4.1 生态位的含义

很多与生物进化有关的著作中都会提到生态位，并给予一个通俗的定义，即所谓生态位是指一个生物体在生态系统中所扮演的角色及占据的地位，没有哪个物种是能在世界上任何地方都生存的，它们都要适应于自己的生态位，这便意味着可以从生态位的角度解析生命的进化。如果想从生态位的角度解析生命的进化，那么就需要先回答在一个生态位中生活的生命体具体适应的是生态位中的什么？

《隐藏的动力：生物在自然界中的价值》一书中所阐释的能流进化论认为，对于一个能量分布相对不均衡的特定区域而言，其不仅需要能量均衡分布，还需要尽快的实现均衡分布，这就意味着这个特定区域需要一种能量平衡能力，该能流平衡能力主要体现在驱动能量相对较高的能量供体和能量相对较低的能量受体之间能量流动的能量传递能力。能量传递能力的载体称为能量传递介体，生命体便是一种能量传递载体，其在自然界中的价值就是驱动自然界中的能量分布相对更加的均衡。因此，生物适应的是特定区域或者说特定生态系统所需要的能量传递能力，只要该物种具有该特定区域所需要的能量传递能力，那么，它就有在该区域存活下去的可能。如果一种物种的生命体的能量传递能力强于同一生态位中的其它物种的生命体，那么该物种便是该生态系统中特定能量供体和能量受体的优势物种。

例如，在苹果树这一生态系统中，叶片中的能量需要释放，苹小卷叶蛾和苹果链格孢菌都以苹果树上的叶片作为能量供体。苹果链格孢菌可引发叶片的轮斑病。现在发现一棵已经感染轮斑病的苹果树，其中还有几片叶子被苹小卷叶蛾寄居。此时，相对于苹小卷叶蛾而言，苹果链格孢菌是这棵苹果树的叶片上的优势物种，即该树是苹果链格孢菌的生态位。甲基硫菌灵是一种可以抑制苹果链格孢菌的农药，但对苹小卷叶蛾无毒害作用。当果树喷洒甲基硫菌灵后，苹果链格孢菌的生长受到抑制，但苹小卷叶蛾可以正常生长，随着时间的推移，苹小卷叶蛾最终替代苹果链格孢菌而成为这棵苹果树叶片上的优势物种，此时，该树是苹小卷叶蛾的生态位。

再例如，假设现在有“A”和“B”两种细菌，二者共享“能量供体”和“能量受体”，菌株“A”的最适温度是37℃，在10℃条件下不增殖，而菌株“B”的最适温度是10℃，在37℃条件下不增殖。也就是说，相比较而言，“A”在37℃时有相对较强的能量传递能力，而“B”在10℃时有相对较强的能量传递能力。假设在一个培养体系中，能量供体和能量受体的量一定。接种相同数量的“A”和“B”至该体系中，如果培养温度是37℃，此时，“A”的能量传递能力相对更强，因而更适合能量供体和能量受体之间进行能量传递的需求，也就更容易在该体系中生长，此时，该培养环境是“A”的生态位；如果培养温度是10℃，此时，“B”的能量传递能力相对更强，因而更适合能量供体和能量受体之间进行能量传递的需求，也就更容易在该体系中生长，此时，该培养环境是“B”的生态位。

4.2 生命的演变特征

基于电子受体（能量受体）的特征及其与生物之间关系的讨论，《隐藏的动力：生物在自然界中的价值》一书构建了一种电子受体驱动的生物进化模型（图1），即电子受体在生物进化过程中的演变历程为：首先，难溶于水的、在特定区域内稳定存在的、相对难以被利用的氧化物（如水铁矿、磁铁矿等）是生物最初阶段的主要电子受体，生命体也是起源于这些物质的表面；随着水溶性氧化物含量及种类的增多，因其相对更容易接受生物代谢产生的电子，且生物对其竞争相对缓和等原因，越来越多的适应并选择这类氧化物作为电子受体的生物得到了自然界的青睐；随着氧气的大量产生，因其氧化性更强、分子量更小、分布更均匀、更容易接受生物代谢产生的电子等特性，致使演变出的适应并选择氧气作为电子受体的生物得到进一步的发展。

