|
  • 自然科學中可探明的設計

    作者:威廉A.鄧勃斯基

     

     至少在宏觀層面上,設計師如何把想法變成現實的思路是直截了當的:(1)設計師首先設定一個目標。(2)為了達到這個目標,設計師构思一個計划。(3)為了實施這個計划,設計師羅列出建筑材料和組裝說明。(4)最后,設計師或是代理人按照組裝說明來處理建筑材料。

     

    最終出現的是設計的作品,而且設計師成功的使他的作品完成了他的目標。就人類設計師而言,這四部分的設計過程是無可爭議的。烤蛋糕、開汽車、挪用公款、建造超級計算机都体現這個過程。不只是我們自己不停地重复着這四部分的設計過程,我們也看到其他的人不停的重复這個過程。假如有一條充分詳細的因果關系的歷史記載,我們就能夠發現:這個過程是貫穿始終的。

     

    然而,假設缺乏充分詳細的因果關系的歷史記載,而且我們也無法追溯這個設計過程。相反,假設我們所能知道的只有作品本身,而且我們必須判定這件作品是否產生于這樣一個設計過程。在這种情況下,我們怎麼判定該作品實際上是被設計的呢?如果此問題中的作品与我們已知的是被設計的作品足夠相似,那么并不難指出這個作品是被設計出來的。舉例來說,如果我們找到一張寫着字的紙片,那么,盡管我們不知道這個紙片的來龍去脈,但是我們可以推斷有一位寫這些字的作者。對于在紙片上寫字,我們都十分熟悉,沒有理由假設這張紙片有一個不同的因果關系的故事。

     

    盡管如此,當提到生物的時候,生物學界卻堅持要求一种迥然不同的因果關系過程。固然,生物學界承認生物系統看上去像是被設計的。例如,牛津大學的理查德達金斯寫道:“生物學是對复雜生物的研究,這一生物看上去是為某一目的而設計的。”但是,諾貝爾獎獲得者弗蘭西斯科里克寫道:“生物學家必須牢記:他們所看到的不是設計的結果,而是進化的結果。”

     

    “設計”一詞在生物學文獻里隨處可見。盡管如此,這一詞的使用還是被仔細規范的。根据生物學界的說法,生物中表現出被設計的樣子是令人誤解的。這并不是要否認生物界充滿令人惊异的發明物。生物學家樂于接受這一點。然而生物學界認為生物并不是上述四部分設計過程的結果。

     

    然而,生物學界是如何知道生物只是表現出設計出來的樣子而實際上并非出自設計呢?生物學排斥設計的觀點明顯的与我們日常的兩种主要的解釋模式相矛盾。這兩种解釋模式一個是不可見的物質力量,另一個是有意圖的中介或設計。然而,在自然科學中,這兩种解釋模式中的一种被認為是多余的考慮,這就是設計。從自然科學的觀點看,設計作為一种智能机构的活動,在本質上并不是一种基礎性的創造力。相反,表現出偶然性和必然性且為永恒的規律所支配的看不見的物質力量被認為完全可以進行整個自然界的創造。

     

    達爾文的理論就是這方面的一個恰當的例子。根据達爾文主義者弗蘭西斯科阿亞拉,“因此,有机体的功能設計以及它們的特性看上去是贊成存在一個設計者。達爾文偉大的成就表明支配生命体的机理可以被解釋為自然過程、自然選擇的結果,根本不需要歸功于一位造物主或是其他的外部力量。因此,丰富多樣的、令人惊奇的生物体,其起源和變遷就被歸并到科學領域。”

     

    然而,事實果真如此嗎?支配生物的机理真的可以無需求助于一位設計者就得到解釋嗎?而且假如引進一位設計者作為生物學的解釋就一定會把我們帶离科學的領域嗎?這兩個問題的答案都是否定的。

     

    自從達爾文的《物种起源》在140年前出版至今,把設計排除在自然科學之外的是缺少一种精确的方法來區分什么是有意形成的物体和什么是無意形成的物体。因為設計是一個富有成效的科學概念,所以科學家們必須很肯定他們能可靠的決定某個事物是不是被設計。約翰尼斯開普勒認為月球上的環形山是月球人的智力設計。而我們現在知道這些環形山是由不可見的自然力量造成的。

