無論怎麼說，旅行者2號上的留聲機唱片都是一個好想法，單就它提出的問題就很好。我們在茫茫宇宙中有同伴嗎？如果沒有，那麼異形生物形式有智能嗎？它們希望發展太空航行嗎？如果是的話，它們能解釋我們要傳達的聲音和圖像嗎，它們聽到我們的聲音會以為是調製解調器的哀鳴嗎，它們看到封面的人物線性畫會以為是一個電線構成的種族嗎？如果它們理解了，它們怎麼回應呢？不理我們？過來奴役我們還是吃掉我們？還是啟動一次星際間的對話？在《週六夜現場》喜劇秀中，外部空間發來的期待已久的回答是“多發一些恰克·貝裡的歌”。
這些問題並不只是作為午夜宿舍“臥談會”的談資。在20世紀90年代早期，NASA劃撥了一億美元的經費供一個為期10年的“尋找外星智能”項目（Search for Extraterrestrial Intelligence SETI）使用。科學家們將監聽無線電波，尋找那些只能來自外星智能生物的信號。可想而知，這一項目遭到了一些國會議員的反對。有人說，這是將聯邦經費浪費去“尋找一些長著奇形怪狀腦袋的小綠人”。為了盡可能減少這個“搞笑因素”，NASA將這個項目重新命名為“高分辨率微波調查”項目（High-Resolution Microwave Survey），但為時已晚，這個項目沒能躲過國會的大幅削減。現在這個項目是由來自私人的捐助支持的，捐助者包括斯蒂芬·斯皮爾伯格。
對“尋找外星智能”項目的反對不僅來自那些一無所知黨，而且來自一些世界上最知名的生物學家。為什麼他們加入討論呢？“尋找外星智能”項目依賴的假設不僅來自天文學，還有進化論——特別是智能的進化。智能是必然事件還是偶然事件？在1961年的一次著名大會上，天文學家和“尋找外星智能”項目的熱衷者弗蘭克·德瑞克（Frank Drake）聲明，可能聯繫我們的外星文明數量可以根據以下公式來估計：
（1）（星系中的恆星數量）x
（2）（恆星與行星的比例）x
（3）（每一個有生命支持環境的太陽系的行星數量）x
（4）（生命實際出現的行星比例）x
（5）（養育了生命且產生了智能的行星比例）x
（6）（願意且能夠與其他世界溝通交流的智能社會的比例）x
（7）（在溝通狀態中每種技術的壽命）
與會的天文學家、物理學家和工程師們覺得，如果沒有一個社會學家或歷史學家將無法估計因素（6）。但他們在估計因素（5）時非常有信心，即對養育了生命的行星中產生智能的比例，他們確定那是100%。
能在茫茫宇宙中的其他地方找到智能生命，將會是人類歷史上最激動人心的發現。那為什麼生物學家這麼令人掃興呢？這是因為他們覺得“尋找外星智能項目”的熱衷者是在基於前科學的民間信仰的基礎上進行推理的。幾個世紀的宗教信條、維多利亞時代的趕超理想以及現代世俗的人文主義都引導著人們錯誤地理解了進化，將其視為一種向著更大更複雜的方向發展，其巔峰就是人類的出現。隨著壓力的積累，智能就像平底鍋裡的爆米花一樣噴薄而出。
宗教信條被稱為存在之大鏈（Great Chain of Being）——變形蟲到猴子再到人——即使到了現在，仍然有許多科學家還不假思索地使用一些單詞，如“更高級”和“更低級”的生物形式以及進化的“級別”和“階梯”。靈長類動物的排隊遊行，從瘦長上肢的長臂猿，經過駝著背的穴居人，再到直立行走的現代人，這已經成為通俗文化的一個符號。如果一個人說，她拒絕了一次約會，因為那男的沒進化完全，我們都明白她說的是什麼意思。在一些科幻作品中，如H.G.威爾斯的《時間機器》的內容、電影《星際迷航》中的情節，小說《男孩的生活》中的故事，這種進化的勢頭延續到了我們的後代，顯示為身體細長、腦呈球根狀、靜脈曲張的禿頂矮子。在《人猿星球》和其他一些故事中，當我們把自己炸成碎片或是被我們的污染物悶死之後，人猿或海豚升格佔據了我們的寶座。
德瑞克在寫給《科學》雜誌的一封信中表達了這些假設，來捍衛“尋找外星智能”項目，回應著名生物學家恩斯特·邁爾（Ernst Mayr）的反對意見。邁爾曾表示，地球上5000萬個物種中只有一種發展出文明，因此某個星球的生命中包含一個智能物種的概率可能極其微小。德瑞克回應說：
第一個發展出智能文明的物種會發現，它們是唯一一個這樣的物種。這應該令人奇怪嗎？總得有人是第一個，但第一個卻無法說明有多少其他物種也曾經、已經或將要有可能進化到智能文明……同理，在許多文明中，有一個將會是第一個文明，暫時的唯一一種文明，能夠發展出電子技術。那其他的會怎麼樣呢？有證據顯示，只要行星系統在幾十億年中處於充分良性的環境中，進化出使用技術的物種。
如果要知道為什麼這種想法與現代進化論是衝突的，需要設想一個類比。人腦是一個只進化了一次的精緻複雜的器官。象鼻能夠堆疊圓木、拔起大樹、撿起硬幣、除去荊棘、向大象噴灑粉末、虹吸水、作為通氣管以及用鉛筆塗抹，它是另一個只進化了一次的複雜器官。人腦和象鼻是相同的進化驅力——自然選擇的產物。想像一位象行星的天文學家為“尋找外星象鼻”項目（Search for Extraterrestrial Trunks）而辯護：
第一個發展出象鼻的物種會發現它們是唯一這樣的物種。這應該令人奇怪嗎？總得有人是第一個，是第一個卻無法說明有多少其他物種也曾經、已經或將要有可能進化出象鼻……同理，在許多擁有象鼻的物種中，有一個將會是第一個，暫時的唯一一個會向自己身上噴灑粉末的物種。有證據顯示，只要行星系統在幾十億年中處於充分良性的環境中，進化出一個使用象鼻的物種……
這個推理讓我們瞠目結舌，因為大象預測，進化不僅只在這個星球上的一個物種中產生了象鼻，而且正努力在另一些幸運的物種中也產生它，這些物種都在翹首企盼呢。大象只是“第一個”和“暫時的”唯一一個；其他物種也有“可能”，儘管可能要過幾十億年這個可能才會實現。當然，我們對於象鼻沒有沙文主義式的盲目熱愛，所以我們能看到象鼻的進化，但它並不是像潮起潮落一樣的必然現象。要感謝大象祖先的偶然先天條件（大塊頭和某種特定的鼻孔和嘴唇）、某種選擇驅力（抬起和低下一顆巨大的頭所提出的挑戰），還有運氣，象鼻才作為那些生物體在當時的一種可實施的解決方法進化而來。其他動物沒有也不會進化出象鼻，因為對於它們的身體和環境，象鼻並沒有什麼幫助。它會再次發生嗎，在這兒或者其他地方？可能會，但出現能再度產生這種結果的行星存在的概率微乎其微，當然更小於100%。
我們對於我們的大腦確實有著沙文主義的熱愛，認為它們就是進化的目標。那沒有意義，其原因斯蒂芬·傑·古爾德多年前已經闡明。首先，自然選擇根本沒有努力發展智能。這個過程是由在一個特定環境中複製生物組織的生存和繁衍率的差異所驅動的。經過漫長的時間，生物體經過設計，使它們在那個環境和期間裡更加適合生存與繁衍；它們被拉動的方向就是朝著在彼時彼處獲得成功，別無他向。當一個生物體移居到一個新環境時，它的譜系也隨之適應；而待在原來環境中的生物體則能夠保持不變，繼續繁榮發展。生命是一個枝杈縱橫的灌木叢，而不是等級序列或階梯。生存著的生物體是在枝杈的頂端，而不是在梯子的下一級。今天活著的每個生物體自從生命起源以來都經歷了同樣長時間的進化——變形蟲、鴨嘴獸、獼猴，還有人。
但是，一個“尋找外星智能”項目的愛好者可能會問，難道動物們不是隨著時間變得越來越複雜了嗎？難道智能不是最高的頂點嗎？當然，在許多譜系中，動物們確實變得越來越複雜。生命開始時很簡單，所以地球上任何時候活著的最複雜生物的複雜性都會隨著時間的推移永續增加。但在另一些譜系中，情況並非如此。生物體到達一個優化狀態後就停滯不前了，且往往會延續幾億年。而且那些確實變得更複雜的並不總是變得更聰明。它們變得更大、或更快、或更有毒性、或生殖力更旺盛、或對於氣味和聲音更加敏感、或能夠飛得更高和更遠、或建窩築壩做得更好——只要適合於它們。進化是關於目的的，而不是關於手段的；變得更聰明只是一種選擇。
不過，許多生物體選擇通往智能之路難道不是一個必然的選擇嗎？不同的譜系往往將匯聚於一個解決方法，就像40個不同的動物種群都進化出眼睛這個複雜設計。你大概不會太富、太瘦或太聰明。為什麼像人類一樣的智能就不會是這個或其他星球上許多生物體可能進化匯聚的一個解決方案呢？
進化可能確實有幾次匯聚向人類般的智能，也許發展這個觀點可以被用來支持“尋找外星智能”項目。但在計算概率之後，我們還不足以認為變得聰明有多麼好。在進化論中，這種推理方式應該受到指責，就像保守主義者總是以此斥責自由主義者那樣：他們描繪出一個收益，但卻對成本要素忽略不計。生物體並不是向每個能想像到的優勢去進化。如果它們是這樣的話，每個生物都會比子彈的速度還快，比火車頭還有力，還能夠輕輕一躍就越過高樓。一個生物體將其物質和能量投入到一個器官，就必須從另一個那裡取走相應的物質的能量。它一定會有比較細的骨頭或較少的肌肉。只有在收益大於成本時，器官才會得到進化。
你有個人數字助理（PDA），比如蘋果紐頓嗎？這些掌上設備可以識別手寫體、儲存電話號碼、編輯文本、發送傳真、記錄日程以及具有許多其他優點。它們是工程設計的傑作，能夠讓忙碌的生活更有條理。不過我沒有個人數字助理，儘管我是酷愛這些小玩意的。每當我受到誘惑打算購買一個時，4個理由都會打消了我的念頭。第一，它們太笨重；第二，它們需要電池；第三，它們需要花時間學習如何使用；第四，它們的複雜設計使簡單的任務，變得緩慢而煩瑣，比如查找電話號碼。我用一個筆記本和一支鋼筆就搞定了。
任何考慮是否進化出一個有像人一樣大腦的生物都將面臨相同的缺點。首先，大腦太笨重。女性骨盆好不容易才容得下嬰兒超大的頭。這項折中設計令許多婦女死於難產，而且骨盆的形態迫使女性走路時採用一種旋轉式的步態，這使得婦女從生物力學角度來說走起路沒有男人那麼有效率。此外，一個沉重的腦袋圍繞著脖子擺動，這令我們在遇到像跌落這樣的事故時更容易受到致命的傷害。其次，大腦需要能量。神經組織在新陳代謝方面很貪婪；我們的大腦僅佔我們身體重量的2%，但卻消耗了我們攝取的能量和營養的20%。再次，大腦需要時間來學習如何使用。我們一生中花了大量時間處於孩童階段或是照顧孩童。最後，簡單的任務可能變得緩慢。我的第一個研究生導師是一位數理心理學家，他想通過測量對響亮鈴聲的反應時間來為腦中的信息傳輸建立模型。從理論上說，神經元到神經元的傳輸時間應當累計為幾毫秒。但在刺激和反應之間有75毫秒的時間，這其中的延遲得不到解釋。“這就是深思熟慮的過程，而我們只是想讓他按下手指而已。”我導師發牢騷說。低技術的動物可以快得多，有些昆蟲咬一口只需不到一毫秒。也許這就回答了運動器材廣告中的誇張問題：人的平均智商是107，褐鱒的平均智商是4。那為什麼一個人抓不住一條褐鱒呢？
智能對於任何生物體來說並不比象鼻更好或更重要，這應當能讓“尋找外星智能”項目的熱衷者們歇歇了。不過我不是反對尋找外星生物智能；我的主題是地球智能。認為智能是進化的某個崇高志向的謬誤其實是另一個同類謬誤的一部分內容，即將智能視為一種神聖本質或奇跡組織或無所不包的數學原則。心智是一個器官，一個生物小裝置。我們具有心智是因為上新-更新世的非洲靈長類動物，它們複雜設計得到的結果收益大於成本。要理解我們自身，我們需要知道歷史上這段場景的有關過程、原因、地點和時間。這些就是本章的內容。
所有生命都是自然選擇的產物
一位進化生物學家曾對外星生物的生命做過預測——不是為了幫助我們尋找其他行星上的生命，而是為了幫助我們理解這個星球上的生命。理查德·道金斯無畏地預測：宇宙中任何地方所能找到的生命，都將是達爾文主義自然選擇的產物。這似乎是一個理論家所做出過的最狂妄自大的預測了，但事實上，它是對自然選擇理論爭論的一個直接後果。自然選擇是我們對於複雜生命是如何能夠進化做出的唯一解釋。暫且不論複雜生命是如何進化的問題，如果道金斯是對的，自然選擇對理解人類心智就是不可或缺的，在這一點上，我認同他。如果自然選擇是對小綠人進化的唯一解釋，它當然也是對大褐人和米色人進化的唯一解釋。
自然選擇理論在現代思想生活中處在一個奇怪的地位，這與本書的另一個基石——心智計算理論一樣。在其本領域內，它是不可或缺的，在一個一致的框架中解釋了數千個發現，並不斷啟發新的發現。但在其領域外，它則被誤解和謾罵。就像在第2章中提到的一樣，我希望闡明這個奠基性觀點：它如何解釋了其他替代觀點解釋不了的一個核心秘密，它如何在實驗室和實踐中被檢驗證實，以及為什麼一些反對它的著名辯駁都是錯誤的。
自然選擇在科學中有著特殊的位置，因為它憑借一己之力解釋了生命的特殊性。生命因其適應的複雜性或複雜設計深深地吸引了我們。生物並不只是一些漂亮的小古玩，它們做著令人驚歎的事情。它們或飛翔、或游泳、或看、或消化食物、或捕捉獵物、或製造蜜、絲和毒。這些都是罕見的成就，超越了水坑、岩石、雲彩以及其他非生物。我們會把一堆外星物質稱為“生命”的前提條件是，它能夠完成足以匹配這些成就的傑作。
罕見的成就源自特殊的結構。動物能看而岩石不能，因為動物有眼睛，而且眼睛對能夠形成圖像的不尋常材料做了精確的安排：角膜聚光，晶體將聚焦調整到物體的深度，虹膜的開啟閉合使適量的光進入，一個透明的膠狀球保持著眼睛的形狀，視網膜位於虹膜的焦平面，肌肉幫助眼睛向上下、左右和內外活動，視桿和視錐細胞將光轉換成神經信號，等等，所有這些都得到了精緻的組合和安排。在從原材料組合成這些結構的過程中，得需要多少次機緣巧合和意外事件的不斷累積啊！龍捲風、山體滑坡、瀑布或是哲學家假想實驗中的閃電蒸發沼澤黏質，都不足以形成這些複雜設計。
眼睛有太多部件，安置得卻如此精確，以至於看上去就像為了把“看”所需的東西放在一起而事先設計好的一樣。我們其他的器官也是如此。我們的關節得到潤滑是為了前後活動得更順暢，我們的牙齒相碰是為了交錯研磨，我們的心臟泵出血液——每個器官在設計時似乎都考慮具備了一個功能。發明上帝的一個原因是要人的心智需要解釋。世界的法則是向前而不是向後運轉的；雨使地上變濕；但地受益於變濕並不能導致下雨。除了上帝的安排，其他還有什麼能影響地球生命的目的論（目的-導向性）呢？
達爾文證明了還有一些其他東西可以做到這一切。他辨識出一種前向因果的物理過程，它模擬了逆向因果或目的論的反論表象。這個訣竅就是複製。複製因子能夠複製一個自己，它能夠將絕大多數特徵複製到副本中，其中包括再次複製的能力。設想兩種狀況，A和B。如果A在前，B就不能導致A。如圖3-1所示，看得清楚不能導致一隻眼睛有個清晰的晶體。
圖3-1