图1  驱动生物进化的电子受体的演变

该进化模型的构建之所以选择电子受体作为参照而非电子供体（能量供体），主要是基于以下两件事实：

1）对于任一生物而言，电子供体（食物）的多样性往往多于电子受体的多样性。例如，人可以吃很多种食物，如肉类、蔬菜、水果等，但只能以氧气作为电子受体。当然，自然界中也存在着一些专食性的物种，如大熊猫只吃竹子、考拉只食用桉树叶子、蜗鸢专吃蜗牛等。然而，对于专食者而言，其专食性也是相对的，在偏好的食物匮乏时，它们也会选择其它食物，例如，野生的大熊猫也会吃草、野果、昆虫、竹鼠、牛羚、甚至附近村落里养的羊和垃圾堆的剩饭菜等。

2）电子受体的缺乏对生物造成的影响一般要比电子供体缺乏造成的影响更严重。例如，人可以三天不吃东西，但不能1小时不呼吸；冬眠中的青蛙可以几个月不吃不喝，但冬眠的环境中不能没有氧气等。

基于该模型，生物的进化是从潮湿或水浸的固体氧化物的表面到湖泊、海洋等水域，再到陆地的过程。在这个进化过程中，对于“能量供体→生命体→能量受体”这一能量传递单元，当排除环境因素时，生命体获取能量供体或能量受体的能力是越来越强的，介导能量供体中的能量向能量受体方向传递的能力也是越来越强的。

然而，生命体及其能量供体和能量受体不会脱离环境而存在。

潮湿或水浸的固体氧化物的表面环境、水域环境和陆地环境这三种环境相比较而言，包含的因素依次增多，致使环境在稳定性方面越来越不稳定。例如，对于温度这一环境因素而言，水中石块的温度要比水的温度相对稳定，水的温度要比外面环境的温度相对稳定。在湿度、矿物质、微量元素等分布方面也是如此。这便出现出一对矛盾，即自然界对生命体能量传递能力的需求驱动生命从潮湿或水浸的固体氧化物的表面走向陆地，但同时也给予了越来越多的制约因素。能量传递能力主要包括感知能量供体或能量受体的能力、获取能量供体或能量受体的能力及介导能量传递的能力。对于这三种能力，感知能力和获取能力相对介导能量传递的能力更容易受环境影响，感知能力相对获取能力又更容易受环境影响。

以“羚羊→狮子→氧气”这一能量传递单元为例。在暴风雨天气条件下，羚羊在狮子体内消化的过程（介导能量传递的能力）基本不受影响，但在这种天气条件下，狮子捕获羚羊的能力（获取能力）和发现羚羊的能力（感知能力）均会受到影响。此外，狮子要捕获羚羊，首先要发现羚羊，因而影响狮子视觉、嗅觉、听觉的环境因子不一定会影响狮子捕获羚羊的能力，但会影响狮子发现羚羊的能力。总之，羚羊在狮子体内消化的过程受狮子所在环境的影响较小，狮子捕获羚羊的能力受狮子所在环境的影响次之，发现羚羊的能力受狮子所在环境的影响最大。

通过上述分析可知，生命体发现能量供体的能力受环境的影响最大。在影响生命体感知能力的环境因素中，有的环境因素会增强生命体的感知能力，有的环境因素则会削弱生命体的感知能力。感知能力反映的是生命体与各种环境因子之间的信息交流能力。自然界对生命的选择依据是生命体的能量传递能力，所有影响能量传递能力的因素都是生命体演变的制约因素。既然存在有利于提高生命体能量传递能力的环境因子，那么能够利用环境因子增强自身能量传递能力的生命体便在自然选择下保留了下来，同时，环境因子与生命体之间的信息流也随之保存了下来。总之，基于自然界对生命体的选择依据，由生命体介导的信息流的演变方向便是增强生命体能量传递能力的方向。

