今天，我推薦的書叫《為什麼要相信達爾文》，剛好是多倫多大學生命科學系的推薦閱讀書目。不像其他繁雜的教科書，這本書的語言非常平實，又用很多簡單明了的例子，解釋了演化論的核心理念。
其實，回顧一個科學界重要理論證實的過程，實際上也是提醒我們尊重科學研究的重要性，並且還要學會向日漸抬頭的反智主義說「不」。
我看過一篇很火的短文，說的是：「假如一個國家穿了 60 年秋褲，就再也沒可能脫下它了。給人們穿上保暖的秋褲，人的雙腿和關節的抗寒基因會在幾代內消失。」每個高冷而嚴肅的生物學家，在聽完這段話之後，都會忍不住發笑，因為這有違演化論的基本條件。然而，類似的言論層出不窮，甚至還有人用演化論為種族歧視進行辯解。那今天，就讓我們來正經地聊聊演化論，破除這些謠言。
《為什麼要相信達爾文》中，簡明扼要地總結了演化論的核心思想和機理，也就是「隨機差異的非隨機存活」。正如譯者葉盛先生所說：「這本書解釋了很多有趣的問題，為什麼人會起雞皮疙瘩？為什麼寄生蟲會控制宿主的行為？為什麼植物世界中一點點的差別就會被視為兩個物種，而外觀體形迥異的寵物犬卻是一個物種？了解了這些，下次再去動物園或博物館的時候，你的觀感就會大不相同：無論是動物還是化石，都不再只是一個個枯燥的名字，而蘊含著一個個傳承了千萬年的故事。」
在這本書中，作者科因教授重點探討了三個問題：
第一，什麼是演化論，化石為什麼會是支持它的證據。
第二，演化這一過程由什麼因素推動。
第三，當今社會對於演化論的質疑是否合理。
讓我們先來解答第一個問題，什麼是演化論，化石為什麼會是支持它的證據。
現代演化論的核心實際可以總結為兩句話：一個在 35 億多年前的原始物種，或者一個可以自行複製的分子，逐漸演化出了地球上的所有物種。而這一過程中，大多數演化改變由自然選擇決定。
讓我們先來聊聊演化本身。今天生活在我們身邊的很多動植物，在遠古的時候，都是不存在的。我們人類，也是從猿一樣的生物演化而來。所有的物種，包括人類，事實上都在演化，但是速度卻千差萬別。面對巨大演化壓力的物種，往往會快速地演化，比如鯨類和人類。而一些俗稱為活化石的物種，在數億年中基本沒有變化，銀杏樹就是一個很好的例子。
在電影中，我們往往會看到一些神奇的針劑，注射之後，一個人馬上就能長出三頭六臂。而在現實世界中，物種的演化是一個漸進的過程。一個新特徵的演化往往需要成千上萬代，甚至上百萬代的時間。剛剛我們提過，因為演化壓力的不同，不同物種之間的演化速度有快有慢。其實，出於相同的原因，同一個物種的演化速度也是時快時慢的。當一個物種移居到新環境的時候，演化壓力激增，演化速度就會加快，而當它適應了新環境之後，演化的速度往往就大大降低了。
今天的地球上，居住著超過 1000 萬個物種，這些多種多樣的生命，實際來源於一個祖先，這就涉及演化論中物種形成的部分。物種形成，不過意味著演化出了不能彼此交配、交換基因的兩個物種。面對不同的演化壓力，不同棲息地的種群間，會逐漸演化出一些差異性。日積月累，這些差異被逐漸放大，最終達到了無法進行種間交配，或者即使能交配也無法產生可育性後代的程度，也就是教科書中所提到的，「生殖隔離」。
人們總是把生命史詩比為一顆蒼天大樹，事實也的確如此。所有的物種都源自同一個祖先，同一個主幹，經過不斷地演化、分岔，變成今天地球上的生命，也就是樹的末梢。我們可以想像，對於任意的末梢物種而言，只要向上遊追溯，總會找到一個交叉分裂點，也就是兩者的共同祖先。但如果我們有機會穿越回這一時刻，並不會看到什麼特別之處。現代化石證據表明，恐龍和鳥類有著共同的祖先。然而，我們不會在恐龍的分叉處看到突然會飛的鳥類，我們看到的，只會是稍有差異的兩個恐龍種群。所有的重要改變，實際上都發生在分化之後的數千代中。自然選擇作用於其中一個枝丫，才演化出了有飛行能力的鳥類。整個過程是漸進的，每幾十代相差一點點，數千代下來積攢的差異，就形成了物種的分化。