但如果A導致B, B又導致A的主人公製作了一個自己的複製品——我們把它稱為AA。AA看上去就是A，所以似乎就是B導致了A。但實際不是，它只導致了AA，是A的複製品。假設有3個動物（如圖3-2所示），有兩個的晶體是渾濁的，有一個的晶體是清晰的。有一個清晰的晶體（A）使一隻眼睛看得清楚（B）；看得清楚有助於動物躲避捕食者並找到配偶，這令動物得以繁殖下去。其後代（AA）也有清晰的晶體並看得清楚。看上去就像其後代有眼睛，所以它們能看得清楚（不好的、目的論的、逆向的因果推理），但那是一個錯覺。後代們有眼睛是因為它們父母的眼睛看得清楚（好的、普通的、前向的因果推理）。它們的眼睛看上去像它們父母的眼睛，所以很容易將情況搞錯，誤以為是逆向因果推理。
圖3-2
一隻眼睛比一個清晰的晶體更重要，但複製因子的特殊力量在於它的複製品也能複製。想想當我們假設動物的晶體清晰的子代繁殖後代時會發生什麼（如圖3-3所示）。它的一些後代會有比其他後代更圓的眼球，圓眼睛的看得更清楚，因為影像是由中心到邊緣聚焦的。更好的視力會導致更好的繁殖，再下一代就不但有了清晰的晶體，還有了圓眼球。它們也是複製因子，它們的子嗣中視力更銳利的更可能留下具備銳利視力的新一代，以此類推。在每一代中，能導致好視力的特徵被不均衡地傳到下一代中。這就是為什麼最近的複製因子會具有似乎是被一個智能工程師設計的特徵的原因。
圖3-3
我用一種非正統的方式介紹了達爾文的理論，以強調其卓著的貢獻：對看似是設計而實際上卻沒有設計師的表象進行解釋，在其應用於複製因子時運用前向因果推理。完整的情況是下面這樣的：一開始時這世界上只存在著複製者。這複製者並不是一個經由自然選擇的產物，而僅是一個由生物和化學定律所產生出的分子或晶體而已。如果它是選擇的產物的話，我們就會有一個無休止的回歸了。複製因子習慣於倍增，單個因子不經抑制的倍增會用它重重重重輩的複製子孫填滿這個宇宙。但複製因子耗盡了它們複製所需的材料和能源。世界是有限的，所以複製因子們競爭著世界上的資源。因為沒有複製過程是100%完美的，誤差可能會出現，並不是所有子代都會精確地複製。絕大多數複製誤差都將會變得更差，導致對能源和材料更無效的利用，或是更慢的複製率或更低的複製概率。但有好運氣的話，幾個誤差會變得更好，具有這些誤差的複製因子會在之後的各代中興旺繁榮。它們的後裔會積聚任何隨後會變得更好的誤差，包括將保護性蓋套和支撐、操控器、有用化學反應所需的催化劑，以及其他一些我們稱之為身體的特徵組合在一起的變異。產生的複製因子具有明顯設計良好的身體，我們稱之為一個有機體。
自然選擇不是隨著時間改變有機體的唯一過程。但它卻是唯一能在長時間裡對生命體進行看起來像是設計動作般的過程。道金斯不懼遭到指責的風險，說出對外星生物進化的斷言，因為他回顧了生物學歷史上所提出的每一個自然選擇的替代理論，並證明了這些理論無力解釋生命的特徵和複雜設計。
民間理論認為，有機體對一種推動力做出回應，從而展開了更複雜的、更強的適應性形式，這顯然說不通。這種推動力——以及更重要的，實現其志向的力量——有點兒神奇得解釋不了。
達爾文之前的生物學家讓·巴普蒂斯特·拉馬克（Jean Baptiste Lamarck）提出了兩個原則——使用與廢棄和獲得性特徵的遺傳——但這兩個原則也完成不了這項工作。事實上，問題還不在於有許多證據顯示拉馬克是錯的。例如，如果獲得性特徵確實可以遺傳的話，那麼幾百代的割禮應該已經使今天的猶太男孩生下來就沒有包皮了。更深層次的問題是，即使它是正確的，這個理論仍不能解釋適應的複雜性。首先，使用一個器官其本身並不能使這個器官的功能更完善。光子通過透鏡並沒有把它洗得更清晰，使用機器也並不能提高它的功能，而是會磨損它。當然，器官的許多部位確實隨著使用做了適應性的調整：經過鍛煉的肌肉聚集起來，摩擦的皮膚會變厚，經日照的皮膚會變暗，受獎勵的行為會增加而受懲罰的行為則會減少。但這些反應本身就是器官進化設計的一部分，我們需要解釋的是，它們是怎麼被引起的：沒有物理或化學定律使得被摩擦的東西變厚，或者令光照的表面變暗。對獲得性特徵的遺傳則更糟糕，因為大多數獲得性特徵是割傷、劃痕、疤、腐爛、枯萎以及其他一些來自冷酷無情世界的襲擊的結果，而不是提高和改進。即使確實有一擊導致了一些提高和改進，但怎樣從那塊皮肉上讀取這個有益傷口的大小形狀，並編碼寫入精子或卵子的DNA說明，還仍舊非常神秘。
另一個失敗的理論援引了大突變的概念：一個猛犸複製錯誤一下子形成了一種全新的適應性生物體。這裡的問題在於，根據概率法則不大可能出現一個大的隨機複製誤差創造一個具有複雜功能器官的情況，就像從均質的肉中產生眼睛一樣。相比來說，小的隨機誤差則能夠使一個器官更像眼睛一點兒，正如在我們的例子中，一次可想像的變異可以使晶體更清晰一些，或使眼球更圓一些。的確，早在我們這個場景開始之前，一系列的小變異一定已經累積到使生物體具有了眼睛。通過觀察具有較簡單眼睛結構的生物體，達爾文重新建構了這個過程是如何發生的：幾個變異使得一小片皮膚細胞變得對光敏感，更多一些變異使下層的組織不透明，其他一些令其深入到一個杯的形狀，然後變得球狀中空。隨後的變異添加了一層半透明的罩，之後又變厚成為晶體，等等。每一步都為視力提供了一個小改善。每次變異都是不大可能發生的，但並非天文意義上的罕見。整個序列在天文意義上並非不可能，因為變異不像一下抓了一手好牌一次就完成了；每次有益的變異都是被添加到一組先前的變異之上的，而先前的變異則是經過了漫長的時代而被自然所選擇的。
第四個替代理論是隨機遺傳漂移。有益的特徵只是平均而言有益，而現實中生物們要遭受命運的風刀霜劍。當某一代的個體數目足夠小的時候，如果生物體運氣不好的話，一個有利的特徵就會消失，而如果具有不利或一般特徵的生物體運氣不錯的話，這種特徵就會取代有利特徵。從原則上講，基因漂移能夠解釋為什麼一群生物會有一個簡單的特徵，比如是暗還是亮，或是有一個無意義的特徵，比如DNA序列基於的染色體片段實際上無甚作用。但由於其極度隨機性，隨機漂移不能解釋一種不太可能的、有用的特徵，如看或飛的出現。必要的器官需要成百上千個部件的工作，若要一個生命體在許多世代裡靠隨機的方式累積到生成該器官所需的正確基因組合，這樣的概率實在微乎其微。
道金斯對於外星生物的論斷是一個長期有效的主張，它涉及進化理論的邏輯，以及關於解釋項導致待解釋項的力量。他的論斷與之後的兩個挑戰相悖。一個挑戰是被稱為導引性或適應性變異的拉馬克主義的一個變種。如果一個生物體能夠用一批新的變異來應對環境挑戰，這些變異不是浪費的、隨機的，而是有利於使其應對挑戰的特徵的變異，這難道不好嗎？當然那會很好，而這就是問題所在——化學沒有好不好的感覺。睪丸和卵巢裡的DNA不能向外窺視並大幅變異，當冷時製作皮毛，濕時製作鰭，周圍有樹時製作爪子，或者在視網膜前放一個晶體，而沒有把視網膜放到腳趾間或是胰臟裡。這就是為什麼進化理論的一個基石——一個科學世界觀的基石——變異對於它們所傳遞到生物體的益處根本不感興趣。它們一般不可能是適應的，不過當然有一小部分可以由於偶然機會而成為適應的。時不時發現“適應性變異”的宣告，不可避免地發現其實是實驗室的好奇心或人為現象。任何缺少一個守護天使的機制都不能夠引導變異對有機體的一般需求做出回應，因為有幾十億種生物體，而每種生物體有幾千個需求。
另一個挑戰來自一個被稱為複雜理論的新領域的擁躉。這個理論尋找作為許多複雜系統基礎的秩序的數學原則：星系、晶體、天氣系統、細胞、組織、大腦、生態系統、社會，等等。有許多新書已經將這些觀點應用到了如艾滋病、城市退化、波斯尼亞戰爭、股票市場這樣的主題。斯圖爾特·考夫曼（Stuart Kauffman）是這個運動的領導者之一，他提出像自組織、秩序、穩定性和一致性等優點或許是“一些複雜系統的天生性質”。他認為，進化或許是一個“自然選擇與自組織的結合”。
複雜理論提出了很多有趣的問題。自然選擇的前提是一個複製因子不知什麼原因形成了，而複雜理論可能會有助於解釋這個“不知什麼原因”。複雜理論可能還會幫助解釋其他假設。每個部分必須連在一起足夠長的時間才能發揮功效，而不是各自飛散或融為一體。如果進化得以出現，變異必須對一個部分做出足夠的改變，才能影響其功能和作用，但也不至於令其混亂崩潰。如果有些抽像的原則來控制相互作用部分（分子、基因、細胞）的網絡是否具有這樣的性質，那麼自然選擇將會根據這些原則運轉，就像它是根據物理學和數學的其他限制條件一樣，比如畢達哥拉斯定理和重力法則。
但許多解讀者走得要遠得多，他們的結論是，自然選擇現在是微不足道的或已經過時了，或至多是有些未知的重要性。附帶地說，複雜理論自身的開創者們，比如考夫曼和莫瑞·蓋爾曼（Murray Gell-Mann）則對這種推論感到驚詫不已。這封寫給《紐約時報書評》的信是一個典型的例子：
感謝在非線性動力學、非均衡熱動力學以及其他生物與物理之間的交叉學科新近取得的進展，我們完全有理由相信，生命的起源與進化將最終被置於一個堅實的科學基礎之上。在我們即將步入21世紀的時候，19世紀的先知弗洛伊德已經最終被推下神壇。現在也到了我們應將有關進化論的爭論從對達爾文的盲目崇拜這種不合時宜、不科學的束縛中解放出來的時候了。
這封信作者的推理一定是這樣的：複雜性一直被認為是自然選擇的一個標誌性特徵，但現在它可以被複雜理論所解釋了；因此，自然選擇過時了。這個推理的基礎是一個雙關語。令生物學家們念念不忘的“複雜性”不只是任何舊的秩序或穩定性。生物體不只是聚在一起的一團物質、漂亮的螺旋或是有秩序的格子。它們是機器，而它們的“複雜性”是有功能的、適應的設計：能夠實現一些神奇結果的複雜性。消化道不只是有模式的，它的模式是作為從吸收的組織中提取營養的一條生產線。應用於從星系到波斯尼亞戰爭的任何事情的任何方程式都無法解釋，為什麼牙被發現長在嘴裡而不是長在耳朵裡。既然生物體是由消化管、眼睛以及其他被組織起來實現目的的系統集合而成的，那麼複雜系統的一般法則將無法滿足需要。物質並沒有天生就傾向於把自己組織成菜花、袋熊或瓢蟲。自然選擇仍舊是解釋適應的複雜性如何產生的唯一理論，而不只是任何舊式的複雜性，因為它是唯一一個非奇跡的、前向推理理論；在這種理論中，“某些事情做得怎麼樣”對“它是怎麼發展來的”起到因果的作用。
由於沒有替代選擇，我們幾乎都不得不接受自然選擇作為對這個星球上生命的解釋了，即使它還沒有證據。令人欣慰的是，事實上有著壓倒性的證據。我指的不只是生命進化的證據（這早就被排除合理懷疑了，儘管還有些創世論者），我指的是經過自然選擇的生命進化。達爾文自己指出了選擇性哺育對於塑造生物體發揮了重大作用，這是自然選擇的一個直接類推。例如，狗之間的差異——吉娃娃犬、靈提犬、蘇格蘭小獵犬、聖伯納德狗、沙皮狗——源自僅僅幾千年來狼的選擇性餵養。在餵養站、實驗室、種子公司的溫室裡，人工選擇製造了各類奇妙的新生物品種來適合蘇斯博士（Dr.Seuss）畫筆下的人物。
自然選擇在野生生物中也很容易被觀察到。我們舉一個經典的例子：19世紀曼徹斯特的白樺尺蛾在工業煤煙覆蓋了它們所棲息的地衣植物後，就讓位於一種深色的變異形式，因為白色形式對鳥來說太顯眼了。當20世紀50年代的防治空氣污染法律令地衣植物恢復亮色後，當時已很稀少的白色形式的蛾就又佔了統治地位。還有許多其他的例子，也許最可愛的要數彼得和羅斯瑪麗·格蘭特（Peter and Rosemary Grant）的研究工作了。達爾文受到啟發而發展自然選擇理論的部分原因是由於加拉帕戈斯群島上有13種小雀。它們很明顯地與南美大陸上的一個品種相關聯，但卻與之不同而且它們彼此之間也不相同。特別是，它們喙的形狀分別像不同種類的鉗子：重負荷的巡道工鉗、高槓桿的對角鉗、直針尖鉗、彎針尖鉗，等等。達爾文最終的推論是，一種鳥被吹到島上，然後細分為13個品種，這是對於島上不同地方不同生活方式要求的適應，比如剝去樹皮抓住昆蟲、探尋仙人掌花、敲碎堅硬的種子，等等。但達爾文對沒有看到自然選擇的實時發生而頗感失望：“我們看不到這些緩慢的變化還在進行，直到時間之手已經標記上歲月的流逝。”格蘭特夫婦不辭辛勞地測量了加拉帕戈斯不同地方的種子在一年不同時間的大小和堅硬度，小雀喙的長度，它們敲碎種子所花的時間，島上不同地方小雀的數量和年齡，等等——每一個與自然選擇有關的變量。格蘭特夫婦的測量顯示，喙的進化是為了跟上不同種類種子可獲得性的變化，這樣一幅畫面一幅畫面來對電影進行的分析是達爾文只能想像而根本無力實施的。在哺育時間更快的生物體中，正在進行的選擇更加引人注目，地球這個病人身上已經同時出現了具有殺蟲劑抗藥性的昆蟲、抗藥性的細菌和艾滋病毒，世界開始發現了它的危險。
自然選擇的兩個前提——足夠的變異和足夠的時間——都已各就各位。自然生長的生物數量保持著一個巨大的遺傳變異庫，可以作為自然選擇的原始材料。據最近的一次估算，生命在地球上有30多億年的進化時間，複雜生命則有10億年。在《人類的攀升》（The Ascent of Man）中，雅各布·布洛諾夫斯基（Jacob Bronowski）寫道：
我記得我還是一個年輕父親的時候，踮著腳尖小心翼翼走到我第一個女兒的搖籃邊——那時她剛出生四五天——我心想：“這些奇妙的小指頭，小指甲，每個細節都那麼完美，我花100萬年也設計不出這種細節。”不過當然就是花了100萬年時間，才將我，才將人類……帶到了現在這個進化的階段。
最後，兩種正式模型的建立證明了自然選擇能夠進行。人口遺傳學的數據證明了根據孟德爾的法則，基因組合能夠在選擇壓力下改變頻數。這些變化可以發生得非常快。如果一個變異只是比競爭對手多產生了1%的後代，它就可以僅僅在4000代中，從原來佔數量總比例的0.1%增加到99.9%。一隻假想的老鼠受選擇壓力而增大身體，最初它柔弱得都無法測量，但僅僅在12000代內，它就進化出了大象般大小的身體。
最近，來自新領域人工生命的計算機模擬已經顯示出自然選擇對進化出具有複雜適應性生物體的力量。有什麼能比每個人都鍾愛的一個複雜適應性例子——眼睛——能更好地證明呢？計算機科學家丹·尼爾森（Dan Nilsson）和蘇珊·佩爾格（Susanne Pelger）模擬了一個三層的虛擬皮膚片，用其類比一個原始生物體的感光區域。他們把一層色素細胞放在底部，一層感光細胞放在上面，再加上一層半透明細胞形成保護蓋而做成一個簡單的三明治。半透明細胞可以經歷它們折射率的隨機變異（折射率是它們使光彎曲的能力，這種能力在真實生命中往往與密度相對應）。所有的細胞都會經歷影響它們大小和厚度的變異。在模擬中，片中的細胞被允許隨機變異，在每一輪變異之後，程序對附近一個物體投映到板片上的影像的空間分辨度進行計算。如果一輪變異改善了分辨度，這些變異就會保留為下一輪的起始狀態，就好像這個板片屬於一個生物體譜系一樣，而這些生物體的倖存要取決於它們對朦朧出現的捕食者的反應。就像在真實的進化中一樣，沒有總體規劃或項目進度安排。生物體在短期內無法容忍低效的監測器，即使在長期內，它的耐心會回報給它最好的察覺監測器。它所保留的每次變化都是一次改善。