4.3 意识的出现

因存在有利于增强生命体能量传递能力的环境因子，致使可以利用环境因子增强自身能量传递能力的生物物种的存在有了出现的可能。前文有述，在生命体走向陆地的过程中，环境因子越来越多，环境也越来越复杂。生命体所在的现实环境中或生态位中，不止存在可以增强生命体能量传递能力的环境因子，同时也存在制约甚至削弱生命体能量传递能力的环境因子，只有处理好各种信息能力的生命体才不会被自然界所淘汰。可以想象为这样一幅画面，一头黄牛正在耕地，自然界就像黄牛后面拿着鞭子的老汉，鞭子就是利于黄牛前进的环境因子，犁耙则是阻碍黄牛前进的环境因子。对于老汉而言，他需要的是耕地被犁好，而不是黄牛、鞭子或犁耙。如果黄牛无论怎么鞭打都拉不动犁耙，那么，它就会被老汉淘汰，即使在没有犁耙的影响下，通过鞭打这头黄牛也可以让这头黄牛走的更快。总之，只有那些可以在鞭子的鞭打下拉着犁耙走的更快的黄牛可以作为耕牛。那么，对于自然界中的生命体，它们是如何平衡环境中的各种信息的呢？在回答这个问题之前，我们先探讨一下意识的特征，或者说意识遵循的原则。意识遵循的原则主要有以下四点：

（一）就主原则

对目的影响越主要的矛盾，即主要矛盾，越容易唤起意识。

（二）就近原则

对目的影响相似的矛盾，与感官越近的事物（或者说越容易引起感官响应的事物），越容易唤起意识。

（三）就变原则

与目的关联性相同的事物，变化越明显就越容易唤起意识。

（四）单一原则

环境中的信息可能复杂多样，但每次只能有一种信息与生命体之间出现信息流，而且，不同信息与生命体之间信息流的存在时间有差异。

例如，一个人要去吃饭，他的意识活动首先是要吃什么，吃什么便是主要矛盾。其次是怎么去，和谁去等次要矛盾，这便是意识的就主原则。

在同去的两个朋友中，假如一个朋友爱吃，一个朋友爱读书，这时候的意识更倾向于驱动这个人与爱吃的朋友交流，这也是一种就主原则；假如两位朋友都是爱吃的朋友，一起走路时，一个离这个人比较近，一个离得相对比较远，那么离这个人比较近的朋友更容易唤起意识，他们之间交流的会相对更多，这便是意识的就近原则。

假如两个朋友都爱吃，且离这个人的距离相同，不过其中一个朋友穿了一件新从没穿过的衣服，那么这个人的意识会更容易被这件新衣服唤醒（就变原则）。

此外，这个人在想着怎么和一个朋友交流时，不可能同时还想着怎么和另一个朋友交流，这便是意识的单一原则。再例如，这个人在坐下时，环顾了一下餐厅，此时餐厅中的很多事物都与其产生过信息流。他在看一个人时，余光可能也在看另外一个人，貌似两个人同时与其产生了信息流，这种现象其实是信息流产生时间过短而引发的误解，这两种信息流在时间上是有先后顺序的。

基于以上探讨，作者认为生命体平衡环境中各种信息的策略主要有以下几点：

（一）信息源方面的策略

生命体介导的信息流的功能，本质上就是将生命体所处环境中的各种信息转化为可以增强自身能量传递能力的信息。这一信息流有四种制约因素：一是环境中的信息量；二是生命体获取信息的能力；三是生命体传递信息的能力；四是生命体处理信息的能力。

环境中的信息量对生命体具有两种影响：一是利于生命体发现能量供体或能量受体；二是不利于生命体发现能量供体或能量受体。信息流的单一性原则意味着环境中的信息量越大，对生命体的这两种影响都会随之增大。为了尽可能的获取有益的信息，生命体在信息源方面的策略是在一定的时间内，尽可能多的获取与能量供体或能量受体有关的信息，同时尽可能的忽略与能量供体或能量受体无关的信息。例如，对于要捕获羚羊的狮子而言，在特定的时间内，它需要找出羊群中相对更容易捕获的对象，判断该羚羊的大小、位置、年幼、健康状况等信息，而不是羚羊旁边的草是否茂盛、开着什么颜色的花、有一只什么样的鸟飞过、身边是否有苍蝇或蚂蚱等信息。

