的基因


道金斯在书的最后部分讨论了人类这个特殊的物种。他认为,人类区别于其他物种的主要特征在于“文化”,而文化的传播也类似遗传有着催生进化的特质。作者为这个文化传播的最小单元起了一个名字,叫做觅母(MEME),也可以理解为文化的基因。觅母包含语言、概念、作品、仪式和风俗、艺术和建筑、工程和技术等,通过模仿、学习、沟通、著述等方式从一个脑子转到了另一个脑子,从而在整个觅母库中进行繁殖。


相对于基因,觅母的转播速度更为迅速。基因的传播发生在代际之间,传播一次往往需要几年到几十年的时间,而觅母在人群之间的传播速度要快的多。这种快速传播的属性让觅母发展的极为迅速,可以不断的产生新的变异,并通过更为快速周期的“文化选择”实现觅母的快速进化,从而让人类群体的文明快速发展壮大。


类似于基因,觅母也面临着彼此的竞争,并且受到所在觅母库大环境的影响。一个新的想法在进入人脑之前都会面临着三个选择:接受、部分接受和拒绝,只有更多的人选择了接受、部分接受之后,这个觅母在觅母库中才会发展壮大。


比如当哥白尼刚刚提出日心说的时候,由于多数人还笃信地心说,所以“日心说”这个觅母难以被接受、被传播。除了和人个体的固有认知间的冲突,“日心说”也和当时整体的宗教和思想形态不符,所以也限制了其传播。


虽然觅母是一个脱离了基因单独存在的体系,但是觅母和基因之间也有着深刻的互相影响。两个有趣的例子是宗教和帝国。宗教作为一个生命力旺盛的觅母长期存在且影响深广,很多宗教里的“神职人员”比如和尚和神父会被要求避免生育,这些虔诚的信徒将生命奉献给了自己笃信的宗教,但是也放弃了自己基因的生物传播。相反地,很多帝国的皇帝都是将生孩子作为一件重要的事情,他们不光希望自己帝国的觅母可以影响当代和未来,还希望继承这些影响的,是自己的基因的传续。


人类是幸运的,我们在死后遗留给后代的东西有两种:基因和觅母。我们是作为基因的机器而存在的,不过,每过一代,个体传给后代的基因就会少一半,不需要多久这种影响就变得微乎其微了。但是如果一个人能够为世界文明做出贡献,比如一个发明、一个作品,这些都可能作为一个觅母流传下去。


庄子说,“吾生也有涯,而知也无涯。以有涯随无涯,殆已”,虽说这句话原来是说以有限的生命去追求无限的知识是注定会失败的,不过用这句来解释觅母这种文化基因的力量注定要超越生物基因的力量似乎也特别贴切。庄子在今天的世界上可能还有一两个基因留存着,但这有什么重要的呢,他的思想作为一个长盛不衰的觅母流传了下来,这才是重要的事情。


本文来自微信公众号:壹本正经地胡说八道(ID:gh_55c7c58f542a),作者:孟骁

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