世界为什么是现在这个样子的？我们为什么存在？凡事皆有因还是一切皆偶然？哲学家和神学家为此争论了上千年。但半个多世纪以来的一系列出人意料的科学发现表明，我们生活在一个由“偶然”塑造的世界中。
偶然性是如何塑造这个世界和人类自身的？在《进化的偶然》一书中，进化生物学家肖恩·卡罗尔从古生物学、地质学、进化生物学、基因科学等众多领域的全新发现入手，结合宏大至小行星撞击地球，微小至基因突变的众多妙趣横生的实证，向你展示“偶然”的强大造物之力。与此同时，卡罗尔剥茧抽丝地论证困扰达尔文的问题“突变和自然选择，到底哪一个才是真正的发明者”，并帮助你厘清突变、自然选择、适应之间的关系，以及它们在进化过程中所起的作用。
多姿多彩的生命形态，包括人类自身，原来全都是“偶然”的杰作。我们每个人都是独一无二的，我们所处的世界也是偶然形成的。

肖恩·B.卡罗尔，美国进化发展生物学家、作家、教育家。美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、威斯康星大学分子生物学和遗传学教授、富兰克林生命科学奖。与爱德华威尔逊、奥利弗·萨克斯和理查德·道金斯等人齐名的科普大师，刘易斯·托马斯科学写作奖得主。霍华德休斯医学研究所科学电影制片人，所拍摄的科学短片和教育素材供成千上万的学生免费使用。

引言 偶然带来的麻烦
第一部分 无生命世界的偶然事件
第1章 一切意外的母亲
两个世界的界限
小行星撞击地球
真实的世界毁灭
按下生命的重启键
幸运的撞击
第2章 暴脾气的野兽
好时代，坏时代
世更替的原因
从温室到冰窟
欢迎进入冰川期
地球气候的纤颤
四季皆宜的动物
第二部分 生命内部世界的偶然事件
第3章 自然选择的青睐
物种起源
达尔文的鸽子
自然选择的力量
变异的偶然
第4章 偶然，随机发生的意外
十亿分之一
DNA结构的奥秘
DNA聚合酶，最快最准确的打字员
突变，DNA的特征
第5章 被偶然统治的美丽错误
鸽子如何获得不同的羽冠
DNA 的一小步，猛犸象的一大步
突变的创造性
攀登进化的阶梯
偶然的生命之树
第三部分 个人化的偶然事件
第6章 一切母亲的意外
七十万亿分之一
为出生感到幸运
独一无二的运气
自卫的阶梯
免疫力的兵工厂
第7章 一系列不幸事件
癌症发病的阶梯
驱动器型基因突变
癌症的发生是偶然的
与偶然进行斗争
后记 关于偶然的对话
致谢
参考文献
推荐书目

偶然带来的麻烦
1996年的大密尔沃基公
开赛是泰格·伍兹（Tiger
Woods）参加的第一场职
业高尔夫球比赛。在第14
洞三杆洞188码处的发球区
，他从球袋中拿出了6号铁
杆。尽管此时他还落后于
领先选手15杆之多， 一大
群观众还是来到了现场，
只为一睹这位20岁优秀选
手的风采。伍兹将球打了
出去，球在距离旗杆1.83
米的地方落地，向左弹了
一下之后直接滚进了球洞
。现场观众激动得高声欢
呼、狂吹口哨，热烈的场
面一直持续了好几分钟。
然而，这还算不上伍兹
有史以来的最佳开局表现
。
略微深入了解，我们就
会发现，伍兹在长达24年
的职业生涯中，总共赢得
超过80个巡回赛冠军，共
击出3记一杆进洞。同时，
我们根据高尔夫球比赛的
大量统计数据可知，一名
高尔夫职业选手在任意一
个三杆洞击出一杆进洞的
概率大约是1/2500。伍兹
在他的职业生涯中已经打
了差不多5000个三杆洞，
按概率来说，他应该能击
出2记一杆进洞。截至目前