（二）信息获取能力方面的策略

在可获取的信息的载体方面，生命体的演变方向是从通过直接接触获取信息，到获取以化学物质为信息载体的信息，再到获取以振动（或声音）为信息载体的信息，再到获取以光或磁场为信息载体的信息，再到我们人类具有的获取以电磁场为信息载体的信息（这部分在第三章有更为具体的解释）。

在组织、器官的演变方面，生命体的演变方向是从单细胞生物所具有的菌毛等触觉组分，到多细胞生物中的嗅觉、听觉、视觉等单一组织、器官的出现和演变，再到多种器官集中于一体。在这个过程中，利于获取能量供体的感觉器官朝着越来越灵敏的方向演变，不需要的或者帮助不大的感觉器官可能会逐渐退化或消失。此外，嗅觉、听觉、视觉等器官出现的先后顺序不一定很明确，也没有必要纠结具体的顺序，因为不同的生态位需要不同的能量传递能力，也就需要不同的生命体，进而需要不同的感觉能力。此外，生态位对生命体的演变方向具有不同的驱动力，这便使得有些生物的某种感觉器官特别的灵敏，例如，常年在地下活动的蚯蚓就不需要眼睛这一视觉器官；夜晚捕捉田鼠的猫头鹰也不需要特别灵敏的嗅觉；狼的鼻子能捕捉到2.4公里外的猎物气味；海洋生物滑齿龙靠敏锐嗅觉捕杀猎物等。

（三）信息传递能力方面的策略

随着触觉、嗅觉、听觉、视觉等组织器官的出现，生命体在获取信息能力增强的同时，也不得不面对越来越多的信息，如果生命体没有演变出快速传递信息的能力，那么随着信息量的暴增，越来越多的无效信息将会削弱生命体的能量传递能力。可以类比这样一幅画面，将一根针扔到一个装有清水的碗里，很容易就会找到针在碗里的位置。然而，如果不是清水，即水中有非常多的杂质，致使水是浑浊的，那么定位针的位置就会有点难度。再者，如果把针扔到一个清澈的湖里，同样难以定位针的位置。在这个类比的实例中，针就像能量供体，清水及其中的杂质就像环境因子，环境因子越多越杂，都会让人难以发现针的位置。那么，生命体是如何从繁杂多样的信息中提炼出有利于增强自身能量传递能力的信息的呢？

这个问题可从空间和时间两个角度来分析。在空间方面，意识的单一性原则反映了生命体在信息筛选方面的策略。就像一个漏斗，不管往漏斗里装多少豆子，都会按先后顺序一点点的从小口出来，这在一定程度上利于豆子的筛选。在时间方面，信息流的流动速度，即信息的传递速度，也是生命体感知能力的一个重要限制因素，例如，一只从一头狮子身边经过的羚羊跑出2公里后，羚羊的信息才传递给狮子，这将不利于狮子捕获羚羊。那么，生命体提高信息传递速度同时保证灵敏度的策略是什么呢？

生物细胞内、细胞间甚至不同的组织器官间存在一系列的信号传递通路，可以从这些信号传递通路的共性出发去探讨这个问题。级联反应（cascade）指在一系列连续事件中前面一种事件能激发后面一种事件的反应，细胞内的化学修饰调节不仅能引起酶分子共价键的变化，且是一系列连锁的酶促反应。在这些连锁的酶促反应过程中，前一反应的产物是后一反应的催化剂，每进行一次修饰反应，就使调节信号产生一次放大作用。例如，在转录调控中，其中一条基因编码调节因子，而该调节因子则是另一阶段各种基因的表达所需要的。