     

    對于把某件事物錯誤的歸于設計后來又意外的被推翻的擔心阻礙了設計走進自然科學的領域。現在,隨着區分是有意還是無意形成的事物的精密方法的出現,我們有可能形成一套智能設計的理論,它可以成功地避免出現類似開普勒那樣的錯誤并且可以可靠的把設計引入生物系統。

     

    智能設計的理論就是生物起源和發展的理論。其基本原理認為智力因素在解釋某些复雜信息---生物的丰富的結构時是不可避免的,它還指出這些因素是可以通過經驗來發現的。指出智力因素可以通過經驗來發現相當于說在觀察世界特點的基礎上,存在能可靠的把智力因素同非智力的自然因素區分開來的明确方法。

     

    許多專門的科學已經發展了這類用來區分的方法---特別是辯論學、密碼學、考古學、隨机數的發生机制以及搜索外星生物。只要這些方法發覺智力因素,它們揭露的基本實体就是一類信息,這類信息被交替的稱為特定的复雜性或者复雜的特定信息。

     

    例如,在電影《超時空接触》(這部電影根据卡爾薩根的小說改編,朱蒂 福斯特因其一舉成名)中,無線電天文學家是怎樣根据他們從太空中監測的無線電信號來推斷宇宙外智能的存在的?這些研究人員通過計算机來運行這些信號,該計算机裝有可識別許多預先設定方式的程序。這些方式發揮篩選作用。不能匹配這些方式中任何一种的信號被篩選出去,歸為隨机信號。

     

    在長年接收到明顯的無意義的隨机信號之后,《超時空接触》里面的研究人員發明一种拍子和休止符的方式,這一方式与2和101之間的所有質數序列相符合。(質數就是只能被1和它自身整除的數。)拍子和休止符的序列是:2個拍子,然后一個休止符,3個拍子,一個休止符,繼續下去一直到101個拍子,研究人員必然會推斷出宇宙外智能的存在。

     

    那是為什么呢?在物理學定律中根本不規定無線電信號采用這樣或那樣的形式。因此這樣的序列應該是可能發生而不是必然發生的。同樣,這是一個很長的序列,因此它很复雜。注意:如果這個序列缺乏复雜性,那它的出現很可能是偶然的。最后,這個序列不僅复雜,而且顯現出一种獨立的已知方式或規定。(它不是隨隨便便的一個熟悉的數列,而是一個在數學上非常重要的數列---質數列)。

     

    因此,我們說某個事件展示了特有的复雜性要看該事件是否是隨机的而不是必然的;是否复雜因此不容易被隨机重复;并且是否在表現一种單獨的已知模式的意義上很特別。注意:從發生不可能事件的意義上,复雜性并不能充分地排除隨机性?無數次擲出硬幣,你可能看到高度的复雜性或者是不可能事件。盡管如此,你也沒有理由不把它歸因于隨机。

     

    有關規定很重要的一點是,它們必須客觀地給出,而不是在事實的背后對事件施加影響。例如,如果一名射手把箭射到牆上然后他把靶心畫在箭的周邊,那么,他就是在事實的背后對事件施加影響。相反的,如果靶子在事先就給定(規定),然后射手很准确地命中它們,我們知道這是被設計的。

     

    复雜性和特殊性的結合令人信服地證明了電影《超時空接触》里的無線電天文學家發現了宇宙之外的智能。特殊的复雜性是智力的標志性特征或簽名。如同指紋是一個人存在的可靠的經驗性的標志,特殊的复雜性是智能存在的可靠的經驗性標志(相關的理論支持參看我的著作《沒有免費的午餐》,2002)。

     

    只有智能因素才能產生特殊的复雜性。特殊的复雜性超出了不可見的物質力量產生它的能力。這并不是說物質系統不能展現出特殊的复雜性或是說物質過程不能作為特殊复雜性的途徑。物質系統能表現出特殊的复雜性,沒有智能因素參与的物質過程也可以把事先存在的特殊复雜性拿來四處推廣。但是這并不是問題的關鍵。問題的關鍵是:從起源的意義上來說,物質世界(由不可見的、永恒的物質因素組成的封閉系統)能否產生特殊的复雜性。