他总共击出了3记，所以也
不算是特别突出。然而，
一位业余高尔夫球手在任
意一洞击出一杆进洞的概
率是1/12500；在同一轮击
出两记一杆进洞的概率是
二千六百万分之一；击出4
记一杆进洞的概率是二十
四万亿分之一，那可是24
后面跟着15个0。
陷入赌徒谬误
如果你不了解高尔夫球
比赛，也没关系，但有些
时候，你最好还是应该对
概率和你玩的游戏有一定
了解，比如当我们拿着自
己辛苦挣来的钱去冒很大
风险时。
很多人都喜欢去赌场试
试运气。每年大约有3000
万人前往拉斯维加斯，尝
试轮盘赌、基诺彩票、百
家乐和老虎机等靠运气取
胜的游戏。在这些游戏中
，庄家都在一定程度上占
据优势，比如在双骰子游
戏中，庄家的优势为1%，
而在基诺彩票中，庄家的
优势为30%不等，这就是
为什么赌场负担得起建造
金字塔酒店、可以看到鲨
鱼的水族馆的费用， 能够
提供焰火表演、便宜的自
助餐，还能以一晚50万美
元的出场费邀请小甜甜布
兰妮前来演出。
……
本书将讲述莫诺没有讲
到的故事，包括一些大到
行星规模小到分子尺度的
惊人发现，从整个地球的
剧变，到包括人类在内的
每一种生物的每一个细胞
里运行着的偶然机制。当
这些发现将人类中心主义
的舒适感消除殆尽后，我
希望你最终会认同，比起
浮夸的哲学家或神学家单
凭主观想法而做出的一厢
情愿的驳斥，偶然的故事
显得更为丰富多彩。
我希望你心存敬畏，对
小行星撞击地球、大陆板
块间的碰撞、冰层和海洋
快速起落进发的力量以及
造就的戏剧性事件心存敬
畏；对认识到我们生活在
一个如此不稳定(而我们短
暂的生命无法感知到这种
不稳定)的行星上并任由其
摆布而心存敬畏；对随机
的偶然造就了与我们共享
这个星球的美妙生物而心
存敬畏；对造就我们每个
人的独特、看不见的意外
事件心存敬畏；对我们人
类自身心存敬畏，因为我
们是在异常混乱的时代仍
坚持不懈的狩猎采集者的
后代，而我们自己仅仅用
了过去大约50年时间就发
现了这一事实!
我的写作目标是不求全
面，但求易懂。与其单纯
地声称世界就是这样，或
者是一长串偶然而又幸运
的事件造就了今天的我们
，不如通过明确的事实让
你相信我所言非虚。我将
通过剖析其中的一些事件
，说明它们如何决定了生
命的走向，我认为这样做
是十分必要的。本书的谋
篇布局遵循简单的三段式
逻辑。在第一部分中，我
会从为生命的产生创造了
条件的无生命外部偶然事
件讲起。在第二部分中，
我会介绍每一种生物体内
的哪些随机机制促成了生
物体对外部条件的适应。
在第三部分中，我会将这
个故事拉回个人层面，剖
析偶然是如何影响我们的
自然生活以及我们的死亡
的。我们的存在纯属偶然
这一说法颠覆了人类中心
说这一普遍认同的观念，
针对生命的意义和目标提
出了挑战性的问题。在后
记中，我将在一些特殊嘉
宾的帮助下，尽可能地做
出回答。
这本小书展示了一个确
实很大的概念。几个世纪
以来，科学界涌现了众多
宏大的设想，但人们接受
这些设想的方式很奇怪。
达尔文提出了一个非常容
易理解的伟大设想，而且
存在大量随处可见的证据
，然而很多人拒绝相信它
。爱因斯坦提出了一个全
新的设想，很少有人能够
理解它，也几乎没有证据
能够证明它，但看起来几
乎所有人都相信它。莫诺
有一个伟大的设想，但除
了学者以外，现在大多数
人都没有听说过它。很多
人压根儿没听说过莫诺这
个人。
我最大的希望就是，人
们能够通过这本薄书真正
认识偶然。