再例如，细胞表面的受体在收到环境的刺激信号后，会进一步激活第二信使。第二信使能将受体接受的生物信号通过一系列转导机构，产生连锁反应，将信号逐级传导，并将信号逐步放大，这一过程使微弱的信号激活相应的效应系统，该过程也是级联反应。不止细胞内的调控是级联反应，细胞之间的信息交流，个体之间的信息交流，种群之间的信息交流，乃至生物对环境的响应等均是级联反应，这就意味着，从随机性的角度看生命起源，生物进化，以及意识形成等问题是不合适的，应该需要从级联反应的角度分析。级联反应在一定程度上提高了生物对外界信息的灵敏度。

化学反应的本质是电子的得失与转移，电子的得失与转移过程就是电流，电子流动的速度比分子物质的扩散速度相对更快。生物细胞内的酶促反应都是化学反应，这在一定程度上也提高了信息在生物体内的传递速度。再者，神经信号的传递也是电信号，也反映了信号在生命体内的传递速度之快。

将外界信息转化为电信号，同时以级联反应的形式传递不一定是生命体增强信息传递速度同时保证灵敏度的唯一策略，但却反映了信息在生命体内传递的速度和灵敏度是自然界对生命体进行选择的依据。

（四）信息处理能力方面的策略

尽管前三种能力在一定程度上对环境信息进行了筛选，但随着生命的进化，其面对的信息流也是与日俱增，此时，能够对所获取信息进行进一步处理，并进一步增强信息有效性的生命体将会相对更容易得到自然界的青睐，出现这种演变的生命体也就存活了下来。这类生命体均有一个共性，那就是都演变出了“脑”这一信息处理器官。伴随着脑的出现，意识也随之出现。

以我们人类为例。当前，手机、电脑等电子产品已经不单单是我们生活的重要组成，俨然成了我们身体的一部分，甚至比身体的组成器官还重要。问题不在于这些电子产品本身，而在于这些产品所能呈现出的信息。电子产品的存在在加速信息传递的同时，也衍生出了大量的信息泡沫。大量的雷同信息、虚假信息、安慰信息、引诱信息等信息充盈了我们的生活，这些信息在让我们的生活变得简单的同时，也让我们的生活变得更加的复杂。

    人类社会在进步，人类活动产生的信息也随之增加。这一过程使得本该价值在于推动人类社会进步发展的信息，现阶段却已经处于失控状态。信息的产生量远远的超过了人类对信息的控制能力，有些信息甚者在反噬着人类社会，阻碍着人类社会的进步。当人类与信息的平衡被打破时，失控的信息就像失控的癌变细胞，意味着人类在电子产品控制筛选信息方面的研发势在必行，一种类似人类大脑功能的信息处理器也亟待出现。

4.4 自然选择下的生命演变三部曲

能流进化论认为，生命体在本质上是一种能量传递介体，是自然界中的能量传递介体升级的结果，其在自然界中的价值是驱动自然界中的能量分布相对更加的均衡。自然选择的依据是生命体及其种群所呈现出来的能量传递能力。如果一个物种的能量传递能力满足当前自然环境的需求，那么该物种就有存在的可能，反之，则会被自然界所淘汰。生命体在介导自然界能流的同时，还需要从中获取维持自身生命状态及生命活动的能量。因此，生命的进化是生命体的能量传递能力能否满足自然界的需求以及生命体能否从所介导的能流中获取维持自身生命状态及生命活动所需能量这一对矛盾的结果。在这一对矛盾的作用下，生命的演变可分为以下三个层次：

（1）无意识的提高种群当前的能量传递能力；

（2）有意识的提高种群当前的能量传递能力；

（3）有意识的提高种群未来的能量传递能力；

这三个层次在个体的生长发育、物种的演变及生命的演变中均有所体现。

（一）个体的演变

以我们人类为例。个体在成长过程中，嗷嗷待哺的婴儿可以认为是一种单纯的以母乳为食物（能量供体）的能量传递介体，就像固定在岩石上的贝壳类生物一样，只能被动的获取能量供体。尽管此时婴儿是无意识的行使着自己的能量传递能力，作为人类的组分，其同时也在为人类群体的能量传递能力做贡献，即无意识的提高人类当前的整体能量传递能力。

随着成长，个体慢慢的学会主动寻找能量供体，甚至会将剩余的能量供体储存起来，以备能量供体匮乏时食用。此时，个体考虑的是如何让自己存活下去。在这个过程中，个体是有意识的提高自身的能量传递能力，同时，也提高了人类的整体能量传递能力。

