從化學和物理法則來說說進化

　　進化受到兩種壓力驅使，產生某種必然的重現結構：

　　1.幾何和物理法則施加負面約束，限制生命機會的範圍。

　　2.相關聯的基因和新陳代謝路徑所構成的自組織複合體施加的正面約束，產生幾種重複出現的新機會。

　　兩種動力為進化指明新方向。它們還會繼續在技術元素領域共同發揮作用，為技術元素的發展過程提供必然性。從化學和物理法則塑造生命——乃至人類意識在技術元素領域的創新——的方式開始。

　　植物和動物呈現令人眼花繚亂的體形多樣性。昆蟲可能體形微小，例如蝨子，也可能龐大，例如鞋子般大小的有角甲蟲；紅杉高達100米，而小型高山植物可以裝進套管裡；體形碩大的藍鯨有如海船，小型變色龍只有1英寸長。可是每個物種的大小不是隨意形成的，它們符合某種尺寸比例。令人吃驚的是，動植物的尺寸比例是個常量，它是由水的物理法則確定的。細胞壁的強度由水的表面張力決定，這反過來決定了軀體——任何可能形式的軀體——密度始終對應的最大長度。這些物理法則不僅在地球上而且在全宇宙發揮作用，因此我們可以預期：任何水基有機體，不論何時進化，不論進化終點在何處，都會趨向這個宇宙通行的尺寸比例（根據當地重力有所調整）。

　　生命的新陳代謝同樣受到約束。小型動物生命快速流逝，很早就會死亡。大型動物生命悠長。動物的生命速度——細胞燃燒能量的速度、肌肉收縮速度、懷孕期和成熟周期——顯然與生命周期和體形大小成比例關係。新陳代謝速度和心率與動物的重量成比例。這些常量產生於物理學和幾何學基本法則，以及能面（肺部表面、細胞表面和體液循環量等）最小化的天然優勢。與大象相比，老鼠的心臟和肺部跳動很快，儘管如此，二者一生中心跳和呼吸次數一樣。似乎上帝給哺乳動物分配了15億次心跳，並告訴它們想用就用。體形很小的老鼠在前面快速奔跑，它的生命就是大象生命的快進版。

　　在生物學領域，新陳代謝速度恆定的最典型例子是哺乳動物，但研究者最近發現相似的法則作用於所有的植物和細菌，甚至各種生態系統。稀疏的寒帶海藻群落可以被視為心臟恆溫動物的慢動作版本。植物或生態系統中每千克物質包含的能量（或者說能量密度）與新陳代謝所需能量相當。很多生命參數——動物孵卵所需時間、成片森林形成速度以及DNA變異速度——似乎都符合普遍的新陳代謝比例法則。「我們發現，儘管生命的多樣性不可思議——從西紅柿樹到變形蟲再到鮭魚，但如果以體形大小和溫度作為參考依據，這些（新陳代謝）中有很多在速度和時間上明顯相似。」發現這條法則的研究人員詹姆斯·吉魯利和傑弗裡·韋斯特說道。他們認為，「新陳代謝速度是基本的生物速度」，是包括能量在內的「宇宙鍾」，是所有形式的生命運動的速度。對任何生物而言，這口鐘都是不可避免的。

　　還有一些物理常量在生物界也是普適的。幾乎所有類型的生物都具有兩側對稱性（左邊和右邊互為鏡像）。這種基本的對稱性似乎產生了多層次的自適應優勢，包括更卓越的運動平衡性、有先見之明的冗餘（一切事物至少都有兩個！）以及基因代碼的高效精簡（只要複製一邊的代碼）。其他幾何結構不過是運用簡單有效的物理學常識，例如管狀結構給植物、動物（腸就是這樣的結構）和腿部輸送營養。一些重複出現的構造，例如樹枝和珊瑚枝的展開或者花瓣的旋渦狀排列，都是基於生長的數學原理。它們的再現是因為數學是永恆的。地球上所有生物都以蛋白質為基礎，細胞內蛋白質的摺疊和展開方式決定了該生物的特性和行為。生化學家麥可·登頓和克雷格·馬歇爾論述道：「蛋白質化學領域的最新進展表明，至少有一類生物結構——即基本的蛋白質摺疊——是由導致晶體和原子形成的類似的物理法則決定的。這些法則使每種生物在其外形下面具有統一的理想結構。」作為引發生命多樣性的基本分子，蛋白質最終也要受制於一組數量有限的重現法則。

　　如果制定一份包含一切地球有機體的全部物理特性的大型電子表格，我們會發現很多空白處，這是為那些邏輯上「可能存在」但實際上不存在的有機體留出來的。這些替補生物服從生物和物理法則，可是從未出現過。這種「可能存在」的生命形式也許包括哺乳蛇，（為什麼沒有？）以及飛行蜘蛛或陸生烏賊。事實上，如果現有動植物圈發展時間足夠長，人類不予幹涉，地球上仍有可能進化出上述動物中的某些種類。這些推測出的生物聽起來完全可信，因為它們具有趨同性，重新採用（但是重組）了整個生物圈反覆出現的形態結構。