《进化的偶然》结合古生物学、地质学、遗传学、基因科学等领域的全新发现，以独特的视角阐释“自我”与“世界”这一经典哲学问题，将“偶然性”这一造物之力从幕后推向台前。
本书将讲述莫诺没有讲到的故事，包括一些大到行星规模小到分子尺度的惊人发现，从整个地球的剧变，到包括人类在内的每一种生物的每一个细胞里运行着的偶然机制。当这些发现将人类中心主义的舒适感消除殆尽后，我希望你最终会认同，比起浮夸的哲学家或神学家单凭主观想法而做出的一厢情愿的驳斥，偶然的故事显得更为丰富多彩。

库尔特·冯内古特在其准
自传体小说《闹剧》
(Slapstick)中，讲到他的姐
姐爱丽丝在41岁时死于癌
症。就在注定成为她生命
的最后一天，他和他的大
哥伯纳德去看望了她。
“如果不是因为一个细节
的话，她的死在统计学意
义上是毫不起眼的，那就
是：她的丈夫詹姆斯·卡马
尔特·亚当斯(James
Carmalt Adams)是位编辑
，就职于位于华尔街的一
家关于采购代理商的行业
杂志社，终日劳作于格子
间。他身体健康，却在两
天前去世了。。他所搭乘
的堪称“经纪人专列”的列车
遭遇了美国铁路史上罕见
的一次事故：吊桥没合拢
，列车一头栽了下去。
“想想看。”
“这真就发生了。”
尽管这位伟大的幽默作
家在他的故事中编造过许
多荒唐的情节，但他所说
的火车失事确有其事。
1958年9月15日上午，新
泽西中央铁路 公司的一班
通勤列车载着约百名旅客
如常驶往泽西城。不知何
故，该列 车在缓慢地驶过
3个信号灯和一个自动脱轨
器后，又继续行驶了大约
168米后，从敞开的吊桥上
跌落了15米。5节车厢中的
两节掉入水中， 第三节车
厢挂在空中晃了两个多小
时。’尽管救援人员尽力施
救，但仍 有48人死亡，其
中就包括冯内古特的姐夫
。
鉴于姐姐病情严重，她
又非常担忧在其身后丈夫
将独自抚育4个年 幼的孩
子，冯内古特和他的大哥
决定不告诉她这一噩耗。
事不凑巧，她 从一位病友
递过来的报纸上发现，丈
夫的名字赫然出现在死亡
或失踪者 名单中。冯内古
特描述了她的反应，以及
他自己的反应：
爱丽丝从未接受过任何
宗教上的指引，为人处事
又无可指摘，于是坚信这
一厄运完全出于意外，是
交通繁忙路段发生的一桩
意外事故。
她真了不起。
确实，在一个非常繁忙
的地方发生的事故。前文
详细讲过，无论是作为生
物种群，还是就每一个体
而言，我们自己是通过一
系列的偶然事件而得以出
现在这个世界上，这些偶
然因素既有宇宙和地质方
面的，也有生物学方面的
。我们还清楚了，有些人
为何及如何因为偶然事故
而 离世。
这个由偶然驱动的世界
深刻地启示着我们。我们
惊讶地发现，无从察觉的
偶然造就了生物圈中所有
新奇性、多样性和美丽。
我希望你们对小行星、移
动的地壳构造板块和仅仅
由4个碱基组成的纤维状聚
合物所产生的效果感到惊
奇。
但这种由偶然驱动的存
在也展现出一种令人不安
的困境，即我们生活的世
界可能并非最好的那个，
而可能是小说家克里斯蒂
安·琼格森(Christian
Jungerson)所说的那种世
界：“随机且无情、异常混
乱，以及注定脆弱的生命”
。当然，这种观点也粉碎
了我们的传统信仰，即人
类注定会在更为宏大的体
系中占有一席之地。
正如莫诺的批评者所谴
责的那样，偶然性让上天
失业，或者至少是失去了
传统上我们分配给袍的许
多工作。上天没有介入优
选精子与卵子的孕育过程
，也没有插手对生物的