等个体成家后，其不但需要考虑自己及结婚对象的能量传递能力，还需要考虑孩子及孩子未来的能量传递能力，即有意识的提高家庭未来的能量传递能力。一个家有了未来，人类也才会有未来，因而这一阶段属于个体有意识的提高人类的整体能量传递能力。

（二）物种的演变

典型的例子还是我们人类。在学会使用工具之前，原始人主要通过基因突变和遗传漂变来提高种群的能量传递能力。例如，长的更壮或跑的更快的突变体相对更容易获取能量供体，同时受到伤害的几率也越低，这类突变体增强了原始人类整体的竞争力。遗传水平上的变异具有一定的随机性，因而这一阶段可以认为是原始人类无意识的提升能量传递能力的过程。

在学会使用工具之后，人类开始有意识的通过提升和改进工具来提升自身的竞争力。在相当长的一段时间内，人类主要集中于有意识的提升个体或特定群体的能量传递能力。例如，对于一个家庭而言，家庭成员首先考虑的是如何提升家庭成员的能量传递能力，如获取更健康的能量供体，争取相对更优质的医疗资源、教育资源等。不同国家之间对能源（煤炭、石油、天然气等）、人才、矿产等的争夺，本质上是为了提升特定人群的整体能量传递能力。

在未来，我们人类所考虑的不仅仅是某一人或某一特定群体的能量传递能力的提升，而是人类整体能量传递能力的提升。在这个阶段，每个人考虑的不再是如何让自己更强，让自己的家人更强，而是如何让人类更强。例如，在孩子的教育过程中，不是告知孩子如何才能找到一份好的工作，而是教导孩子要成为一名对人类的进步有贡献的人。在这个阶段，全人类会形成一个团结的整体，共同应对可能对人类的能量传递能力造成影响的环境的变化，如地震、台风、海啸、病毒、干旱、外星体对地球的撞击等，以人类防像恐龙一样灭绝。清朝陈澹然《寤言二迁都建藩议》中说，不谋万世者，不足谋一时，不谋全局者，不足谋一域。在这个阶段，人人都是谋万世者，人人都是谋全局者。

（三）生命的演变

一些微生物，如大肠杆菌，在能量供体充足且适合其生长的环境中，它们会通过快速增殖的方式提高物种的能量传递能力。在这个过程中，它们不会考虑是否该储藏能量供体或调整能量供体的消耗速率，以延续更多的后代。它们就像连接干电池正极和负极的导线，一经连通，电流就会流动，直至干电池正极和负极的能势差消除。还有一些产孢微生物，它们从不会考虑它们的子代（孢子）是否传播至合适的环境。这种不为后代考虑，盲目提升群体能量传递能力的行为可以认为是一种无意识的提高种群当前能量传递能力的行为。

相比较而言，动物开始有意识的为自己的子代考虑。例如，一只单独生活的黄蜂，它会做一个巢，然后捕捉一只蜘蛛或毛虫，用刺使他麻痹后拖至巢内，产上一卵后封上巢口。此后，它就再也不顾及此事了。卵孵化出来的幼虫以巢内的猎物为食。当它发育长大后，就爬出巢外，随后开启新一轮的循环。非洲牛羚为了自己和孩子能吃上充足的能量供体，不惧鳄鱼的拦截也要进行迁徙；在马尔维纳斯群岛，一对对黑眉信天翁为了一年一度的繁殖季，迁徙数千公里重聚在一起；墨西哥山间体重不到0.3克的大桦斑蝶，却毅然发起一场跨越世代的万里长征，太平洋里的鲑鱼们听从命运的召唤，时候一到，纷纷溯流而上涌向出生的小溪，产卵然后死亡。这类行为可以认为是一种生物有意识的提高种群当前能量传递能力的行为。

人类现在对环境的保护，对污染的水、空气等的治理便是一种功在当代利在千秋的行为，因而也是一种有意识的提高种群未来能量传递能力的行为。