我們經常能看到一種說法，黑猩猩是我們的近親。從生物學的角度來說，人類和黑猩猩確實是兩個親緣關係較近的物種，因為我們的共同祖先年代比較接近於現代，大約存在於 600 萬年前。在這段時間內，兩個物種之間積累了一定的差異，但並沒有到所謂天崩地裂的程度。而親緣關係遠的物種，共同祖先存在的年代也會相對久遠，例如人和嚙齒類動物的共同祖先存在於大約 7000 萬年前，我們和老鼠看起來完全不同，也是因為在這麼長的時間內，兩個物種不斷演化、積累差異的緣故。在生物學發展的早期，科學家們往往利用外在的特徵來進行歸類，判斷兩個物種之間的關係。而現在，藉助現代科技，我們可以使用 DNA 測序，檢測生物基因序列的相似程度，來判斷物種演化上的親緣關係。而根據共同祖先的思想，如果發現鳥類和爬行類的 DNA 接近，那麼，應該可以在化石中找到兩者的共同祖先。化石，事實上也成了演化論最強大的證據之一。
一直以來，人們都知道化石的存在。易經中說，「龍戰於野，其血玄黃」，據推測就是古人在野外發現化石後的感嘆。而化石的發現，也很有可能啟迪了古代人類，讓神話中的怪物變得更加具象，栩栩如生。但是，對於化石的研究起步得很晚，即便是到了十九世紀，人們對於化石的認知，也僅僅停留在超自然力量產物這一層面。直到近代，人們才意識到化石的真正意義。
化石中，蘊含的是生命的歷史，然而它的形成，需要非常特殊的環境。首先，動植物的遺骸必須沉入水底，被沉積物快速覆蓋，避免腐化或者被吃掉，只有這樣，才有可能形成化石。由於植物或陸生動物死在湖泊或者海洋底部的概率極小，所以它們的化石也相對較少。不僅如此，由於動植物殘骸中的軟組織部分很難形成化石，這就導致我們對古代生物的了解嚴重失衡。考慮到種種因素，化石對於演化的記錄，實際上是不完整的。大約只有 0.1%到 1% 的物種，能夠出現在已知的化石記錄中。好在，這些化石已經提供了足夠的證據，幫助我們了解動植物的分化事件。
那麼化石是如何成為演化論的證據的呢？
首先是演化的整體圖景，如果我們縱觀所有化石，我們會發現，早期的生命形式極為簡單，而複雜的生命在很長時間之後才會出現。更重要的是，最年輕的化石，與現存物種最為相似。光合細菌，出現在 35 億年歷史的沉積巖層中，它們逐漸演化成真核生物，擁有了細胞核和染色體。接下來，大約 6 億年前，多細胞生物出現了。這些物種不斷分化，變成了現在地球上的各個物種，而化石忠實地記錄下了這一切。
另外，化石所記錄的過渡形態，給予了科學家們無限的支持。根據演化論，任意兩個物種之間都有一個單一的共同祖先，而化石恰恰提供了共同祖先存在的證據。魚類到兩棲類的演化，就是一個很好的例子。
直到大約 3.9 億年前，地球上唯一的脊椎動物還是魚類，但是，在 3000 萬年之後，出現了在陸地上可以行走的四足動物，這些動物和今天的兩棲類動物有很多相像之處，有扁平的頭部和身體，然而它們的其他特徵，又和早期魚類非常類似。根據演化論，在這 3000 萬年中，一定出現過一個過渡形態的生物，事實上也的確如此。2004 年，科學家在加拿大北部的沉積巖中，發現了提塔利克魚，也就是演化圖景上的過渡環節。它有魚類的鰓、鱗和鰭，但也有很多兩棲動物的特徵，比如頸部，也就是俗稱的脖子。更為重要的是，提塔利克魚有兩個獨有的變化，一個是，它有強壯的肋骨，科學家猜測，這有助於把空氣吸入肺中；另一個則是，相比魚類來說，提塔利克魚的鰭中骨頭更少，使它擁有了更強壯的四肢。這些特徵，讓它更好地適應了淺灘的生活。提塔利克魚邁向陸地的一小步，成了所有脊椎動物的一大步，進而造就了今天生活在陸地上每一種有脊椎的動物，比如你我。
正如開篇中所提到的，一個在 35 億多年前的原始物種，或者一個可以自行複製的分子，逐漸演化出了地球上的所有物種。化石默默地記錄了這一切，為我們提供了演化論的證據。
了解了演化論的概念和證據之後，你一定好奇了，那演化是被什麼所驅動的呢？這裡，讓我們來看下書中的第二個要點，演化論的引擎。