令人滿意的是，這個模型就在計算機的屏幕上進化出了複雜的眼睛。板片先是凹進，然後深陷為一個茶杯狀；透明的那層逐漸加厚填充了那個茶杯並膨脹形成角膜。在這個清晰的填充物裡，一個有著更高折射率的球狀晶體正出現在恰當的位置，在許多微小的細節方面就像一隻魚眼的出色的光學設計。為了估算進化形成一隻眼睛在實際中而不是在計算機中花費多長時間，尼爾森和佩爾格在關於遺傳性、人口變化和選擇性優勢的規模方面做了比較悲觀的假設，他們甚至強迫變異只能在每一代“眼睛”的一個部分上發生。儘管如此，由平坦的皮膚變成複雜的眼睛這整個序列只經過了40萬代，這在地質學上只是片刻之間。
我已經回顧了自然選擇理論的現代公案，因為有太多人對它懷有敵意了。我指的不是原教旨主義者，而是美國最著名大學的教授們。我時不時地聽到如下反對意見：自然選擇只是循環論證；有功能不全的眼睛沒有任何好處；結構是不可能由隨機發生的突變產生的；我們沒有足夠的自然選擇發生的時間；古爾德早就駁斥了這一理論；複雜性會自我浮現；物理學終有一天會替代自然選擇學說。
人們拚命想證明達爾文主義是錯的。丹尼特在《達爾文的危險觀點》（Darwin's Dangerous Idea）中指出，自然選擇暗示宇宙沒有計劃，也包括人的本性。無疑這是一個原因，而另一個是，研究心智的人們寧願不去想它是如何進化的，因為這會弄糟他們珍愛的理論。不同的學者宣稱，心智天生配有5萬個概念（包括“化油器”和“長號”），能力限制使人腦無法解決蜜蜂日常解決的問題，語言的設計是為了美而不是為了使用，部落人群殺死他們的嬰兒是為了保護生態系統而不至於人口過度膨脹，孩子們有個無意識的願望是和父母交配，以及人們很容易就習慣於因想到他們的配偶不忠而感到愉快，就像因此而感到難過一樣容易。當被告知這些斷言在進化上不可能時，他們就攻擊進化論，而不是重新思考這些論斷。學術界對於達爾文主義的誹謗和責難可謂不遺餘力。
有一種理論宣稱，反向工程嘗試發現器官功能的努力（我認為也應當應用於發現人類心智的功能）是一種疾病的症狀，這被稱為“適應主義”。顯然，如果你相信一個組織的任何方面具有一種功能，你一定會相信每個方面都有那種功能，相信猴子是褐色的是為了隱藏在椰子中間。例如，遺傳學家理查德·列文廷將適應主義定義為“那種進化研究的方式在沒有更多證據的情況下推測，生物組織的形態、生理和行為的所有方面都是對於問題的適應性優化解決方案”。毋庸置疑，沒有這種瘋子。一個神智清楚的人可以相信一個複雜器官是一種適應，即一個自然選擇的產物，而同時也相信，一個組織的一些非複雜器官特徵是漂移的產物或是一些其他適應的副產品。每個人都認可血液的紅色不是因為它自己的選擇，而是因為一種攜帶氧氣的分子所選擇的副產品，而這種分子恰巧是紅色的。這並不表示眼睛能夠看的能力會輕易地就是為另一些事情選擇的副產品。
也沒有愚昧的傻瓜會沒能認識到動物從他們進化的祖先那裡接過包袱。已經接受過性教育的年輕人和開始閱讀有關前列腺文章的老年人或許已經注意到，男人的輸精管並不是從睪丸直接通到陰莖，而是蜿蜒進入到身體，略過輸尿管，然後再下行回來。這是因為，我們爬行動物祖先的睪丸是在它們體內的。哺乳動物的身體對於產生精子來說太熱，所以睪丸逐漸下降到陰囊中。自然選擇沒有遠見能計劃到最短的路線。再說一下，這並不是說整個眼睛可以完全是沒用的系統發育包袱。
與之類似，因為適應主義者相信物理定律不足以解釋對動物的設計，他們也被想像為總是阻止訴諸物理學定律來解釋任何事情。一個達爾文的批評者曾挑釁地質問我：“為什麼沒有動物進化出消失並即刻重新出現在另一處的能力，或者憑意願變成金剛（來嚇唬捕食者的妙招）？”我只能公平地說，“不能隨心所欲讓自己變成金剛”，“能夠看”需要的是不同種類的解釋。
另一個詬病是說自然選擇是一種事後諸葛亮式說故事的無效工作。但如果真是這樣的話，生物學的歷史就將是一個耽於空談、破敗不堪的泥潭，只能等著今天的啟蒙反適應主義者來推動它的進展。事實上恰恰相反，權威生物學歷史的學者厄內斯特寫道：
適應主義者的問題是：“某個特定結構或器官的功能是什麼？”這成為生理學中每個進展的基礎，它已經有好幾個世紀了。如果不是適應主義者的計劃，我們大概還不知道胸腺、脾臟、腦垂體和松果腺的功能呢。哈維的問題是：“為什麼靜脈裡有閥門？”這是他發現血液循環的重要踏腳石。
從一個生物體的形狀到它蛋白質分子的形狀，我們在生物學中學到的所有知識都源自一個隱含的或顯性的理解，即生物體的有組織的複雜性是用來服務於它的生存和繁衍的。這包括我們關於非適應性副產品所學到的，因為它們只能在尋找適應性的過程中才找得到。認為特徵是一個漂移或某種知之甚少的動力的幸運產物，正是這種赤裸裸的主張才是不可驗證的，才是事後諸葛亮。
我常常聽說，動物畢竟沒有被設計好。自然選擇被短視、過去的持續影響以及被關於在生物和物理上可能結構種類的削弱約束所阻礙。不像一個人類工程師，自然選擇做不到設計良好。動物們是背負著祖先垃圾的蹣跚破車，偶爾會誤打誤撞碰巧找到幾乎實施不了的解決方法。
人們急於相信這個論斷，而幾乎不去思考或檢查事實。我們在哪兒能找到這個神奇的人類工程師，他可以不受限於部件的可獲得性、製造實用性和物理學法則呢？當然，自然選擇沒有工程師們有遠見，但要從反面說：自然選擇也沒有工程師們的心理障礙、貧乏的想像力或是依從於布爾喬亞的敏感和統治階級的利益。選擇只被什麼管用所引導，它可以停留在卓越的、具有創造力的解決方法上。幾千年來，生物學家已經驚喜地發現了生物世界的巧妙設計：獵豹在生物力學上的完美，蛇的紅外針孔攝像機，蝙蝠的聲吶，籐壺的強力膠，蜘蛛像鋼一樣堅硬的絲，人手的許多夾子，所有複雜生物組織中的DNA維修設備。畢竟，熵和更為惡毒的力量像捕食者和寄生蟲一樣，在不時地侵蝕一個生物體生命的權利而且不饒恕草率的設計。
動物王國裡許多不好設計的例子最終被證明是無稽之談。例如，一位著名的認知心理學家在一本書中評論，自然選擇已經無力消除任何鳥的翅膀，這就是為什麼企鵝仍然還有翅膀，儘管它們不能飛的原因。恐鳥[9]沒有長翅膀的跡象，企鵝也確實用它們的翅膀飛——在水下。邁克爾·弗蘭齊（Michael French）在他的工程學教科書中用一個更著名的例子闡述了這個觀點：
說“駱駝是由一個委員會設計的馬”是個古老的玩笑，這個玩笑確實對於一個極好的生物很不公平，而且總體上也過分推崇了委員會的創造力。因為駱駝不是嫁接雜種，不是怪異的零碎拼湊，而是緊密結合的一個精緻設計。就我們所能判斷的，每個部分的設計都是為了適合作為整體的困難角色，一個生活在艱苦的氣候中的大型食草動物——要走很多軟地，可食的綠色植物很少，而且水源極其稀少。對駱駝的描述如果曾寫下來的話，那麼它在分佈區域、養料經濟性和對惡劣地形及極端溫度的適應方面都是非常堅韌的，儘管符合了這些全部要求的設計似乎有些極端，但一定不會令我們感到奇怪。儘管如此，駱駝的每個特徵都是單獨的一件：大腳用來分散負荷，凸起的膝蓋源於一些設計原則（軸承和樞紐支點），駝峰為了儲藏食物，嘴唇的特徵性輪廓有一種協調，這種協調源於功能，並賦予了整個創造以一種風格感和某種別緻的優雅，所有這些都展現在它奔跑時優美的節奏之中。
很顯然，進化受限於祖先的饋贈和蛋白質中所能產生的機器種類。鳥兒進化不出螺旋槳，即使這會大有裨益。但許多對生物學局限的斷言都是愚蠢的笑話。一位認知科學家認為，“許多生物體的特徵，例如對稱性，其實與特定的選擇沒什麼關係，而是同物質世界中事物所能存在的方式有關”。事實上，存在於物質世界的大多數東西都不是對稱的，顯而易見的原因是由於概率：在對一批東西所有可能的安排中，只有極微小的一部分是對稱的。甚至在生物世界中，生命的分子也是不對稱的，肝臟、心臟、胃、比目魚、蝸牛、龍蝦、橡樹，都是如此。對稱性與選擇息息相關。沿直線行動的生物體有著兩邊對稱的外部形式，是因為如果不對稱，它們就會繞著圈走。對稱不大可能也很難實現，因為任何疾病或瑕疵都能破壞它，許多動物通過檢查細微的不對稱性來評估未來配偶的健康狀況。
古爾德曾強調，自然選擇只有有限的自由度來改變基本的身體藍圖。例如，許多脊椎動物的管道、布線和構架在幾千萬年裡都沒有變化。大概它們源自的胚胎配方不能輕易地修修補補吧。但脊椎動物的身體設計適應並進化出鱔魚、奶牛、蜂鳥、土豚、鴕鳥、蟾蜍、沙鼠、海馬、長頸鹿和藍鯨。相似是重要的，但差異也很重要！發展局限只排除了寬泛的備選級別。它們本身並不能強迫一個器官發展出其功能。一個胚胎限制如“你應長翅膀”是荒謬的。由於絕大部分動物身上的肌肉都無法滿足動力飛行所帶來的最嚴苛的工程需求，因此要那些在正進行發育胚胎內的細胞好好地將自己排列整齊，以便形成恰好能夠讓鳥類飄浮在空中的骨架、皮質、肌肉和羽毛等結構，是幾乎不可能發生的一件事——當然，除非發展方案的制訂是根據整個身體的成功和失敗歷史而產生這一結果的。
自然選擇不應當與發展、遺傳或系統發育約束相對立，好像其中一個更重要，另一個不太重要似的。把自然選擇與先天限制一分為二的想法，其不清晰的思路就像先天天生與後天學習之間的二分法一樣。自然選擇只能在像碳基生物活體這樣可成長的備選物之中選擇，但如果沒有選擇，東西可以長成有功能的器官，也同樣可以長成疤痕組織、腫瘤、疣、組織培養以及顫巍巍的非晶態原生質。選擇和約束都很重要，但它們是對不同問題的答案。問題“為什麼這個生物有這樣的一個器官？”本身是沒有意義的。只有當伴隨著一個“與什麼相比”的短語時，才能問這個問題。為什麼鳥有翅膀（而不是螺旋槳）？因為你不能讓一個脊椎動物長出螺旋槳來？為什麼鳥有翅膀（而不是有前腿或手或殘肢）？因為自然選擇傾向於會飛的鳥的祖先。
另一個傳播很廣的錯誤概念是，如果一個器官在進化的過程中改變了它的功能，它就不是根據自然選擇來進化的。有一個被不斷地引用來支持這個錯誤概念的發現：昆蟲翅膀最初不是用來運動的。就像一個朋友的朋友以訛傳訛的傳說，這個發現已經在反覆複述中變異：翅膀的進化本是為了其他一些事情，但恰巧完美地適應了飛翔，於是有一天，昆蟲們就決定用翅膀飛了；昆蟲翅膀的進化駁斥了達爾文，因為它們將需要逐漸的進化，而半個翅膀是沒用的；鳥的翅膀最初不是用於運動的（第一根羽毛的進化不是為了飛而是為了隔熱，這大概又是一個記錯的事實）。人們只要說“翅膀的進化”，聽者就會意地點點頭，來給自己完成反適應主義者的論證。怎麼能有人說任何器官是為其現在的功能而選擇的呢？也許它們是因為別的一些事情而進化的，動物只是在使用這個功能而已，就像鼻子上架眼鏡和所有那些眾所周知的關於昆蟲翅膀的東西（或者是鳥的翅膀）。
下面的結論是當你去檢查事實時所能找到的。我們今天看到的許多器官都保留著它們原始的功能。眼睛一直是眼睛，從感光區域到聚焦影像的眼球都是。其他的一些器官改變了它們的功能。這不是一個新發現。達爾文給出了許多例子，比如魚的胸鰭變成了馬的前肢、鯨的鰭狀肢、鳥的翅膀、鼴鼠刨土的爪子，以及人的胳膊。在達爾文的時代，這些相似性是進化事實的有力證據，它們現在仍然是有力的證據。達爾文還引用了功能的變化來解釋“有用結構初始階段”的問題，這個問題始終頗受創世論者的歡迎。一個複雜器官怎麼能逐漸進化到只有其最終形式才可用呢？最經常的是，不可用性的前提就是錯的。例如，部分眼睛有著部分視力，這比根本沒有視力要好。但有時答案是在器官被選擇承擔它現在的形式之前，它被適應於另一些事情，然後經過一個中間階段將兩種功能都實現了。哺乳動物精巧的中耳骨鏈（錘骨、砧骨、鐙骨）開始時是爬行動物顎連接的一部分。爬行動物經常將下顎貼近地上來感受震動。某些骨頭既作為顎鉸鏈也作為震動傳送器。之後這些骨頭分工就越來越專業逐漸成為聲音傳送器，逐漸萎縮形成了現在的形狀和作用。達爾文將前一個形式稱為“前適應”，儘管他強調進化其實並不預測下一年的模式。
鳥翅膀的進化沒什麼神秘的。半個翅膀將不會讓你像鷹一樣驟然升起，但它可以令你從樹上滑翔而下或者緩緩落下（就像許多現存的動物那樣），它會使你跳躍或者在奔跑時瞬間啟動，就像小雞努力躲避農夫一樣。古生物學家的化石和空氣動力學的證據最有力地證明了那個中間階段尚有分歧，但這兒卻沒什麼能令一個創世論者或者社會科學家感到舒服的。
由喬爾·金索爾夫（Joel Kingsolver）和米彌·科爾（Koehl Mimi）提出的昆蟲翅膀進化理論，該理論的目的絕不是為了反駁適應主義，它是一個少有的絕佳理論。像昆蟲這樣的小型冷血動物要竭力控制它們的體溫。它們表面積對體積的高比例使得它們溫度上升和冷卻的速度都很快。這就是為什麼寒冷的月份裡外面沒有蟲子、冬日是最好的殺蟲劑的原因。也許昆蟲最初的翅膀是作為可調整的太陽板而進化的，在外面冷的時候它們吸收太陽能，熱的時候散發熱量。金索爾夫和科爾用熱動力和空氣動力分析，顯示太小而不能飛的原翅膀是有效的熱交換器。它們長得越大，在控制熱量上就越有效，儘管它們會到達一個收益遞減的點。這個點是在翅膀大小的範圍之內，其中太陽板可以作為有效的翅膀。過了那一點，隨著翅膀長得越來越大，它們變得越來越有利於飛行，直到它們現在的大小。自然選擇能夠在從沒有翅膀到現在的翅膀大小範圍之內促使其有更大的翅膀，在翅膀中等大小時其功能逐漸發生了變化。
因此，那這個事實是怎麼被篡改成這樣荒謬的故事了呢？一天一隻古老的昆蟲拍著未修改過的太陽板起飛了，接著其餘的昆蟲從那時起也開始這麼做了直到現在。部分原因可能是由於對古爾德介紹的一個術語“前適應”的誤解，它是指一個舊器官向一個新功能的適應（達爾文的“前適應”）或者一個非器官向具有一個功能的器官的適應（一些骨頭或組織）。許多讀者把它理解為一種已經取代了適應和自然選擇的新的進化理論。但是它不是。再次聲明，複雜設計是原因。偶爾，一個為一項複雜、不大可能完成的任務而設計的機器會被迫多做一些更簡單的事。一本叫《一台壞計算機的101種用途》（101 Uses for a Dead Computer）的漫畫書中展示了個人電腦可以被用作鎮紙、養魚缸、船錨，等等。這個幽默源於將複雜技術屈尊用於一個低級機器能夠完成的卑微職能。但絕不會有本漫畫書叫《一個壞鎮紙的101種用途》來展示它可以用作一台計算機，所以這就是生物世界的前適應。在工程學的基礎上，一個設計用於適應一個目的的器官被創造性地用於另外一些目的，這樣的概率太小，除非新的目的很簡單。即使那時動物的神經系統常常必須被適應去尋找和保持新的用途。如果新的功能實現起來非常困難，自然選擇一定對這部分做了大量的改組改造，就像它給予現代昆蟲的翅膀那樣。一隻家蠅在躲避一個抓狂的人時，會在快速飛行中突然減速、盤旋、在自身長度範圍內掉頭、顛倒著飛、翻觔斗、打轉或降落在天花板上，所有這些都可以在不到一秒鐘內完成。正如一篇名為《昆蟲翅膀的機械設計》的文章寫道：“昆蟲翅膀工程設計的微妙細節，任何人造的機翼都無法企及，這顯示了昆蟲翅膀是多麼出色地適應了特技飛行。”昆蟲翅膀的進化是支持自然選擇的一個論證，而不是反對自然選擇的一個論證。選擇壓力下的變化與沒有選擇壓力是不同的。