DNA和性状的基因工程事
务，更遑论控制气候、癌
变或病毒大流行等方面了
。
面对这种说法，否认偶
然性无疑是一种很直接的
办法。但是，如果我们有
勇气认同偶然性的普遍作
用，那么，有些问题就很
有挑战性了，它们事关我
们生存的意义和目的：如
果我们是因为偶然性得以
出现，而非有意设计，那
么我们应该干些什么？基
于这种认知，我们又该如
何生活？
我的第一反应是去拉来
麦科伊博士(《星际迷航》
(Star Trek)中的“老骨头”)
并恳求道：“该死的，吉姆
，我是科学家，而不是哲
学家。”我想这些问题应由
我们每个人自己决定。但
由于这是后记，而且可能
有人期待我的看法，那么
借助一些我喜欢的思想家
的看法，我也来谈谈自己
的观点。
在冯内古特的作品中，
我们这个由偶然性驱动的
世界和人类对生命意义的
苦苦追求是反复出现的主
题。就在姐姐爱丽丝死后
，冯内古特写了他的第二
部小说《泰坦的女妖》
(The Sirens of Titan)，这
部小说以未来为背景，开
头写道：
现在每个人都知道如何
从自己内心深处找到生命
的意义。但人类并不总是
那么幸运。不到一个世纪
以前，男人和女人还无法
轻易地解读自我。他们甚
至不知道53个灵魂门户中
的任何一个。金玉其外的
宗教那时还是笔大生意。
小说两个主角之一温斯
顿·拉姆福德(Winston
Rumfoord)建立了一个名
叫“完全漠不关心”的上帝教
会，其主要教义是：“弱小
的人不能做任何事来帮助
或取悦全能的上帝，而运
气不是上帝的手。”’当小说
中的第二主角马拉奇·康斯
坦特(Malachi Constant)被
从地球绑架走而后重返地
球时，他宣布了教会的中
心主题之一：“我是一系列
意外的受害者，我们大家
都是。”。
冯内古特的书让我认识
到，除了科学家，幽默作
家和喜剧演员似乎最不愿
意认为一切事出有因，他
们更愿意相信不可知的偶
然在主宰世界。当今许多
优秀的喜剧演员都是如此
，比如，塞思·麦克法兰、
埃里克·艾德尔(EricIdle)、
比尔

我一直认为，如果物理
学是对的，生命的诞生就
是必然的。但我又得承认
，每个生命都是一次奇迹
，特别是高智能生命的涌
现，包括正在看这本书的
你。无论你贵贱贫富，妍
蚩愚智，都请牢记，你就
是历经了千难万险、独一
无二的天选之子，无需妄
自菲薄。这本有趣的作品
，通过一个个生动的案例
，从生命科学的角度让我
们理解造物之神奇、众生
之平等。正如爱因斯坦所
说：整个宇宙的神奇之处
，竟然是它是可以被理解
的。认知了偶然性的我们
，当不断以知识和学习为
桥，从偶然中持续发现和
把握必然。
尹烨
华大集团CEO
被誉为“发育演化生物学
界达尔文”的卡罗尔教授，
不仅是成就斐然的生物学
和遗传学大家，还是家喻
户晓的科普大师，与威尔
逊、道金斯齐名。他的《
进化的偶然》、《非凡的
生物》、《无尽之形最美
》三部曲，以恢弘的视角
、细腻的笔触、专业的风
范，展现了大自然生命孕
育、演化的造物神功，勾
勒出21世纪演化生物学前
沿的华美乐章。
段永朝
苇草智酷创始合伙人
财讯传媒集团首席战略
官
这本书令人着迷且令人
兴奋，这是卡罗尔的力作
。
比尔·布莱森
科普作家
畅销书《万物简史》作
者
在这本书中，卡罗尔完
成了一项非凡的壮举。他
用智慧和科学严谨地处理
了一个大问题，也就是偶
然在我们的身体和地球形
成过程中的作用。卡罗尔
带我们领略了地球历史、