大自然裡的各種動物，看起來都是完美地適應了它所生活的環境。北美黑啄木鳥，每秒鐘可以擊打樹幹十五次，每次擊打的力量，相當於我們人類用馬拉松衝刺的速度撞牆。一些寄生蟲，為了獲得自身的增殖，改變了螞蟻的外觀和行為，讓鳥兒誤以為螞蟻是美味的漿果，而蟲卵則隨著鳥兒的排洩物散播四方。有了這些例子，早期的博物學家會相信動物是上天設計的產物，也就在情理之中了。
達爾文在《物種起源》中，用了完整的一章來推翻這樣的神創論思想，並提出了自然選擇的概念。這一理念也被不斷地證實。為了理解自然選擇是如何起作用的，讓我們先來看一個毛色的例子。正常顏色的美國倉鼠有著棕色的毛皮，它們在深色土壤中挖洞。但是在佛羅裡達州，美國倉鼠卻是淺色的。直覺來看，這種蒼白的顏色是一種偽裝，讓倉鼠可以在白色沙丘中更安全地覓食，而實驗也證實了這一點。在沙灘上，毛色淺的老鼠比深色老鼠擁有更大的存活機會，因為後者更容易被發現。毛色淺的老鼠有更多的機會繁殖後代，淺色基因有更高的概率能夠一代一代傳遞，長此以往，種群就由深色變為了淺色。這個過程就是自然選擇，淺色基因提高了存活率和繁殖率，種群裡的毛色分布也逐漸向淺色靠攏。這個被自然選擇所推動的過程，被稱為演化。科學家把它定義為——「一個種群內基因頻率的變化」。
自然選擇的過程，需要三個條件。第一，最初的種群必須有差異性。比如，種群中的老鼠，必須有不同的毛色。如果沒有淺色老鼠，自然也無從選擇。第二，差異性的一部分必須源於基因的改變，也就是說，差異性必須要有遺傳基礎。如果毛色深淺不由基因決定，雖然淺色老鼠能在沙灘上更好地生活，然而這個差異卻不能傳遞給下一代，也就不會存在演化上的改變。現實世界中，差異性往往就來自於基因的突變。正是隨機的基因突變，使得一些老鼠獲得了白色的毛髮，有了更高的存活率、更多的後代，從而完成了種群的演化。第三，基因的差異性必須影響到個體產下後代的可能性。如果兩種不同基因型產下後代的概率一樣，自然選擇也無從發生。正是因為淺色老鼠存活率高，繁殖數目因此增加，才使得淺色基因在種群中逐漸變多，完成了種群的演化。演化是一個代代相傳的過程，而產下後代才能完成兩代之間的基因傳遞，這是必不可少的一步。
總結來說，基於選擇的演化是隨機和規律性的結合。基因的無規則突變，使得物種產生一定的特徵上的差異。這些突變的發生是隨機的、沒有方向的、雜亂無章的，有可能是好的，也有可能是壞的。而帶有某些特徵的種群，在一些特定的環境中，會獲得一定程度的優勢，使得它們能夠更好地繁殖，讓種群內這一基因的頻率增加。這也是自然選擇的精髓：「隨機差異性的非隨機繁殖」。
自然選擇很大程度上塑造了物種的演化。比如，四足動物的腿來自於突變之後的魚鰭，在沒有捕食者的陸地上，能夠行走這一特徵，給予了個體一定程度上的繁殖優勢，使得四足動物的種群日漸龐大。我們必須要明確的是，在自然選擇中，優勢是以繁殖的方式傳遞的，僅僅增加生存時間則沒有用處。假設存在著一個基因，能使人們長生不老而不孕不育，那帶有這個基因的人，只能孤獨終老，並沒有辦法來推動演化，因為這個基因無從傳遞，也沒有辦法增加它在種群內的頻率。相反，如果存在一個對於生育有利、使人早衰的基因，在自然選擇的推動下，在種群內的頻率反而會增加。
了解了自然選擇的核心，「隨機差異性的非隨機繁殖」之後，我們來聊一聊對於自然選擇的誤區。
對於自然選擇的認識誤區，首當其衝的就是，所謂自然選擇有利於物種的概念。事實上，自然選擇是針對個體而言的，甚至會演化出有利於個體、然而對物種有害的特徵。在獅子的世界裡，當幾隻公獅擊敗了獅群中原來的霸主之後，隨之而來的，是對還沒斷奶的小獅子的大屠殺。這個行為，對獅子種群而言無疑是有害的，然而對入侵的獅子而言，卻是好事，因為它們可以快速繁衍得到自己的下一代。所以選擇是自私的，選擇是利於個體的。