複雜設計位於所有這些爭論的核心，這也為指責達爾文提供了最後一個說辭。難道這整個觀點不太過混沌了嗎？既然沒有人知道可能的生物體的種類數量，任何人怎麼能說它們中無限小的一部分有眼睛呢？也許這個觀點是循環論證的：人們稱之為“適應性複雜”的東西就是人們相信，除了自然選擇別無他法來進化的東西。正如諾姆·喬姆斯基寫道：
所以這個命題是，自然選擇是對實現一個功能的設計唯一的物理解釋。確切地說，這不可能是對的。來看看我的物理設計，包括我具有正質量的特徵。它實現了一些功能——比方說，使我沒有漂移到外層空間去。坦白地說，它的物理解釋與自然選擇沒有絲毫關係。同樣一些不太基本的特徵也是如此，你可以隨意舉出例子來。所以你不能確切地表示出你說的意思。所謂只要系統被選擇來滿足某個功能，那這個過程就是選擇，對此我覺得很難給出一個不成為同義重複的解釋。
關於功能設計的論斷由於沒有以準確的數字表述，確實留下一個懷疑的缺口，但對於所涉及的量多一點思考就彌補了這一缺口。選擇不是用來單單解釋有用性的，它是用來解釋不大可能的有用性的。使喬姆斯基沒有漂到外部空間的質量不是一個不大可能的條件，無論你怎樣來衡量概率。“不太基本的特徵”——隨意舉個例子，脊椎動物的眼睛——是不太可能的條件，無論你怎樣衡量概率。拿一個抄網從太陽系裡撈物體；回到10億年前地球上的生命中取一些生物體的樣本；搜集一些分子計算它們在物理上所有可能的結構；將人的身體分作一格一格一英吋的管子。再讓我們算算樣本裡有多少比例的成員能夠自己形成光學影像。我們將會看到，在這兩個比例之間，會有在統計上有效的明確差異出現；而我們要對這個差異進行解釋。
在這點上批評家可以說這個標準——看見與看不見——是後驗的，在我們知道動物們能做什麼後，概率預測就沒有意義了。它們就像無論我碰巧被發到怎樣一手牌，我都得不得不應付的極小概率一樣。大多數物質坨不能看，但大多數物質坨也不能克隆，這裡我把克隆定義為具有與我隨意從地上拾起的石塊完全一樣大小、形狀和組成的能力。
最近我參觀了史密斯博物館關於蜘蛛的一次展覽。當我驚歎於瑞士手錶般精確的關節，蜘蛛從吐絲器中抽絲時縫紉機般的動作，蜘蛛網的美妙時，我心中暗想：“怎麼能有任何人看到這些還不相信自然選擇呢！”就在那時，一個站在我旁邊的人大聲說道：“怎麼能有人看到這些還不相信上帝呢！”我們倆對於需要解釋的先驗事實意見一致，但我們不一致的是如何解釋它們。在達爾文之前很久，神學家如威廉·帕雷（William Paley）就指出，自然設計的鬼斧神工是上帝存在的證據。達爾文並沒有發明要解釋的事實，而是發明了解釋。
但到底我們都驚歎於什麼呢？每個人或許都會同意獵戶座看上去像一個有帶子的大傢伙，但那並不意味著我們對“為什麼星星把自己校準成有帶子的人”需要一個特殊解釋。但對於眼睛和蜘蛛表現出“設計”而獵戶座沒有“設計”的直覺可以被解釋為顯性標準。需要有一個異質的結構：一個物體的各部分或方面無法預言彼此的不同。也需要有一個一致的功能：不同部分的組織佈置是為了使系統實現某種特殊效應——之所以特殊是因為對於缺少那種結構的物體是不大可能的，之所以特殊是因為它令某些人或某些事受益。如果你不能比描述那個結構更加經濟簡潔地陳述那個功能，你就沒有設計。晶體不同於隔膜，隔膜不同於光色素，沒有任何無指導的物理過程會將這三者存入同一個物體，更不用說對它們完美地校準了。但它們卻有一些共同之處——都需要高保真的圖像形成——這就解釋了為什麼它們被一同發現在一隻眼睛中。相比之下，對於克隆石頭，描述結構和陳述功能是相同的一件事。功能的概念什麼也沒有增加。
最重要的是，將適應的複雜性歸因於自然設計不只是對於設計卓越性的認可，就像現代藝術博物館裡昂貴的設備。自然設計是關於設計起源的可證偽假說，需要繁瑣的經驗實證。記住它是如何工作的：複製因子之間的競爭。任何表現出設計的徵兆，但不是源於一長列複製因子的東西不能由自然選擇理論來解釋，事實將反駁這個理論：缺少生殖器官的自然物種，昆蟲像晶體一樣從岩石中長出來，月球上的電視機，洋底裂溝中噴出來的眼睛，形狀連掛鉤和冰桶這樣的細節都像賓館房間的洞穴。另外，所有器官能夠帶來的好處，在最後都必須為了進行繁衍後代的任務而服務。一個器官的設計可以是為了看或吃或求偶或護理幼子，但最好別是為了自然的美、生態系統的和諧或是自我毀滅。最後，功能的受益者必須是複製因子。達爾文指出，如果馬進化出馬鞍子，他的理論就立刻被證偽了。
儘管有謠言和民間傳說，但自然選擇仍然是生物學解釋的核心。生物組織只能被理解為適應、適應的副產品和雜音之間的相互作用。副產品和雜音不會排除適應，也不會讓我們一籌莫展無法區分它們。這正是為什麼生物組織如此令人著迷——是它們幾乎不可能的適應設計——從而要求在自然選擇的啟發下對它們進行反向工程逆推。副產品和雜音因為它們被負面地定義為非適應，所以它們也只能通過反向工程逆推才能被發現。
對於人類智能來說也是如此。心智的重要能力，以及它們那些任何機器人都無法複製的傑作，都是自然選擇的親手作品。這並不意味著心智的每個方面都是適應性的。從低層次的特徵如神經元的遲鈍和嘈雜，到重大的活動如藝術、音樂、宗教和夢，我們都應當預料到其不是生物學家意義上的適應的活動。但這不是說我們對於心智如何工作的理解將會不完整或乾脆就是錯的，除非它與我們對於心智如何進化的理解相配合。這就是本章其餘部分的主旨。
遺傳算法的威力
我們所要討論的第一個問題，是人腦為什麼會進化？答案就在信息的價值中，大腦就是設計用來處理信息的。
每次你買報紙時，你都在為信息付費。經濟學家解釋了為什麼應該這麼做：因為信息傳遞的收益值得付費。生命是賭博中的機會。在岔路口往左拐還是往右拐，與瑞克待在一起還是與維克托一同離開，人們知道哪個選擇都不能保證好運和幸福；人們所能做的只有碰運氣。究其本質，生命中的每個決策都可以歸結為買哪張彩票。比方說，一張彩票花1美元，有1/4的機會中10美元。平均來說，你每玩一次會淨賺1.5美元（10美元除以4等於2.5美元，再減去1美元的買彩票成本）。另一張彩票價格1美元，有1/5的機會可以中12美元。平均下來，你每次會賺1.4美元。兩種彩票數目相同，上面都沒有標注中獎的概率。如果有人可以告訴你哪張是哪種彩票，你會付他多少錢？你至多可以付他4美分。沒有信息的話，你將需要隨機抽取，估計平均會賺1.45美元（一半時間1.5美元，一半時間1.4美元）。如果你知道哪張有更好的平均收益，你每次就會平均賺1.5美元，所以即使你付出4美分，你每次還會多賺1美分。
絕大多數生物體不買彩票，但每當它們的身體能夠以不止一種方式運動時，它們都在投注選擇。如果成本低於在食物、安全、求偶機會，以及其他資源方面的預期收益，它們應當會願意“付費買”信息——這些“費用”包括組織、能量和時間。所有收益的評價方式都最終根據能否提高後代預期生存數量。在多細胞動物中，信息是由神經系統搜集的，並轉化為能獲益的決策。
更多的信息往往會帶來更大的回報，並贏回額外的成本。如果一個財寶箱被埋在你家附近的某個地方，那麼僅僅一條告訴它被埋在北半邊還是南半邊的信息就很有幫助，因為這節省了你一半的挖掘時間。告訴你它在哪個象限的信息會更有用，等等。坐標上有越多的數字，你就會越少浪費無效挖掘時間，所以你就會願意付錢得到更多的信息，直到那一點已經非常接近，而不值得再花成本去做更小的細分為止。與之類似，如果你要破解一個密碼鎖，你擁有的每個數字都會減少需嘗試的次數，因而節省的時間會抵消付出的成本。因此往往信息越多越好，直到收益遞減的那一點，這就是為什麼有些譜系的動物進化出越來越複雜的神經系統。
自然選擇不能給生物體關於它所處環境的信息或是關於計算網絡、小幽靈（後台程序）、模塊、技能、表徵或處理信息的心智器官的信息。它只能在基因之間選擇。但基因構建了大腦，且不同的基因構建了以不同方式處理信息的大腦。信息處理的進化必須在螺母和螺栓層次，通過選擇影響腦加工處理的基因才能實現。
許多種類的基因會為了更好的信息處理而成為自然選擇的目標。修改過的基因會沿著腦室壁（腦中心的洞）產生不同數量的增殖單位，這會產生製造灰質的皮質神經元。其他的基因會允許增殖單位為不同數目的週期而分開，創造出不同數量和種類的皮質區域。借由移動一些化學物質軌跡和分子建構的路標等方式，用來連結神經元的神經軸可以被誘導往不同的方向上移動，進而完成將神經軸重新布線的目的。基因可以改變分子構成的鎖鑰結構，以便鼓勵一些神經元和其他神經元進行連結。就像那個關於如何雕刻大象雕塑的老笑話中講的（去掉所有看上去不像大象的部分），神經回路能夠通過將程序設計為某種細胞和突觸適時的自殺而塑造。神經元能夠在胚胎發育的不同時點變得活躍，它們的激活模式，無論是自發的還是程序設計的，都可以在下游被解釋為關於如何連線在一起的信息。許多這些過程在級聯中相互作用。例如，增加一個區域的大小使得它能夠在下游競爭中得到更好的位置。自然選擇不關心腦加工過程如何怪異或是形成的腦如何醜陋。對修改的效果的評估，嚴格按腦算法指導動物的整體感知、思維和行動的效果。通過這些過程，自然選擇能夠構建一個功能更佳的大腦。
但隨機變異的選擇真的能改善神經系統的設計，還是會粉碎它，就像毀壞一個計算機程序中的字節一樣，最後保留了沒有被損壞的系統？計算機科學的一個新領域被稱為遺傳算法，它顯示了達爾文主義的選擇能夠創造越來越智能的軟件。遺傳算法是複製出多個副本的程序，儘管有一些隨機變異使得每個副本都略有一點兒差異。所有的複製品在解決問題時都有一場比賽，表現最好的才被允許為下一輪繁殖供給複製品。但首先，每個程序的各個部分都再次被隨機變異，且成對的程序進行交配：每個都被一分為二，並相互交換半個。在經過許多輪的計算、選擇、變異和繁殖後，倖存下來的程序往往比一個人類程序員所能設計的任何東西都要好。
與探討心智演化更為相關的，是這個遺傳算法在神經網絡上的應用。我們可以將從模擬的感覺器官所得到的信息給一個網絡作為輸入，然後把網絡的輸出傳遞至模擬的肢體，再把這個網絡放置在一個散佈著“食物”及其他競爭網絡的虛擬環境中。那些得到最多食物的網絡在下一輪變異和選擇之前留下了最多的複製品。變異就是連接權重的隨機變化，有時伴隨著網絡之間的性別重新組合（交換一些它們的連接權重）。在早期迭代期間，“動物”——或者，就像有時它們被稱為的，“有生命的物體”——在它們的領地內隨意遊蕩著，它們偶爾會碰到一個食物。但隨著進化，它們變為由一個食物呼嘯而去。我們的確發現，當一整群神經網絡是以演化的方式來調整它的內部的連結權重時，它們所表現出的效能通常都要高於單一網絡自行進行學習所能夠達到的效能。對於隱含多層級的網絡尤其如此，這種網絡是複雜動物，特別是人類一定具有的。如果一個網絡只能學習，而不進化，那麼環境的傳授信號傳播到隱含層時會被稀釋得十分微弱，只能微弱影響連接權重。如果一群網絡能夠進化，即使它們不能學習，突變和交配的過程仍能直接地修改隱藏層當中的連結權重值，該網絡能夠在一瞬間擁有與最佳狀態更為接近的連結重值組合。這也就是說，網絡先天的結構是自然選擇的結果。
進化和學習也可以同時發展，其天生結構在進化的動物也在學習。一群網絡能夠配置一個遺傳學習算法，網絡設計者通過猜測、沿襲傳統或試錯法構建的原始結構，被允許進化和修正。天生規格包括有多少個單位，它們是如何連接的，初始的連接權重是多少，以及在每個學習情境下權重應上下浮動多少等內容。模擬的演化過程將能夠為網絡在學習生涯中優先取得有利的地位。
因此，進化能夠指導神經網絡中的學習。令人奇怪的是，學習也能指導進化。還記得達爾文討論的“有用結構的初始階段”——那個半隻眼睛有何好處的問題吧。神經網絡理論家傑奧弗裡·欣頓和斯蒂文·諾蘭設定了一個殘酷的例子。假設有一個被具有20個連接的神經網絡控制的動物，每個連接要麼是激活的（開）要麼是中性的（關）。但除非20個連接都正確到位，否則神經網絡無法發揮作用。不但有半個網絡沒用，就算有一個95%的網絡也沒用。在一個是從隨機突變的方式來對神經網絡的連結權重值進行設定的動物族群裡，在大約每百萬個（2020）有著不同基因組成的個體當中，才會出現一個擁有完全正確連結的變種個體。更糟糕的是，如果這個動物是有性繁殖的話，這種優勢立刻就消失了，因為在終於找到權重的神奇組合後，它交換了一半出去。在這個模擬情境中，沒有任何適應性網絡進化出來。
那麼現在考慮一群動物，它們的連接可以有3種形式：天生開啟，天生閉合，或者可以通過學習設置為開啟或閉合。變異決定了動物在出生時某個連接具有這3個可能性中的哪一種（開啟、閉合，可學習）。在這些模擬中，平均一隻動物有一半的連接是可學習的，另一半是開啟或關閉的。個體是以下述的方法進行學習的：每個動物在一生中嘗試著隨機確定可學習的連接，直到它遇到了神奇組合。在真實生活中，這或許是弄明白如何捕捉獵物或敲碎堅果的方法；不管是什麼，動物感覺到它的好運氣後就保持著這些設置，停止了試錯。從那時起，它就享受了更高的繁殖率。動物在生命中越早獲得正確的設置，它具有更高繁殖率的時間就越長。
既然有了這些進化的學習者，或者學習的進化者，具有不到100%正確的網絡就有了優勢。以所有具有10個天生連接的動物為例，大約1000個中間的一個會10個連接都正確。（請記住100萬個非學習的動物中只有一個具有20個天生連接都正確的動物。）這個稟賦良好的動物會具有通過學習其他10個連接而獲得完全正確的網絡；假如它只需要對1000種不同的狀況進行學習，那麼它就能有相當大的機會找出正確的網絡。我只得到解答的動物將能夠更早進行繁衍，因此也能更頻繁地進行繁殖。在它的子嗣中，變異的優勢使得越來越多的連接天生正確，因為擁有越多開始就正確的連接，就會花越少的時間來試錯，終其一生仍沒有學到的概率就越小。因此，在欣頓和諾蘭的模擬中，網絡進化出越來越多的天生正確的連接。然而，連接從來沒有變成完全天生的。隨著越來越多的連接被修復好，修復剩餘連接的選擇壓力逐漸減少，因為只需學習少量的連接使得每個生物體都肯定能夠迅速學會。學習導致天生能力的進化，但又不是完全天生。