DNA、癌症和进化，这是
令人敬畏且十分重要的。
我有时读着读着就会笑出
声。
尼尔·舒宾
古生物学家
进化生物学家

第1章 一切意外的母亲
2001年，27岁的塞思·麦克法兰（Seth MacFarlane）是尚未热播的动画节目《居家男人》（Family Guy）的执行制片人和主创。这年9月，年纪轻轻就已闯入娱乐界大联盟的麦克法兰受邀回到母校美国罗得岛设计学院演讲。演讲结束后，他和几位教授一起出去喝酒，一直喝到很晚。
第二天是9月11 日，麦克法兰一大早就匆匆赶往机场，准备搭乘早上8点15分从波士顿飞往洛杉矶的航班。结果，他还是迟到了，实际上这趟航班的起飞时间是早上7点45分，旅行社弄错了。他只好重新预订了一趟晚一点的航班，然后去旅客休息室打个盹。突然，他被一阵喧闹吵醒，原来新闻中正在报道纽约世贸中心北塔起火的场景，周围的乘客都惊慌失措。过了一会儿，记者确认，那架撞上北塔的飞机是从波士顿飞往洛杉矶的美国航空公司的11号航班，正是麦克法兰错过的那一班飞机。
演员马克·沃尔伯格（Mark Wahlberg）本来预订的也是这一趟航班。沃尔伯格因出演《完美风暴》（The Perfect Storm）和《不羁之夜》（Boogie Nights）而成名，当时他和几个朋友临时改变了计划，包下了一架飞机飞往多伦多参加电影节，随后又飞往洛杉矶。
11年后，麦克法兰和沃尔伯格一起参与了电影《泰迪熊》（Ted）的拍摄。两人都曾错过11号航班，而后却一起创作了一部热门电影。那么，这种事情发生的概率有多大？他们俩双双躲过一劫，仅仅是撞了大运，还是冥冥之中另有安排？他俩的幸免于难，究竟是为了让一只烟不离手、满嘴脏话的泰迪熊来丰富我们的生活，还是为了给电影业的资金库增加5亿多美元?
麦克法兰自己可不这么想。“酒精是我们的朋友，这就是那个故事的寓意，”他主动说道，“我可不是宿命论者。”
偶然情况、意外事件、傻人有傻福……随便你怎么说吧。麦克法兰未能按时赶到机场绝对是一次意外，尽管这是一次对个人造成了巨大影响的意外。生死一线间，这边是幸免于难，那边则是飞来横祸，区区30分钟带来了巨大的差别。生死之间的这条分界线实在是可怕!
在自然界中同样也有着这样的界限，它区分的不只是个别生物或物种，而是整个世界。在城市之外的地方开车，你都有可能经过从岩床中开凿出的道路。但我们中的大多数人都可能没有注意到历史的页面正在我们的面前展开。这些层层叠叠、通常呈现彩色的石板正在给我们讲述着一个个故事，当然前提是你得知道怎么去阅读它们。
古比奥位于意大利中部的翁布里亚大区，是一座修建于中世纪的迷人小镇，298 号大区公路就从镇子郊外的石灰岩峡谷中蜿蜒穿过。20世纪70 年代中期，地质学家沃尔特·阿尔瓦雷斯(Walter Alvarez)在紧靠这条路的岩石柱中发现了一种有趣的模式（见图1-1）。 他发现在多层石灰岩的一个断面上，岩石色彩发生了明显变化，下方呈白色，上方呈红色。他仔细观察才发现，这两种颜色的岩石被一层奇特的浅灰色黏土分隔开了。阿尔瓦雷斯解开了这条仅一厘米宽的细线的秘密，成了20世纪最为惊人的革命性科学发现之一：它讲述了地球 过去的一亿年间最为重要的一天所发生的事，那一天对于绝大多数生物来说是非常不幸的，但对于我们人类而言，则是极其幸运的。在很久以前的那一天里，30分钟足以改变一切。
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