第二個認識誤區是，人們總會認為，像遊戲中的科技樹一樣，自然選擇是有完美結局的，甚至有些別有用心的人，用演化論為種族歧視辯解。實際上，自然選擇這一過程，選擇的並不是完美，而是最適合某一環境的特徵。高鼻梁白皮膚，並不比矮鼻梁黑皮膚更高級，只是更適應寒冷地區的環境。演化並無高低貴賤之分，只在乎「適合」二字。英文中的 Evolution，在中文語境下常見有兩種翻譯，「進化」和「演化」。很多時候，人們會混用這兩個詞彙，也造成了一些不必要的誤解。「進化」的「進」字，往往會讓初學者混淆，讓人認為，生物從低到高，在不斷發生著進化，就像口袋妖怪裡發生的進化一樣。事實上，演化要比進化，更加貼近英文 Evolution 的意思，也更接近達爾文的思想。基於以上的原因，在這次讀書會解讀中，我們都會使用「演化」這一表述方法，也希望大家能夠理解生命的演化並沒有高低貴賤的區別。
第三個認識誤區是，自然選擇並不是演化的唯一推動方式。以血型為例，如果一個人的血型是 AB 型，且只生一個孩子，那麼 ta 的後代有 50%的可能性會獲得 A 的基因，也有 50%可能性獲得 B 的基因。繁殖的過程，會不可避免地涉及基因的抽樣。對小規模種群來說，基因隨機抽樣在很大程度上可以影響基因的頻率，使得種群發生演化，這個過程被稱為「基因漂移」。最著名的例子就是美國的阿米什人，這是一個小型的宗教族群，「基因漂移」使得他們擁有了異於美國本地人的血型頻率。有些時候，甚至不需要繁殖來做抽樣，某些地區內的基因的頻率也會發生變化。比如，在北美原住民中，幾乎不存在 B 型血的基因，這是因為，1.2 萬年前，從亞洲來到北美地區的移民們，幾乎沒有 B 型的血型。這種現象也被稱為「創始者現象」。無論是「基因漂移」，還是「創始者現象」，實際上都在一定程度上推動了演化。自然選擇是演化的主要推動者，而不是唯一的引擎。
簡而言之，自然選擇可以被解釋為「隨機差異性的非隨機繁殖」，這是一個有方向性的過程，也是大多數演化的機理。當然，「基因漂移」等其他隨機過程，也在演化中扮演了至關重要的角色，在 35 億年的演化史中，它們塑造了當今世界上的每一種生物。
我們已經了解了演化這一過程由什麼因素推動。最後，讓我們來聊聊當今社會對演化論的質疑。
演化論不僅僅是一個科學理論，它是一個事實。今天，我們知道，生命體在不斷演化，這個過程是漸進的。共同祖先分化變成了不同的物種，而自然選擇是這個過程的主引擎，無數的證據支持著這一結論。當然，有很多細節我們仍然不甚了解。性別選擇是如何發揮作用的？「基因漂移」扮演了怎樣的角色？如何理解生命大爆炸，為什麼幾百萬年中就出現了如此多的物種？演化論的批評者往往會抓住這些爭論，以此推斷演化論存在錯誤。但是，這些爭論無關演化論的主體，他們反而推動了這一領域的發展，使得科學家不斷研究、驗證進化論的存在。正如作者所說，沒有爭論的科學是不會進步的。
達爾文告訴我們，人類和所有物種一樣，是隨機差異性的非隨機存活塑造的。塑造了松鼠、麻雀、鯨魚的力量，同樣也塑造了我們。很多人對這樣的理念有著深深的憂慮，認為認同進化論，就代表著人類與野生動物無異，就是拒絕倫理道德。美國的保守哲學家和智能設計論的鼓吹者南希·皮爾斯曾說：「為什麼公眾如此熱情地關注一個生物學的理論？因為人們意識到，除了科學理論，還有別的什麼也在風雨飄搖之中。他們知道，一旦在科學教室中講授了自然主義的演化論，那麼沿著走廊的歷史教室，社會學教室，家庭教室都會開始講授自然主義的倫理觀。」
這番言論，實際上也代表了很多人對於演化論的質疑。然而，演化論中並不存在倫理，它只是解釋生命演化的一個理論，而不是探討生命為何存在的哲學方案。它不會告訴我們應該做什麼，或者不應該做什麼。演化論和社會倫理滑坡並沒有聯繫。
我們並不是演化論所控制的木偶，的確，我們行為中的某些方面確實是由自然選擇所塑造的，但這並不意味著我們一定是自私自利的。這個世界上確實充滿了自私與不道德，但也有無數的奉獻與感恩，它們都來自於演化所帶來的烙印。在羅馬時代，人們認為，觀看鬥獸是最好的娛樂活動，而現在並沒有人會這麼認為。時至今日，平權運動已經被認為是很自然的事，我們幫助貧困人口，善待動物……這些都與演化無關。演化只能告訴我們自己來自哪裡，而不是我們該去向何方。