欣頓和諾蘭將他們的計算機模擬仿真結果發到一家期刊，但他們被告知這消息在100年前就被先行登出了。心理學家詹姆斯·馬克·鮑德溫（James Mark Baldwin）曾提出，學習能夠以這樣的方式指導進化，創造出一種拉馬克式進化幻象而無須真的有拉馬克式進化。但沒有人證明過這個被稱為“鮑德溫效應”的觀點是否真的有效。欣頓和諾蘭展示了為什麼它能夠有效。學習的能力將“從乾草垛裡尋找針”的進化問題調整為“當你接近了這根針時，會有人告訴你”。
鮑德溫效應很可能在大腦的進化中發揮了主要作用。與標準社會科學模型相反，學習能力並不是人類在進化歷史上晚近時期才達到的一個頂峰。除了最簡單的動物之外，幾乎所有的動物都能學習。這些就是為什麼像果蠅和海蛞蝓這樣心智不複雜的生物成為神經科學家被試的原因了。如果多分子動物的早期祖先就有了學習能力，它可能就引導著神經系統向專業化回路的進化，即使這些回路結構是如此複雜，以至於光靠自然選擇不足以解釋它們出現的原因。
只有人進化出了智能
儘管許多動物所擁有的複雜神經系統都在不斷地進行演化，但是大部分人以為動物們會努力想演化出較高智能的印象卻是錯誤的。這個通常觀點是說，低等動物有不多的幾個固定反射，而在高等動物中，反射可以與新的刺激相關聯（就像巴甫洛夫的實驗中一樣），而且反應也可以與獎勵相關聯（就像斯金納的實驗中一樣）。根據這個觀點，關聯的能力在更高等的生物體中會變得更好，到最後，這些關聯將可以脫離肉體慾望的刺激或實質的刺激，而能直接將不同的概念彼此相互連接，達到像人所擁有能力一樣的頂峰。但是我們在真實動物身上所見到的智能分佈情況絕非如此。
突尼斯沙漠螞蟻離開巢，走了一段距離，然後在炙熱的沙子上尋找被酷熱烤暈的昆蟲屍體。當它找到一個後，咬下一大塊，轉回身徑直爬回巢穴裡，也就是一個大約50米開外1毫米見方的小洞。它怎麼找到回來的路呢？它的導航是靠在來的路上所搜集的信息，而不是靠像聞鹹肉一樣嗅著回來。如果有人在螞蟻從巢穴裡剛出來時，把它拿起來扔到離窩有一段距離的地方，這個螞蟻就會漫無目的地轉圈圈。如果有人在螞蟻找到食物後移動了它，它便會朝與家的方向只差一兩度的方向，以直線往回跑，直到超越了巢穴所在的距離，再掉轉頭來搜尋不會在該位置出現的巢穴。這說明螞蟻測量並儲存了回巢穴的方向和距離，這是一種被稱為路徑整合或航位推算的導航形式。
這個動物中信息處理的例子是由生物學家魯迪格·維爾納（Rudiger Wehner）發現的，它是心理學家蘭迪·蓋利斯泰爾（Randy Gallistel）所用的許多例子之一，蓋利斯泰爾努力使人們不再把學習看作是形成關聯。他解釋了這個原則：
路徑整合是一個將速度向量對時間求積分以得到位置向量的連積或離散程序。傳統中海上導航的離散等效是有間隔地記錄航行的方向和速度，用前一個記錄以後的間隔乘以每個記錄的速度，得到一個間隔接著一個間隔的位移（例如，以每小時5海里的速度向東北航行半小時會將船離原來地點向東北推進2.5海里），然後累加連續的位移（位置改變）就得到了位置淨變化。這些在經度和緯度上位移累計的總和就是對船位置的航位推算。
聽者對此表示懷疑。所有這些計算就容納在一隻螞蟻小小的尖腦袋裡嗎？事實上，隨著計算的進行，這是很簡單的東西。你可以花幾美元在電器行買幾個小零件，就能做個這樣的儀器。但對於神經系統的直覺已經被關聯主義禁錮得枯竭殆盡，以至於如果一個心理學家要把這個機器的工作原理延伸至人腦，都會被貼上瘋狂和不負責任的標誌，更不用說歸結為一個螞蟻腦了。一個螞蟻真能做計算甚至運算嗎？當然不能，這顯而易見。但當我們在做自己的航位推算時（我們的“方向感”），我們也沒有計算。路徑整合計算是在無意識中進行的，它們的輸出進入了我們的感知——還有螞蟻的，如果它有的話——這就像一種抽像的感覺：家在那個方向，很遠啊。
其他的動物們執行著更加複雜的運算、邏輯和數據存儲。許多候鳥晚上飛行數千公里，通過看星座保持著它們的方向。在做童子軍的時候，老師教給我怎樣找到北極星：就在小北斗七星的柄端，或是從北斗星的前端外推七倍於它深度的距離。鳥不是天生就有這個知識的，這並不是因為先天就具有這樣的知識是一件不可思議的事，而是因為果真如此的話，這些知識很快就會過時，因而毫無用處。地球的自轉軸以及伴隨而來的北極是以27000年的週期，在進行著一種叫作分點歲差的搖擺運動。在進化的時間表上看，這個週期很快，鳥的回應是進化出一種特殊的運算來學習天極在夜空中的哪個位置。當它們還在巢裡不會飛時，這些就都發生了。雛鳥盯著夜空幾個小時，注視著星座們緩慢地旋轉。它們發現了星星們似乎圍繞著那個點運動，然後參照幾個附近的星座記下了它的位置，獲得了我在童子軍手冊上被告知的信息。幾個月之後，它們就能使用這些星座中的任何一個來保持穩定的方向——比方說，在向南飛時保持北方在身後，或是來年春天面向天極返回北方。
蜜蜂通過跳舞告訴它們的同巢夥伴，以太陽為參照系的食物的方向和距離。好像這還不夠讓人驚歎，蜜蜂為了解決在利用太陽進行導航上會遇到的各種工程難題，還發展出了各種不同的調校系統和備用系統。跳舞的蜜蜂使用一個內部時鐘來彌補從它發現食物的時間到它傳遞信息的時間之間太陽的移動。如果是多雲，其他的蜜蜂使用天空中光線的偏極性來估計方向。這些傑作只是蜜蜂獨創性的冰山一角而已，卡爾·馮·弗裡希（Karl Von Prisch）、詹姆斯·古爾德（James Gould）以及其他一些人證明了這些問題。我的一位心理學家同事曾經認為，蜜蜂是一個用來教導大學生神經系統能夠進行複雜運算的極佳材料。他在認知科學導論這門課中用第一周的時間來介紹這其中的一些巧妙實驗。在第二年的課程中這些介紹增加到兩周，三周，以此類推，直到學生們抱怨這門課程已經變成了一門“蜜蜂認知導論”。
還有許多可類比的例子。許多物種計算在每塊地上花多少時間用於搜尋食物，從而優化它們花在搜尋食物上的每單位能量卡路里的回報率。有些鳥學習星歷——太陽在一天和一年中在地平線以上的路徑，這對通過太陽來導航是必要的。倉鴞使用聲音到達兩耳時間之間的亞毫秒差異來猛撲在漆黑中颯颯作響的老鼠。貯藏糧食的物種將堅果和種子放在預料不到的隱藏之處來搞亂小賊，但幾個月之後它們一定都能回憶起來。我在前面一章中提到過，北美星鴉能夠記住一萬個隱藏之處。甚至巴甫洛夫和操作性條件反射這個關聯學習的教科書式經典案例，最後也被發現並不是因為大腦總是會將刺激和反應關聯在一起的緣故，而是經由一個能夠進行多變量及非穩定時間序列分析的複雜演算法而來（就是根據事件過去發生的記錄，預測未來事件何時會再度發生的分析）。
我展示這些動物的寓意在於，動物的腦就像它們的身體一樣專業化並且設計良好。大腦是一個精密儀器，使得一個生物能夠使用信息來解決其生活方式帶來的問題。由於生物體的生活方式不同，而且它們彼此相關的方式像是一堆亂麻，而不是一根鏈條，所以物種不能夠用智商或者根據它們實現了百分之多少的人類智能來排序。無論人類心智有何特殊，它都不可能比動物智能更多、更好或更加靈活，因為根本就沒有所謂的一般動物智能的東西。每個動物都進化出了信息處理設備來解決它自身的問題，我們也進化出了設備來解決我們的問題。我們在即便是最微小的神經組織片斷裡所見到的複雜演算法，就和之前我們所見識到建造機器人的艱難程度、腦損傷所帶來的副作用，以及被分開養育的雙胞胎之間的相似性一樣，都讓我們窺見了人類心智背後所必定隱藏的高度複雜結構。
哺乳動物的腦，就像哺乳動物的身體一樣，因循著一個共同的總體規劃。許多相同的細胞類型、化學物質、組織、亞器官、中轉站以及路徑，在同一綱的動物中隨處可見，主要的明顯差異來自膨脹或萎縮的部分。但在顯微鏡下，差異出現了。皮質區域的數量有很大差異，從老鼠的20個以下到人類的50個以上。靈長目與其他哺乳動物的差異在於視覺區域的數量、它們相互的連接，以及它們與額葉的運動和決策區域的掛鉤連接。當一個物種有一個顯著的天賦時，它會反映在大腦的大體解剖結構中，有時肉眼都能看到。視覺區域在猴腦中的高比例（約佔一半範圍）反映了——更準確地說，是給予了——它們對於深度、顏色、運動以及視覺引導的領會方面的傾向。依賴聲吶的老鼠有額外的大腦區域供它們的超聲波聽力，囤積種子的沙漠老鼠比不囤積種子的物種生來具有更大的海馬突起——那裡是認知地圖的一個位置。
人腦也講述了一個進化故事。即使是快速地對比一下，也會發現靈長目動物的大腦已經經過了大幅的重新設計，才變成人腦這個樣子。我們的腦比起一隻普通猴子或與我們身體大小相仿的猿的腦要大3倍左右。人類為了達到膨脹腦體積的目的，將嬰兒腦部的增長過程向後延長到了出生一年後之久。如果我們的身體在那個期間按比例生長的話，我們將會高達3米，重達半噸。
大腦主要的區域也已經修補過了。嗅覺的神經基礎嗅球已經皺縮到靈長目動物相應部分的1/3（以哺乳動物的標準看已經比較小了），主要視覺和運動皮質區域也都成比例地皺縮。在視覺系統內，信息的第一站——初級視覺皮層在整個腦中占較小的比例，而後面的複雜形式處理區域則擴張了，將視覺信息推到語言和概念區域的顳頂區。負責聽的區域增長了，特別是理解講話的區域。額葉——複雜思維和計劃的位置——也激增到像我們一樣大小靈長類動物相應部分的兩倍。猴子和猿的腦略微有些不對稱，而人腦，特別是負責語言的區域，則非常不勻稱，兩半球的形狀就可以很明顯地區分開來。靈長目動物一些腦區域的相應部分在人腦中已經有了新的功能。負責講話的布洛卡區在猴腦中有一個同源區域（進化的對應部分），但猴子顯然並沒有用它來講話，它們甚至都似乎沒有用它來發出尖叫、咆哮以及其他聲音。
發現這些差異很有趣，但即使人腦看上去就像是猿腦的翻版，兩者間也有極大的不同。真正起作用的是神經元之間連接的模式，就像不同的計算機程序、微芯片、書或者錄像帶之間的差異不在於它們的形狀，而在於它們構成成分的組合安排一樣。關於人腦的微型回路功能實際上還不為人知，因為缺少志願者願意在死後將他們的腦捐獻給科學。如果我們能設法讀取成長中的人類和猿的神經回路代碼，我們就一定能找到大量的差異。
動物們這些了不起的運算只是我們已經喪失或從中發源的“本能”嗎？我們常常聽說人類除了一些自律功能之外，已經不再擁有任何本能了，我們聽到人類是以一種極富彈性的方式，而不是特別打造的機制，來進行思考和行動的。確實如此，但這不是因為我們比其他動物有更少的本能；而是因為我們有更多的本能。我們所誇耀的靈活性來自已經加入程序和陷入競爭的本能印記。達爾文將人類語言稱為靈活行為的縮影——“獲取藝術的一項本能”（我所寫《語言本能》一書的名字就是來源於此），他的跟隨者威廉姆·詹姆斯強調了這一點：
那麼，為什麼在這樣古怪的刺激下，各種動物都會做一些對我們來說很奇怪的事情呢？例如，為什麼母雞會讓自己幹這種乏味的事情，去孵化一堆就像一窩蛋一樣的極其無趣的東西，除非它有某種先知能體察到結果。唯一的答案是訴諸本能。我們只能根據我們自身對本能的理解來解釋動物的本能。為什麼人只要可能總是躺在軟床上而不是硬地板上呢？為什麼人們在冷天要圍坐在火爐邊呢？為什麼人們在一個屋子裡的時候，有99%的時間會面朝中間而不是面朝牆壁呢？為什麼人們更喜歡羊排骨肉和香檳酒而不是硬麵包和池塘裡的水呢？為什麼年輕男子喜歡少女，以至於有關她的一切似乎都比世界上其他任何事更重要呢？我們只能說，這是人類的方式，每個生物都喜歡它自己的方式，並將效仿其視作理所應當，除此之外，別無他辭。科學可能會考慮這些方式，然後發現絕大多數都是有用的。但效仿它們不是為了它們的效用，而是因為在效仿它們時，我們感覺這是要做的唯一合適而自然的事情。10億人中沒有一個人會在吃晚飯時想到效用。他吃是因為食物嘗起來好吃，使他想要更多的。如果你問他為什麼會想吃更多味道嘗起來像那樣的東西，我們大概不會把你當作哲學家來尊敬，而會笑你是個傻瓜……
所以，大概每個動物在某種條件下，感覺它想去做某事時也是這樣的情況。對於愛伏窩的母雞而言，如果世界上有個生物，它不像這隻母雞一樣，覺得一窩蛋有多麼令它神魂顛倒、珍愛有加，孵它千遍也不厭倦，恐怕這隻母雞知道後要驚詫莫名了。
這段中描述的人類反應仍可能會使你以為是動物本能的版本。那麼，我們的理性和靈活的思維呢？它能被解釋為一組本能嗎？在前一章中，我說明了我們精確的智能是如何能被分解為越來越小的信息處理行為者或網絡。在最低一層，步驟必須像最原始動物的反應一樣自動化和不加分析。還記得烏龜對阿契利斯說的吧。任何的理性生物都不能對規則刨根問底，那樣的話就會無限回歸，永無止境。在某一點處，思考者必須執行一個規則，因為他忍不住要這麼做：這是人類的方式，理所應當要做的唯一合適而自然的事情——簡言之，一種本能。當一切運行正常時，我們的推理本能就連接到理性分析的複雜程序中，但這不是因為我們領悟了真理和理性的境界。這些本能有可能被詭辯術迷惑、被一些諸如芝諾提出的“運動絕不可能發生”這種論斷哄騙，或是讓我們在針對感知和自由意志的謎題進行思考時，感到頭暈眼花。就像一個動物行為學家巧妙地操控動物的世界來解密動物本能，如放一隻機械蜜蜂到蜂窩裡，心理學家能夠通過用特殊的方法表述問題來解密人類推理的本能，正如我們在第5章中將要看到的那樣。
人類進入了“認知利基”
安布羅斯·皮爾斯的《魔鬼辭典》裡這樣定義我們這個物種：
人，名詞。一種動物，極度迷失於對他認為他是什麼的狂喜沉思中，而忽略了他實際上應該是什麼。他的主要工作就是消滅動物和他自己的同類。然而人類物種的增長穩定且速度很快，將整個地球可以居住的部分都完全佔為己有。
人類確實是一種前所未有的動物，有許多動物學上獨特和極端的特徵。人類通過現場裝配、針對於情境的複雜行為鏈來實現他們的目標。他們通過使用世界因果結構的認知模型來計劃行為。他們終生都在學習這些模型，並通過語言來溝通，這使知識得以在一個群體中以及不同代際間積累。他們製造並依賴許多種工具。他們在長時間內交換商品和禮物。食物被長途運輸、大量處理、存儲和分享。人類的兩性是各司其職的。人類形成了大規模的、結構化的聯合，特別是在男人之間，聯合體彼此之間進行戰爭。人類使用火。人類親緣系統很複雜，並隨著他們的生活方式而改變。人類配偶關係的形成是由其父輩協商，而這通常都是以族群之間交換女兒的方式來進行的。排卵是隱秘的，女性可以選擇在任何時候進行性行為，而不是在生殖週期中的某些時點進行。
這些特徵中，雖然有幾個也能在一些類人猿中發現，但程度要小得多，而且絕大部分是找不到的。人類已經重新發現了一些在靈長目中很罕見但可以在其他動物中找到的特徵。他們是二足行走的。他們活得比其他猿時間長，養育不能自立的幼子（性方面不成熟），這佔據了他們一生中的很長一部分時間。狩獵很重要，肉食在他們食物結構中占很大一部分。雌性在養育後代上投入了時間和精力：她們抱著孩子，保護孩子不受動物和其他人類的傷害，給他們食物。就像《魔鬼字典》上指出的，人類佔據了地球上每一種生態區。