     

    要想弄清問題的關鍵,可以思考一下杜勒的木版畫。它是通過把一塊刷好墨水的木版机械地印在紙上而完成的。杜勒的木版畫展現了特殊的复雜性。然而,通過木版把墨水印在紙上的机械的應用并不能解釋木版畫中的特殊复雜性。蘊含在木版畫中的特殊复雜性一定源于木版的特殊复雜性,而木版的特殊复雜性又一定源于杜勒本人的設計活動(在這個例子中是有意識的鑿木版)。特殊复雜性的因果鏈追溯到設計智能。

     

    出于對這种因果鏈的反駁,唯物主義者假定杜勒的智能只是他大腦的物質運作,而大腦起源于看不見的物質過程---進化!然而這正是智能是可還原到物質過程還是超越物質過程這個問題的關鍵。智能設計辯論說存在于生物系統(例如杜勒的大腦)中特殊的复雜性用看不見的物質力量是無法解釋的。

     

    一旦得到适當的闡明,智能設計的理論就是一种信息的理論。通過這樣一种理論,复雜的特殊信息(或是特殊的复雜性)成為衡量智力因素的可靠指標,同時也成為符合科學研究的客体。因此,智能設計的理論也就變成了探測和衡量信息、解釋信息的起源、追蹤它的流程的理論。因此,智能設計理論研究的并不是智能因素本身而是由智能因素引起的信息路徑。結果,智能設計理論既不預示着造物主也不預示奇跡。這一理論在神學上是最低限的要求者。它在不關心智能本質的情況下來探測智能。

     

    在《達爾文的黑匣子》一書中,生物化學家米歇爾比希指出特殊的复雜性如何与生物學上的設計發生聯系。他定義了一個不可削減的复雜系統。這個系統由數個相關的部分組成,去掉任何一個部分都將導致系統功能崩潰。對于比希而言,不可削減的复雜系統是關于設計的一种可靠的指示器。比希所考慮的不可削減的复雜的生物化學系統之一就是細菌的鞭毛。鞭毛是一個酸驅動的旋轉馬達,它有一條像鞭子一樣的尾巴,這根尾巴每分鍾旋轉十万次,它的旋轉動力可以使細菌在液態環境里游動。

     

    比希指出在這個分子發動机中的复雜的机械---包括一個定子、一個轉子、O型圈、套管和一個驅動軸---需要至少三十种复雜的蛋白質并列的發生相互作用,缺少這些蛋白質中的任何一种都將使這個發動机完全失去功能。比希指出,達爾文的机制在原則上不能產生這樣的一种不可削減的复雜系統。在《沒有免費的午餐》中,我指出比希關于不可削減的复雜系統的概念是特殊复雜性的一個特例,而類似細菌鞭毛一樣的系統展示了特殊的复雜性,因此,它是被設計的。

     

    為了把特殊复雜性的測試應用于生物有机体,設計理論家集中關注于可被确認的系統---諸如個体脢、分子机械及類似的系統。這些系統展現出明确的功能,并且其复雜性可以被合理的評估。當然,一旦有机体的某個部分展現出特殊的复雜性,則任何歸于這個部分的設計就推及到整個有机体。沒有必要論證整個有机体的每個方面都是設計的結果。某些方面將是純粹的物質力量的結果。

     

    設計擁有一部轟轟烈烈的知識史。至今為止設計遇到的主要困難在于要發現在概念上有力且能夠推進科學取得丰碩成果的表達公式。智能因素的經驗上可探測性才能保證使智能設計理論成為完全成熟的科學理論,并使之与哲學家和神學家,或者傳統上被稱為的“自然神學者”的設計爭論區分開來。

     

    世界包含了事件、物体和結构,它們用盡了未受干預的自然因素的解釋性資源,進而只有求助于智能因素才能得到充分解釋。智能設計理論嚴密地證明了這一點。因此,它利用長期積累的哲學直覺,并將之轉化為科學研究項目。