除了改進我們的骨骼以使我們保持直立和精確地抓握之外，令我們不尋常的不是我們的身體，而是我們的行為和組織行為的心智程序。在漫畫《凱文與霍布斯》中，凱文問他的老虎搭檔為什麼人們總是不滿意他們擁有的東西。霍布斯回答：“開玩笑！你們的指甲長得多滑稽，你們也沒尖牙，你們晚上還看不見，你們肉色的保護層真是很荒謬，你們的反應速度遲鈍得要命，你們甚至都沒有尾巴！當然人們不滿意了！”但儘管有這些缺陷，還是人控制了老虎的命運，而不是反之。人類進化是真正的“呆鳥大反攻”。
或許是為了竭力扭轉那種面色蒼白、緊捂口袋、衣著廉價不合體的刻板形象，人類進化的理論家們廣為搜尋替代理論。有人將人類的聰明才智，解釋成是我們顱骨裡能夠散發熱量的血管所帶來的副作用；有人認為這只是像孔雀尾巴一樣用來追求異性的工具；也有人主張這只是黑猩猩幼年期延長的產物而已；還有人認為，智能是人類為了免於走向生產越來越少的困境；而發展出的一種逃生出口。在各種說法中，整個人類心智的興起被解釋為是用來解決具體問題的，如把石頭削成工具，敲開堅果和骨頭，向動物擲石塊，保持對幼兒的注意，跟隨獸群去清理它們的死獸，以及在一個大的群體中保持社會聯繫約束等。
這些說法有一些正確之處，但它們缺乏好的反向推理。成功解決某個問題的自然選擇一般會形成白癡學者，就像航位推斷的螞蟻和凝望星星的鳥一樣。我們需要知道在我們這個物種中發現的更為通用的智能是做什麼用的。這就要求對那些人類心智實現的罕見傑作進行詳細的描述，而不只是一個詞的恭維，如“靈活性”或“智能”。這種描述必須來自現代心智的研究——認知科學。由於選擇是受整個個體的命運所驅動的，因此套一個模子來解釋腦的進化是不夠的。一個好的理論需要連接人類生活方式的所有部分——所有年齡段、所有性別、解剖結構、飲食結構、居住地和社會生活。也就是說，需要將人類進入的生態環境的特徵加以細化。
滿足這一需求的唯一理論來自約翰·托比和人類學家埃爾文·德沃爾。托比和德沃爾強調，物種的進化是以彼此為代價的。我們憧憬著富饒的樂土、衣食豐足的天堂，還有橘子樹和橙色天空[10]，但真實的生態系統是不同的。除了水果外（騙取飢餓的動物來散播種子），基本上每種食物都是某些其他生物體的一部分，而其他生物寧願把這部分留給自己。生物體們進化出防禦措施以免被吃掉，而準備就餐者則進化出武器來攻克這些防禦措施，促使未來的大餐進化出更好的防禦裝備，以此類推，進行著進化的軍備競賽。這些武器與防禦裝備是以遺傳為基礎的，在個體的一生時間中是相對固定的；因而它們改變得相對較慢。在進化的時間意義上，食者與被食者平衡發展。
托比和德沃爾指出，人類進入了“認知利基”。還記得第2章中給智能下的定義吧：在面對障礙時利用事物如何運轉的知識達到目的。通過學習哪些操控能實現哪些目標，人類掌握了偷襲進攻的藝術。他們運用創造性的、目標導向的行動方案來征服其他生物體，因它們只能在進化的時間意義上做出反應。操控可以具有創造性，因為人類知識並不只是局限在像“如何抓住一隻兔子”一樣具體的指導。人類對世界的分析是運用關於物體、力、路徑、地點、方式、狀態、物質以及隱含的生物化學本質的直覺理論；而在針對其他動物和人時，則運用信念和慾望。（這些直覺理論是第5章的主題。）人們通過在他們心目中的這些規則，進行心智上的組合和相互作用，從而組成了新的知識和計劃。
許多理論家不知道那些文盲遊牧原始人如何在抽像智能方面運用他們的能力。原始遊牧者更有理由提出關於現代沙發土豆的問題。原始遊牧者（包括我們的祖先）的生活就是一場永無止境的露營之旅，但卻沒有太空毯、瑞士軍刀、冷凍干意大利面和香蒜。人類群落依靠他們的智慧來生活，發展出複雜的技術和大量民間科學。所有有記錄的人類文化都有表示空間、時間、動作、速度、心智狀態、工具、植物、動物、天氣等元素的詞彙，以及邏輯連接詞（不是、和、相同的、相反的、局部-整體以及一般-特殊）。他們將單詞組合為合乎語法的句子，使用背後的命題來推導像疾病、氣象以及不在的動物。心智地圖表示了數千個值得注意的地址，心智日曆表示著有關天氣、動物遷徙和植物生命史的嵌套循環。人類學家路易斯·列本伯格詳細講述了一次與中卡拉哈里沙漠的！Xo人的典型經歷：
當追蹤者們在跟蹤前一天晚上落單的牛羚蹤跡（足印）時，指出被踩踏的證據，說明那只動物曾在那裡睡過。他們接著解釋說，那個動物離開睡覺的地方留下痕跡是在當天的早晨，因而印跡還比較新。足印是沿著直線而去的，這說明那只動物要去某個特定的目的地。過了一陣，一個追蹤者開始仔細研究某片區域的一些足印。他指出，這些足印都屬於同一隻動物，不過是前些天留下的。他解釋說，那片區域是那隻牛羚進食的場所。因為那時已近晌午，所以估計那隻牛羚可能就在附近的陰涼地休息呢。
覓食的原始人製造了切割工具、石杵、容器、繩索、網、籃子、槓桿，還有矛以及其他武器。他們使用火、庇護棚和治療用藥。他們的工程設計往往新穎獨特，利用了毒藥、煙熏物、黏膠陷阱、刺網、餌線、絆子圈套、柵欄、偽裝的坑穴和懸崖頂、吹箭筒、弩箭，還有用尾端粘連蜘蛛絲做釣魚線的風箏。
這些工具的回報就是敲碎許多其他生物的“保險箱”的能力：鑽地洞的動物、植物的地下儲藏器官、堅果、種子、骨髓、表層皮膚堅硬的動植物、鳥、魚、貝殼類、烏龜、有毒植物（解毒方式包括去皮、煮、浸泡、曬、發酵、過濾，還有其他一些廚房魔術師的把戲）、速度快的動物（可以打伏擊），還有大動物（群體合作可以駕馭、耗盡其體力、包圍，並用武器將其處死）。奧格登·納什寫道：
獵手伏身隱蔽，
藏在各種偽裝的下面，
假裝發出“嘎嘎”的叫聲，
引誘獵物進入圈子。
這個成年人，憑著勇氣和運氣，
期待著在機智上勝過一隻鴨子。
人類確實比鴨子更有智慧。人類用這種不公平的強勢來攻擊那些只有在下一代才能加強其防衛能力的生物體。許多物種都不能足夠快地進化其防衛系統來抵禦人類的攻擊，即使在進化的時間意義上也不行。這就是每當人類初次進入一個生態系統，物種們紛紛像飛蟲一樣墜落的原因。不只是最近受到水壩和伐木者威脅的蝸牛魚和雪鴞，你從來沒見過活的柱牙象、劍齒虎、巨毛犀或其他巨大的冰川期動物，因為人類顯然在幾千年前就讓它們滅絕了。
這個認知利基包含了許多我們物種在動物學上不尋常的特點。工具的製造和使用是為了努力實現目標而對物體間因果關係知識的應用。語言是交換知識的手段。它將知識的收益放大數倍，使它不但可以被使用，還可以用來交換其他資源和降低成本，因為知識不僅是憑借有風險的探索和實驗來獲取，還可以通過來之不易的智慧、天才的靈光閃現以及他人的嘗試錯誤來獲取。信息共享的成本可以忽略不計：如果我給你一條魚，我就不再擁有那條魚，但如果我告訴你如何捕魚，我自己仍然擁有這條信息。所以利用信息的生活方式非常適合於群居生活和共享專業技能——適合於文化。各種文化彼此不同，因為它們所分享的專業技能在不同時間和地點的受歡迎程度也各不相同。人類延長的童年時期是為了學習知識和技能。這改變了男性的收益平衡點，使他們在後代身上投入更多的時間和資源，而不是在性方面去競爭（見第7章）。因此，這使得親緣關係成為兩性和所有年齡段的人都關注的事情。人類長壽到足以收穫漫長學習投入帶來的回報。人類能夠開拓移民到新的生活環境，即使當地條件各有差異，因為這些差異也遵循著人類已經瞭解的物理學和生物學定律，所以可以被開發和駕馭。
人類獲得智能的4大有利因素
為什麼是中新世的猿猴首先進入認知利基呢？為什麼不是土撥鼠、鯰魚或者絛蟲呢？因為它只發生了一次，所以沒人知道為什麼。但我估計，我們的祖先擁有4項特徵，使得進化出更強大的因果推理能力對他們來說相對容易和更為有益。
首先，靈長目是視覺動物。在恆河獼猴這樣的猴子中，一半大腦都是分配給視覺的。立體視覺——使用兩隻眼睛觀察點的不同來感受深度，發展於靈長目譜系的早期，使早期夜間活動的靈長目動物能夠在縱橫的尖利枝杈間活動，用雙手抓取昆蟲。顏色視覺是伴隨著猿猴祖先從夜間轉向日間活動時形成的，同時形成的還有它們對水果的新偏好，這些水果用鮮艷的色彩宣告果實成熟。
為什麼視覺這個東西會如此重要？深度知覺可以界定一個充滿可移動物體的三維空間。有了感受色彩的能力，個體就能夠將一個物體的外觀由背景當中抽離出來，也能讓它對該物體組成的材質特性，有一種直接的感受——這與那種能夠感受到物體形狀的知覺，是很不相同的。將這兩種知覺的能力結合起來，靈長類動物的腦便能夠將視覺信息一分為二：關於物體及其形狀和組成的“什麼”系統和關於物體位置和移動的“哪裡”系統。人類心智對世界的理解（甚至對最抽像、微妙的概念的理解），是把它看作一個充滿了可移動的事物和東西的空間，這並不是巧合（見第4章和第5章）。我們說約翰從病了到康復，即使他沒有移動一米，整段時間一直待在床上。瑪麗可以給他許多條建議，即使他們只是在通電話，手裡並沒有交換什麼。甚至科學家，在試圖把握抽像數學關係時，也習慣於把它們畫在圖上表示為二維或三維的形狀。我們抽像思維能力共同選擇了一個坐標系統和物體庫存，它們是由發展良好的視覺系統提供的。
更難以理解的是，一個典型的哺乳動物是如何向這個方向轉變的。大多數哺乳動物是趴在地上去嗅其他生物留下的大量化學痕跡和氣味的。任何人在遛一隻歡鬧的可卡獵犬時，看著它在探索著我們看不到的千奇百怪的幻象，我們都知道它生活在一個我們無法理解的嗅覺世界之中。這兒有一個誇大的方式來表示這個差異。標準哺乳動物不是生活在一個懸掛著可移動物體的三維坐標空間裡，而是在一個二維平地裡，在那裡，它們通過零維窺視孔來探索。埃德溫·阿伯特（Edwin Abbott）的《平地》（Flatland）是一本關於生活在一個平面中居民的數學小說，它講述的二維世界與我們的三維世界不僅僅是少了1/3的維度。在那裡，許多幾何佈置根本就不可能了。一個整張臉的人物沒辦法把食物塞到嘴裡，一個側面的人則被他的消化道分作兩半。一些像管子、繩結和有軸輪子等構造簡單的裝置也都沒有辦法被製造出來。假如大部分的哺乳動物都只能局限在一個扁平的世界裡進行思考，那麼他們的心智便缺乏了對三維空間中移動固體以及機械關係進行理解的能力，而這些能力在我們的心智裡都扮演了極為重要的角色。
第二個可能要件是群居生活，這發現於人類、黑猩猩和大猩猩的共同祖先。絕大多數猿和猴子都是群居的，儘管絕大多數哺乳動物不是。生活在一起有很多好處，其一，一小群動物並不比單只動物更容易被捕食者發現，而且一旦被發現，任何個體被選中的可能性就被分散了。司機們在一群超速的汽車中超速駕車會覺得比較不容易被抓住，因為交警很可能會截住其他人的車。有更多的眼睛、耳朵和鼻子來監視捕食者，而且捕食者有時可能會被群起而攻之。其二，是覓食效率性。這個優勢在合作獵捕狼和獅子這樣的大型動物時尤為明顯，而且還有利於分享和保護其他單個個體找到卻大得吃不完且保持時間不長的食物資源，比如結滿成熟果實的樹。依靠水果為生的靈長目和待在地上生活的靈長目（在地上它們更容易被捕食者抓到），一般會群居生活。
群居生活可能以兩種方式確立了近似人類智能進化的平台。在已經有一個群體的情況下，信息的價值得到了成倍增加，因為信息是一種能夠在給出去的同時繼續保留的價值的物品。因此，聰明的群居動物就會享受到雙重好處：知識的收益和可以用知識交換的東西的收益。
群體可以考驗智能的另一個方式是，群居生活本身提出了新的認知挑戰。躁狂的群體也有不利之處。鄰居們競爭食物、水、配偶和築巢地。群居還有被剝削的風險。他人就是地獄，讓·保羅·薩特（Jean-Paul Sartre）如是說。如果狒狒們是哲學家，它們也一定會說其他狒狒就是地獄。社會性動物面臨的風險包括偷盜、被同類吃掉、通姦、殺害嬰兒、強奪勒索以及其他的背叛。
每個社會性動物都要在汲取群居收益和承受群居痛苦之間保持平衡。這就創造出一種壓力，迫使動物只有變得更加聰明才能待在這條橫木的正確一邊。在許多種動物中，腦子最大、行動最聰明的物種都是社會性的：蜜蜂、鸚鵡、海豚、大象、狼、海獅，當然還有猴子、大猩猩和黑猩猩。聰明但卻幾乎獨居的猩猩，是個令人困惑的例外。社會性動物發送和接收信號來協調捕獵、防衛、覓食和群體性活動。它們彼此交換喜歡的東西、償還並執行債務、懲罰欺騙者以及形成聯盟。
類人猿的集體性表現在“猿猴的精明”。靈長目是卑怯、厚顏無恥的騙子。它們趁競爭者不注意時去調情、發假警報來吸引或分散注意力，甚至控制嘴唇作面無表情狀。黑猩猩相互留意著彼此的目標，甚至不加掩飾地這麼做，有時還用作教育和欺騙手段。讓一隻黑猩猩看到一些裝著食物的盒子和另一隻裝著蛇的盒子，它會將同伴帶到裝蛇的那個盒子前，等同伴尖叫著逃跑之後，再獨享美餐。草原長尾猴則像饒舌婦一樣時刻關注著每隻猴的來來去去和朋友與敵人，但它們對非社會性世界卻極為愚鈍，注意不到蟒蛇的蹤跡和樹上有動物屍體的不祥情況，而樹上的動物屍體則是豹子的獨特手筆。
一些理論家提出，人腦是由我們靈長目動物祖先的馬基雅維利式智力發動的認知裝備競賽的結果。這個論點認為，你降服植物或石塊只需要那麼多腦的能量，但另一個傢伙差不多和你一樣聰明，而且可能會用它的智力來做對你不利的事情。你最好能考慮到，它在考慮關於你在考慮它在考慮的事情。就腦能量的發展而言，相互攀比永無止境。
我自己的猜測是，認知裝備競賽本身並不足以形成智能。任何社會性物種都能夠開始腦力的無休止逐級攀升，但除了我們，沒有其他物種發展出智能，大概因為如果沒有其他一些生活方式的改變，智能的成本（腦大小、延長的孩童期，等等）將抑制這種正反饋環。人類在機械和生物方面都是例外，而不僅僅是在社會性方面。在一個憑借信息而運轉的物種中，每項技能都令其他技能的價值成倍增加。順帶說一句，人腦的擴張絕不是進化狂熱分子極力鼓吹的加速正反饋環。大腦在500萬年的時間裡體積翻了3倍，但從進化的計時標準來看，這就是閒庭信步。原始人類進化有足夠的時間來讓它們的腦長到現在人腦這麼大，再縮小回去，再長到這麼大，往復好幾次。
除了好視力和大群體之外，智能的第三個先決條件是手。靈長目動物是在樹上進化的，它們用手來抓握樹枝。猴子用四肢在樹枝上跑來跑去，而猿則主要用胳膊懸掛在上面。猿用發展良好的手來操控物體。大猩猩小心翼翼地剖開粗糙或多刺的植物取出能吃的東西，黑猩猩使用簡單的工具，如用樹幹撈出白蟻、用石塊砸開堅果或用搗碎的樹葉來吸水。就像塞繆爾·約翰遜談到狗用後腿行走時的，儘管它走得不怎麼樣，你還是會很驚訝它竟然能那樣走。在令智能物有所值的世界上，手是起關鍵作用的槓桿。在人類譜系中，精確的手和精確的智能是共同進化的。化石記錄顯示，手引領著智能的進化。
可以做出精緻工具的手，如果一直被我們用來走路就會沒什麼用處，而雙手之所以會出現，也不僅只是靠它們自身就能夠進化出來的。我們身體中的每塊骨頭都是重新塑造過的，這才給了我們直立的姿勢，將手解放出來抓握和操控東西。我們還要再次感謝我們的猿祖先。懸掛在樹上對身體的進化要求不同於大多數哺乳動物水平的四輪驅動設計，猿的身體已經隨著胳膊上伸而向上傾斜（它們的胳膊已經與腿不同），黑猩猩（甚至猴子）能在短距離內直立行走去拿食物和其他東西。
完全直立的姿勢可能經歷了幾個選擇壓力。二足直立行走在生物力學上是一種有效的方式，它可以重新調整在樹上懸掛著的身體，從而在新進入的草原平地上走較長的距離。直立姿勢還使原始人能夠像土撥鼠一樣掠過高草向外窺視。原始人類在正午時出來；這種在動物學上不尋常的“倒班”帶來了幾項人類適應，比如沒有毛髮和大量地流汗，這使得它們可以保持涼爽。直立姿勢可能又是另外一個為了達成同樣目的的適應特徵，因為橫躺下來只會讓身體照射到更多的陽光。不過攜帶和操控東西一定是關鍵的誘因。在手解放出來以後，人類可從不同地點拿來原料加工成工具，然後再把它帶到最有用的地方去。食物和孩童也可以被運送到安全或富饒的地區。
智能的最後一個要件是狩獵。狩獵、運用工具和二足行走是達爾文認為的促使人類進化的3個特別重要的因素。“人類獵手”直到20世紀60年代還是科學解釋和通俗故事中的典範。與約翰·格倫和詹姆斯·邦德的健壯男子形象相呼應了10年後，從20世紀70年代開始，在這個女性主義者發揮影響力的小星球上，逐漸喪失了吸引力。人類獵手的主要問題在於，它將智能的發展歸功於成群的男人在捕獵到大型獵物時所需的團隊合作和前瞻遠見。但自然選擇是對兩性生活的累加。女人們並不是在廚房裡等著父親們把獵物拿回家好做飯吃，她們也不是坐視進化的男人們享受著智力增強而自己無所作為。現代原始人群的生態學顯示，女性採集者也通過高度加工的植物食品提供了比例很高的卡路里，而這也需要機械方面和生物方面的智慧。當然，在群居物種中，社會性智能是與長矛和棍棒同樣重要的武器。
儘管如此，托比和德沃爾認為，狩獵仍是人類進化中的一支重要力量。問題關鍵不在於心智能對狩獵有何幫助，而是狩獵能對心智有何作用。狩獵提供了營養高度集中的自然包裝。我們並不是總有豆腐，而構建動物肉體最好的天然材料就是動物肉體。儘管植物性食品也提供卡路里和其他營養，但肉是包含了所有20種氨基酸的完整蛋白質，還提供了富含能量的脂肪和必需的脂肪酸。在哺乳動物中，食肉動物比食草動物有相對其身體大小更大的腦子，部分原因是因為搞定一隻兔子比搞定草需要更多的技能，還有部分原因是因為肉能夠更好地供養貪婪的腦細胞。即使根據最保守的估計，肉在原始人食物結構中的比例也要遠高於在其他靈長目食物結構中的比例。這或許是我們能夠供得起我們昂貴的大腦的一個原因吧。
黑猩猩們集體合作獵取一些像猴子和野豬這樣的小型動物，我們的共同祖先大概也是這樣狩獵的。遷移到草原必定使得狩獵更加有吸引力。儘管保護雨林的招貼畫上顯示那裡有豐富的野生動物資源，但真正的森林中很少有大型動物。只有少量的太陽能落到一片土地上，如果它支撐的生物量都鎖定在樹木上，那動物們就得不到供應了。而草原就像能夠自動盛滿的神奇高腳杯一樣，只要被人注視就會變回原來的樣子。草原可以供養大量的食草動物群，而這些食草動物又接著供養食肉動物。幾乎在200萬年前的化石記錄中就有屠宰的證據，那還是能人的時代。狩獵一定更早，因為我們知道黑猩猩就這麼幹，而它們的這些活動則無法在化石記錄上則留下證據。一旦我們的祖先開始了狩獵，世界之門就打開了。在高海拔和高緯度的地方，冬季植物性食物很稀少，但狩獵者可以在那裡生存。因此，沒有食素的愛斯基摩人。
若按照現在的男子漢勇往直前的時代精神，我們祖先的行為特點有時被描述得更像怯懦的食腐動物而不是勇敢的獵手。然而儘管原始人有時會吃動物屍體，但他們大概不會以此為生，即便是那樣的話，他們也不是懦夫。禿鷲清理動物屍體殘軀，因為它們能大範圍地掃瞄尋找目標，而且一旦發現更強大的競爭者出現就能立刻逃離。因此，食腐行為不是膽小者能做的。動物屍體為獵捕者小心看護的，否則更兇猛的動物就會把它搶跑。動物屍體對微生物也很有吸引力，它們會迅速將肉致毒使其他食腐者無法染指。所以當現代靈長目或狩獵採集者經過草原時，他們通常不去理會那些動物屍體。20世紀70年代早期的精神藥品專賣店裡常掛著這樣一幅海報，一隻禿鷲對另一隻說：“耐心點，笨蛋！我要去殺死一些東西。”這海報的意思是對的，除了禿鷲外，食腐的哺乳動物也獵捕食物。
肉還是我們社會生活中的主要貨幣。設想一隻奶牛努力想贏得一個鄰居的好感，就把一叢草丟在鄰居的腳下。人們可能自然會想到，第二隻奶牛會說：“謝謝，不過我可以自己找草吃。”獵取一隻動物的營養則是另一回事了。豬小姐曾建議：“絕對不要吃比自己能舉起的東西還要大的任何東西。”獵手殺死的動物比它能吃的量要多，而且肉將會很快腐爛，這時他就面臨一個獨特的機會。捕獵很大程度上是一種運氣。在還沒有冷藏法的時候，為沒有收穫的時候儲備肉的一個好地方就是其他獵手的身體，他們會在運道輪轉時施以回報。這種方式形成了原始社會中常見的男性同盟和普遍互惠。
獵手剩餘的食物還有其他市場。有營養的食物可供後代食用，也可以給雌性食用，從而增加自己與其他雄性競爭時的勝算。知更鳥把蟲子帶給雛鳥的行為提醒我們，大多數動物都會把獵物帶給幼子，這些捕捉到的動物才是真正值得花精力去得到和將之搬運的食物來源。
肉還涉及性政治。在所有的原始社會中，估計也包括我們的祖先，狩獵基本上都是男性的活動。女性為孩子所累，狩獵對於她們來說不大方便，而男人體格更大、更擅長殺戮，這是由他們相互殘殺的進化歷史造成的。因此，雄性可以通過讓孕育孩子的母親吃上肉食，將剩餘的肉交給他們的孩子。他們還用肉來同雌性交換植物性食物和性。用肉體換取肉體的交易可以在狒狒和黑猩猩中發現，在原始人群中也很常見。儘管現代社會中人們已經前所未有的謹慎小心，但用資源換取性的交易在全世界範圍內仍占很重要的一部分。第7章探討了這種活動的動力原因，以及它們是如何源於生殖解剖上的差異的，儘管解剖結構決定不了現代生活方式。不管怎樣，我們還沒有完全喪失這種關聯。《曼納斯小姐行為矯正指南》中提到：
約會有3種可能的組成部分，其中至少兩個是必需的：娛樂、食物和感情。在通常情況下，一連串的約會開始是由許多娛樂、一定數量的食物和最純粹的感情開始的。隨著感情因素的逐漸增加，娛樂可以相應比例地減少。當感情就是娛樂時，我們不再稱之為約會。而在任何情況下，食物都是不可或缺的。
當然，沒有人真的知道這4種習慣是否組成了人類智能攀升的大本營，也沒有人知道在生物設計空間是否還有其他沒嘗試過的智能因素。但如果這些特徵確實解釋了為什麼我們的祖先是5000萬個物種中唯一一個走上智能之路的，那麼它對尋找外星智能而言將有著嚴肅的意義。一個有生命的星球還不足以成為一個發射台。它的歷史中還應包括一個夜間活動的獵食動物（才能獲得立體視覺），其後代轉換為日間活動的生活方式（才會分清顏色），這樣它們就能以水果為生，但對於捕獵者來說它們仍易受攻擊（因此需要群居生活），這就將它們的運動方式改變為在樹幹下遊蕩（有利於手的功能和直立行走的發展），之後的一次氣候變更將它們從森林送到了草原（形成了直立行走和狩獵）。對於某個星球，即使是有生命的星球，擁有這樣歷史的概率會是多少呢（如表3-1所示）？
表3-1
人類進化的歷史
骨頭的化石記錄講述了一個逐漸進入認知利基的故事。表3-2展示了作為我們直接祖先的物種的現有證據匯總。
表3-2
在我們的大腦進化出來的幾百萬年前，黑猩猩和人類共同祖先的一些後人開始直立行走。20世紀20年代的發現令人類至上的沙文主義者驚詫莫名，他們一直想像著，我們光榮的大腦在帶領著我們沿梯而上，或許就像我們的祖先在每層梯子上都會去決定他們新發現的智慧可以用來做什麼一樣。但自然選擇不可能是以這種方式進行的。如果不能使用它，你為什麼要增大你的大腦？古人類學的歷史是來發現越來越早的直立姿式行走的原始人的。最近的發現將它置於400萬甚至450萬年前。隨著手的解放，之後的物種在一些特徵上一點一點地取得進展，這些令我們與眾不同的特徵包括：手的靈巧性、工具的複雜性、對狩獵的依賴、腦的大小、棲息地的範圍、牙齒和頜變小了、包裹在其外的臉就越來越不突出、支起頜附近肌肉的眉脊逐漸萎縮並消失了。我們精緻的臉與獸臉不同是因為工具和技術已經取代了牙齒。我們用利刃來屠殺動物並剝掉它們的皮，我們用火來讓植物和肉變軟。這樣我們就放寬了對頜和頭蓋骨的要求，使我們能夠從已經很重的腦袋上削去些骨頭。不同性別在身材大小上的差異變小了，這可能說明雄性花了更少一些的資源來彼此攻擊，而將更多的資源用於孩子和孩子的母親。
手和腳推動著大腦的逐漸發展，並反映在工具的使用、屠殺動物留下的骨頭以及增加的活動範圍方面。如果需要證據的話，它還是很好的證據來說明智能是自然選擇為開拓利用認知利基的產物。前面的歸納並不是對可能的原始人的完全展開。表3-1中略去了其他一些物種，在每一段時期都分拆開來佔據了略為不同的環境：敲堅果和咬植物根的南方古猿，或許還有兩種亞能人中的一種，很有可能還有亞洲分支的直立人和遠古智人，大概還有適應冰川期的尼安德特人。每個物種或許都被一支更像智人的臨近群落深入其認知利基而超越取代，新的物種同樣具有原有物種的專長，並且將其發揚光大，此外在其他一些方面也有勝出。這種整體發展也不是宏觀變異或隨機漂移帶來的稟賦——這種運氣怎麼會在一個物種譜系中保持幾百萬年，歷經幾十萬代，而向具有更大腦容量的物種發展呢？此外，更大的腦絕不只是裝飾，而是使得其擁有者能夠製造出更好的工具，並在這個星球上散佈更多的同類的必要條件。
根據古人類學的標準時間表，人腦進化到現代形式始於200多萬年前能人的出現，截至20萬到10萬年前，“解剖學上的現代人類”——現代智人的出現。我懷疑，我們的祖先進入認知利基的時間要比這早得多。這項過程的兩端或許都比教科書上的日期拉長出更多，以便讓我們奇妙的心智有更多的時間進化發展。
在時間表的一端是400萬年前的像南方古猿的阿法南古猿（那個被稱為露西的魅力四射的化石物種）。它們往往被描述為直立姿式行走的黑猩猩，因為它們的腦容量與黑猩猩近似，也沒留下使用工具的明顯證據。這就暗示出認知進化要到大約200萬年後才開始，那時腦容量更大的能人憑借其削砍工具的本事贏得了“巧手人”的名聲。
但這不可能是正確的。首先，原來住在樹上，後來移居到開闊地，並且重塑解剖結構以便直立行走的動物，卻在它的生活方式和行為的其他任何方面並無反映，這在生態學上是不可能的。現代黑猩猩使用工具並運送東西，如果它們能夠帶著東西四處自由遊走，那就會有更多的戰利品。其次，儘管南方古猿的手仍保留著一些像猿一樣的手指彎曲（而且為安全考慮可能還不時在樹上奔跑），但這手顯然是為抓握和操控物體而進化的。與黑猩猩的手相比，它們的大拇指更長，與其他指頭也更加位置相對，它們的食指和中指成角度使手掌呈茶杯狀以便抓握石錘或球。再次，還並不清楚它們是否有一個像黑猩猩那樣大的腦，以及它們是否缺乏工具。古人類學家艾維斯·科伯恩斯（Yves Coppens）堅持認為，它們的腦容量比身體同樣大小的黑猩猩的估計要大30%～40%，它們也遺留下了削磨過的石英片及其他工具。最後，使用工具的能人（巧手人）的骨骼現在已經找到，它們看上去與南方古猿差異並不大。
最重要的是，原始人安排生活的方式並不圍繞著人類學家的方便程度而定。我們很幸運，一塊岩石能夠被雕砌成一個切割工具，並且保留幾百萬年，所以我們的祖先無意中為我們留下了文物。但要把一塊岩石雕刻成一隻籃子、一個嬰兒彈弓，一枚迴繞飛鏢或是弓箭則要困難得多。當代的狩獵採集者們使用許多措施才使一件工具能夠持久使用，每個階段的原始人一定也是這樣。考古記錄必定低估了人類對工具的使用時間和能力。
因此，人腦進化的標準時間表開始得太晚了；我認為，它結束的時間也太早了。現代人（我們）被認為是出現於20萬年前到10萬年之前的非洲。一種證據是，這個星球上每個人的線粒體DNA（只能繼承於母親）能夠回溯到生活在那個時期的一位非洲婦女。這種說法頗有爭議，但證據在不斷增加。另一個證據是，解剖意義上的現代人化石首次出現於10多萬年前的非洲，稍晚些時候，在大約9萬年前又出現於中東。其假設是，人類的生物進化那時基本停止了。這就在時間表上留下一個異常現象。這些與現代人類在解剖結構上相同的早期人類，與後來慘遭絕跡的尼安德特人都使用著相同的工具，也都擁有相同的生活形態。考古記錄上最戲劇性的變化，即上舊石器時代的轉變——也被稱為“大躍進”和“人類革命”——則還要等待又一個5萬年。因此，據說，人類革命必定需要文化上的變革。
我們稱其為革命並無誇大之處。所有其他的原始人都出自公元前的漫畫，但上舊石器時代的人卻是摩登原始人。45000多年前，他們設法跨越了60公里的開闊洋面，抵達澳大利亞，在那裡，他們留下了爐沿、洞穴壁畫，世界上最早的拋磨工具，以及今天的土著人。歐洲（克羅馬儂人的故鄉）和中東也見證了空前的藝術與技術，原始人使用像鹿角、象牙、骨頭和石頭這樣的新材料，有時還運輸了幾百公里。他們的工具箱裡有銳利的刀片、針、錐子、許多種斧子和刮刀、矛尖、擲矛器、弓箭、魚鉤、雕刻器、長笛，也許還有日曆。他們建造了屋棚，他們還屠殺數以千計的大動物。他們裝飾所有看得到的東西——工具、洞穴壁、他們的身體——將小擺設雕刻成動物和裸體女人的形狀，對此考古學家委婉地稱之為“生育符號”。他們就是我們。
生活方式的改變當然可以無須任何生物變化，就像更晚近的農業、工業和信息革命一樣。當人口增長到一個點，那是數千名發明者的洞見能夠集中在一起的時候，尤其如此。但第一次人類革命不是由幾個關鍵發明發起的一系列變革。獨創本身就是發明，古今中外數百個創新中都體現了這一點。有一點我覺得有些難以置信，10萬年前的人與那些即將到來的上舊石器時代革命家們的心智是相同的——是的，與我們的心智相同——然後停滯不變5萬年，他們中沒有一個人悟出來可以用骨頭來做一個工具，或者沒有任何一個人感覺到迫切需要讓某些東西變得順眼些。
而且，我們也沒必要相信——5萬年的差距是一種幻象。第一，所謂10萬年前解剖意義上的現代人，也許比他們同時代的尼安德特人現代些，但沒有人會把他們誤當成當代的人類。他們有眉脊，突出的臉部，以及比當代人更粗笨的骨架。他們的身體要進化成為我們的，他們的腦當然也是如此。認為他們完全現代的神話是源於無論事實與否隨意濫貼物種標籤的習慣。當這個習慣應用到進化生物體時，這樣無異於只圖便利。沒人會想，每次發現一顆牙齒都表示發現了一個新物種，因此中間形式往往會被硬塞入最近可及的類別。事實上，原始人一定有幾十個或幾百個變種，散佈在一個很大的網絡中，而各群落之間偶爾會相互作用。某些個體的極小一部分在一定時刻作為化石永久地保留了下來，但他並不一定就是我們的直接祖先。“解剖上意義現代的”化石比其他任何物種都更類似我們，但要麼他們還需更多的進化，要麼他們還遠離變革的溫床。
第二，革命的開始時間很可能遠早於通常被引用的4萬年前的分水嶺。那是那些特別的人工製品開始出現於歐洲洞穴的時候，但歐洲總是吸引了比它應得的更多的注意力，因為那裡有很多洞穴和很多考古學家。單單法國就有300個挖掘完好的舊石器時代遺址，其中一個洞穴的壁畫被一隊過分熱情的童子軍錯當塗鴉擦掉了。整個非洲大陸只有20多處。但在扎伊爾的一處包含有製作良好的骨製品，包括短劍、箭桿、倒鉤刺，還有從數公里外拿來的磨石和鯰魚的殘留，大概是這些工具下的犧牲品吧。這些東西看上去好像是後革命時期的，但其實要追溯到75000年前。一位評論家說，這就好像是在達·芬奇的閣樓裡發現了一輛龐提雅克車。但隨著考古學家們開始探索這座大樓的閣樓，並考證其中東西的所屬時期，他們發現了越來越多的龐提雅克車：精緻的石製刃具，裝飾過的工具，從數百公里外運來的沒有實際用途但卻有顏色的礦石。
第三，20萬到10萬年前的線粒體夏娃並不是任何進化大事件的狂歡聚會。與一些異想天開的誤解相反，她並沒有經歷一些突變，從而使她的後裔更聰明，更口若懸河，或不那麼野蠻。她也不標誌著人類進化的終結。她只不過是數學上的一個必要條件：沿著“曾曾……曾祖母的母系-母系-母系……母系”這條線上所有曾經生存過的人中離我們最近的共同祖先。根據所有的定義表述，線粒體夏娃可能會是一條魚。
當然，夏娃最終被證明不是一條魚而是一個非洲原始人。為什麼會有人推測她是一個特殊的原始人，更有甚者說她生活在特殊的時代呢？一個原因是，她使得許多其他時代和地方不特別了。如果20世紀的歐洲人和亞洲人的線粒體DNA是20萬年前一個非洲人的線粒體DNA的變體，他們就一定是當時某個非洲群落的後裔。夏娃同時代的歐洲人和亞洲人在今天的歐洲人和亞洲人身上沒有留下線粒體DNA，所以就不是他們的祖先（至少——這是一個很大的附帶條件——不是他們母系一支的祖先）。
但這與說“進化停止於夏娃”沒有任何關係。我們可以假設，在現代人種的祖先分開並停止交換基因後，絕大多數進化就結束了，因為現在我們是一丘之貉。但夏娃一嚥氣後，這並沒有發生。人種的散居和顯著人類進化終結的發生時間一定要遲得多。夏娃不是我們最近的共同祖先，只是我們母系一支的最近共同祖先。沿著混合性別一線的最近共同祖先的後人的生活時期要晚得多。你和一個親堂（表）兄弟（姐妹）僅在兩代之前就有一個共同的先輩，你們共同的（外）祖父母。但要尋找一個所有母系一支的共同祖先（你母親的母親的母親，等等），則除了一種姨表親外（你母親姐妹的孩子），你可能會回溯到幾乎都沒有止境。所以，如果有人要根據你們最近的祖先來猜測你和你姨表親之間的親緣關係，他會說，你們在血緣上很親近。但如果他只能查到你們最近的母系一支祖先，他可能會猜測，你們之間根本就沒有關係！與之類似，人類母系一支的最近共同祖先——線粒體夏娃，過高估計了所有人類跨種族繁衍的時間。
有些遺傳學家認為，夏娃誕生很久以後，我們的祖先經歷了一次人口瓶頸。根據他們基於各個現代人類種裔的基因顯著相同性而描述的情景，大約65000年前，我們的祖先減少到僅餘10000人，這或許是由於蘇門答臘的火山噴發所導致的全球氣候變冷造成的。人類就像今天的高山大猩猩一樣成為瀕危物種。接著非洲的人口開始急速增長，並分散成幾小支移居到世界的其他角落，可能在途中不時還與其他早期人類交配。許多遺傳學家認為，當這些分散的人口不時相互移民時，進化發展尤為迅速。自然選擇能夠令每個群落迅速適應當地環境，這樣其中一支或幾支就能夠應對新出現的挑戰，他們靈活的基因就會被引入到鄰近的群落中。也許這段期間就是人類心智進化最後一次蓬勃發展的時期。
所有對人類進化歷史的重構都是有爭議的，主流觀點也每個月都會發生變化。但我預測，我們生物進化的截止時間會逐漸後移，而考古革命的起始時間則會逐漸前移，直到它們相會。我們的心智和我們的生活方式是共同進化的。
我們還在進化嗎
我們還在進化嗎？在生物學意義上，大概不會進化多少了。進化沒有動力，所以我們將不會變成科幻小說中那種令人毛骨悚然的膨脹頭。現代的人類條件也無助於真正的進化。我們成群出沒於地球上所有可居住和不那麼宜居的地方，任意遷徙，還可以游移在不同的生活形態之間。這使得我們成為自然選擇一個模糊不明且在移動的目標。如果我們這個物種還在進化的話，那它也是非常緩慢的，且朝著我們無法預知的方向進行。
但維多利亞時代的人們希望春天能夠永駐。如果真正的自然選擇不能讓我們改進的話，一個人造的替代物可以。社會科學中充斥著這樣的觀點，認為新類型的適應和選擇已經擴展了生物類型。但我認為，這種觀點是誤導人的。
第一種觀點認為，世界上有一種被稱為“適應”的奇妙過程，它使得生物體能夠解決問題。實際上，根據達爾文的嚴格定義，現在的適應是由過去的選擇導致的。還記得自然選擇是如何給人一種目的論的錯覺的嗎？選擇看上去似乎是使每個生物體適應其對現在的需求，但實際上，它只是偏愛滿足它們自己過去的需要的生物體的後代。構建我們祖先最有適應性的身體和心智的基因，得以延續下來構建今天的遺傳身體和心智（包括體現某種環境變異的天生能力，像膚色會因為日曬而變黑、傷口會癒合，以及進行學習的能力）。
但對於一些人來說，這種理解還遠遠不夠；適應每天都在發生。“社會達爾文主義科學家”保羅·特克（Paul Turke）和羅拉·貝茨格（Laura Betzig）認為，“現代達爾文主義理論預測，人類行為將是適應性的，也就是說，被設計來促進大程度的繁殖成功……通過現成的後代和非後代的親屬”。“功能主義者”如心理學家伊麗莎白·貝蒂斯（Elizabeth Bates）和布萊恩·邁克維尼（Brain MacWhinney）說，他們將“進化期間運行的選擇過程和[學習]期間運行的選擇過程視為同一塊無縫天然織物的一部分”。其含義是，不需要專門化的心智設備：如果適應就可以令生物體做正確的事，誰還會要求更多呢？一個問題的備選方案——用手來吃，找到合適的配偶，發明工具，使用合乎語法的語言——都是必然不可迴避的。
功能主義的問題在於，它是拉馬克式的。不是拉馬克第二條原則含義上的，獲得性特徵的遺傳——抻長脖子的長頸鹿生的小長頸鹿天生就有抻長的脖子。每個人都知道遠離這種觀點。幾乎是每個人吧，但弗洛伊德和皮亞傑就一直堅持這種生物學家們摒棄已久的觀點。功能主義的問題在於拉馬克第一條原則的含義，“覺得需要”——當飢餓的長頸鹿們注視著抻脖可及的樹葉時，它們的脖子就抻長了。就像拉馬克所表述的，“確立某個部位必要性的新需求導致了那個部位作為一種努力結果的存在”。要真的那樣就好了！按照這種說法推導，如果乞丐的願望是有匹馬，他就有馬騎了。沒有守護天使來確保每個人的需求都得到滿足。這些物種的需求之所以能夠被滿足，是因為某些突變造就了能夠滿足這些需求的器官，而在該物種所處的環境裡，滿足這項需求就意味著可以擁有更多能夠存活下來的後代，並且在這樣的環境裡，這種來自自然選擇的壓力還必須要能橫跨好幾個世代持續下去才行。否則的話，這些需求就不會得到滿足。游泳者沒長出有蹼的指頭；愛斯基摩人沒長出皮毛。我研究三維鏡像影像已經20年，儘管我知道，在數學上你可以把一隻左腳鞋通過在第四維空間轉個圈而轉變為一隻右腳鞋，但我無法形成一個四維心智空間來將這個轉換觔斗視覺化。
“覺得需要”是一個吸引人的觀點。從感覺上說，確實是需要催生了它們自己的解決方法。你餓，你有手，食物在你前面，你用手吃；還能是別的什麼嗎？哈哈，你是我們最後才該問的人。你的大腦是被自然選擇造就的，所以它會覺得這種問題顯而易見。改變心智（變成機器人的，或是其他動物的，或是一個患神經系統疾病的人的）或者改變問題，顯而易見的東西就不再那麼明顯了。老鼠學不會為了一個更大的回報而丟棄一塊食物。黑猩猩模仿人用耙子夠一個夠不到的點心時，它們沒注意到耙子齒應當朝下，即使示範的人清楚展示了如何恰當地調整，黑猩猩還是做不到。為了免得你感覺沾沾自喜，在下面的章節中我將說明，我們自己心智的設計如何會產生悖論、腦筋急轉彎、近視、幻覺、非理性和弄巧成拙的策略，這些阻礙了我們日常需求的滿足，而不是確保了我們日常需求的滿足。
那達爾文的生存與繁殖規則呢？就日常行為而言，並沒有這樣的規則。人們看色情圖片時，本可以去找個對象，人們賣血去買電影票（在印度），推遲生孩子為了在公司裡往上爬，狂吃海塞把自己提前送進墳墓。人類的惡習證明了，生物適應性確切地說是件過去的事情。我們心智適應針對的是我們99%的時間裡存在的形式，小規模的原始覓食群落，而不是針對農業和工業革命以來我們所創造的紛繁複雜的情形。在有色情圖片之前，接收有吸引力的異性的視覺圖像是有適應性的，因為這些圖像只能來自光反射的豐腴的肉體。在鴉片進入注射器之前，它們是腦子裡天然合成的鎮痛劑。在有電影之前，見證人們的情感鬥爭是有適應性的，因為你所能見證的唯一鬥爭源於你每天不得不絞盡心力對付的人。在有避孕法之前，孩子是不可推遲的，身份與財富能夠轉化成更多的、更健康的子孫。在每張餐桌上都有糖碗、鹽瓶和黃油小碟之前，收成不好的年份總離著不遠，人們絕不會攝入太多的糖分、鹽分和油膩食物。人們察覺不到什麼對他們或他們的基因是適應性的；他們的基因給了他們思想和感覺，這些思想和感覺在基因被選擇的環境中是具有適應性的。
適應的另一個擴展是似乎無害的陳詞濫調——“文化進化已經接替了生物進化”。幾百萬年來，基因從身體傳送到身體，通過自然選擇，使生物體具有適應性。但在人類出現後，文化單位被從心智傳輸到心智，通過選擇，使文化具有適應性。進步的火炬被傳到了一個更快的跑者手中。在《2001：太空漫遊》中，一隻毛茸茸的胳膊將一根骨頭擲入空中，然後消失在一個空間站裡。
文化進化的前提是——穩定的進步。我自己的觀點是，人腦的進化是根據一套法則的，即自然選擇和遺傳學法則，現在人腦之間又根據其他一些法則而相互作用，即那些認知和社會心理學、人類生態學還有歷史學的法則。頭蓋骨的重新構造和帝國的興衰可能沒什麼共同之處。
理查德·道金斯對基因選擇和文化比特選擇之間做了最清楚的類比，他將文化比特單位稱為謎米（meme）。像旋律、觀點和故事這樣的謎米在腦與腦之間傳輸，在傳輸過程中有時還變異。謎米使其接收者更有可能保留並散佈它的新特徵，包括讓人容易記憶、有誘惑性、有趣或無可辯駁，這些特徵使得這個謎米在謎米庫中變得更為普通常見。在隨後的多輪轉述中，最具傳播性的謎米會傳播得最多，最終佔據絕大多數。觀點因而會進化得更適應於傳播自己。請注意，我們是在談論觀點進化得更具傳播性，而不是人們進化得更加學識淵博。
道金斯自己用這個類比來說明，自然選擇如何適合於任何能夠複製的東西，而不僅僅是DNA。其他人則認為，這是一個真正的文化進化理論。確切地說，它預測了文化進化的發展過程。謎米迫使它的承載者傳播它，並在一些接收者那裡發生變異：一個聲音、一個單詞或一個詞組隨機被改變。或許，就像《蒙蒂蟒蛇之布萊恩的一生》（Monty Python's Life of Brain）中，登山寶訓的聽眾把“保佑調解人”（peacemakers）誤聽為“奶酪製造者”（cheesemakers）。新版本更容易記住，所以留在了大多數人的腦子裡。這句話混雜著打字錯誤、口誤和聽眾的誤解，最具傳播性地積聚下來，逐漸轉變了聲音的順序。最終的發音變成了，“這是一個人的一小步，卻是整個人類的一大步”。
我想，你們會同意文化變革不是這樣進行的。一個複雜的謎米不是來自對複製錯誤的保留。它的出現是因為某個人努力工作、絞盡腦汁、集聚才華，然後才譜出、寫下、繪出或發明了一些東西。即使創作者是受到觀點傳播的影響，可能會一遍一遍地潤色，但這些進展改善都不像自然選擇。只需比較一下輸入與輸出——第五次原稿與第六次原稿，或藝術家的創作靈感和他的作品就理解了其中的差異。它們的差異不是少量隨機的替代物。每次反覆所增加的價值都來自於集中改進作品的腦力，而不是幾十萬次複述或再複製，以期出現一些用詞錯誤或打字錯誤能變得有用。
別這麼死腦筋！文化進化論的熱衷者回應道。當然，文化進化不是對達爾文版本的完全複製。在文化進化中，變異是被引導的，獲得性特徵是遺傳的。儘管拉馬克在生物進化中錯了，但關於文化進化，他是正確的。
但情況不會如此。請回憶一下，拉馬克不僅僅在關於這個星球上生命的猜測中不走運。隨著對複雜設計解釋的不斷展開，他的理論早無成功希望。在面對宇宙中為物種帶來有用突變的仁慈力量或是全知全能聲音的時候，拉馬克的理論無法對他們做出任何解釋。這種力量或聲音做出了所有創造性的工作。說文化進化是拉馬克式的，等於承認人們不知道它如何進行。文化產物的顯著特徵，例如其獨創、美感和真實（相對於生物體的複雜適應性設計）來自於心智計算；這種心智計算“引導”著——發明了——“變異”，並且“獲得”了——理解了——“特性”。
文化傳遞的模型確實提供了對其他文化變革特徵的洞見，特別是在人口統計方面——謎米怎樣變得受歡迎或不受歡迎。但這個類比更多是來自流行病學而不是來自進化論：觀點像傳染病一樣會導致流行病蔓延，而不是像有利的基因一樣造成適應。它們解釋了觀點如何變得受歡迎，而不是觀點來自哪裡。
許多對認知科學認識不清的人，會將文化演化視為是唯一能把觀念和文化這些定義模糊的觀點建立在最嚴謹的演化生物學基礎上的希望。他們的推理是，為了將文化帶入生物學，應該展示它是如何用自己的自然選擇方式來進行進化的。但這是一個前後不一的推論，進化的產物並不一定看上去就像進化。胃嚴格地根植於生物學，但它並不隨機地分泌酸和酶的變體，保留一點點分解食物的酸和酶，讓它們異性重組和繁殖，然後分解數十萬頓飯。自然選擇已經在設計胃時採取了這種嘗試錯誤，現在的胃已經是一個有效的化學處理器，可以根據線索來釋放適當的酸和酶。同樣，一組心智也無須在概括重述自然選擇的過程以產生好的想法。自然選擇將心智設計為一個信息處理器，現在它已經可以感知、想像、模仿和計劃。當觀點被傳送時，它們不僅僅被複製了間或的一些印刷錯誤；它們還被評價、討論、改進或者拒絕。的確，一個被動接受周圍謎米的心智將是其他心智剝削利用的靶子，很快就會被自然選擇所淘汰。
遺傳學家狄奧多西·杜布贊斯基（Theodosius Dobzhansky）的名言寫道，除非以進化論為基礎，否則生物學中沒什麼是有意義的。我們可以增加一句，除非以心理學為基礎，否則文化中沒什麼是有意義的。進化論創造了心理學，這就是它怎樣解釋文化的。早期人類最重要的遺產就是現代心智。