第二节　现代机器的先驱者

从地球上的碳基生命进化45亿年的情况来看，现代机器的出现并非偶然；实际上，它们是进化的产物，它们的先驱者应该是工具、火、智力。

（1）工具的进化

各种动物在共同进化的道路上，为了生存而努力，按不同的程度，逐渐学会制造工具并使用工具。例如鸟类为了自己的栖息，学会用嘴采集细树枝，架成鸟巢；类人猿学会拾起石块向野兽投击，以便猎取食物；黄蜂为了自己的休息，学会用嘴采集纸屑，粘成蜂窝；黑猩猩为了食蚂蚁，学会用麦杆作为工具。

海燕为了自己营养与安居，学会从海面上捡起精致的银鱼，粘成一个白色的园窝，既是它的粮仓，又是它的卧室。此外，麋鹿为了探险，它的头上进化出美丽的角支，狗熊为了踏住它所需要的食物，进化出一双肥大的脚掌。燕窝与熊掌后来都成为达官贵人席上的珍品。又如“犀牛玩月纹生角，大象惊雷花入牙”；犀牛角与大象牙都是进化的产物，后来成为富商大贾的古玩。再如白鹤的红冠，孔雀的翠羽也都是进化的产物，既是工具又是天然的装饰品。

从人类的化石资料来看，肯尼亚原始人及其祖先大约在1500万年前，就会用石头与硬树枝击死他们所需要的动物；非洲南方古猿至少在300万年以前，就知道用木器和石器这一类的简单工具。

当大脑的容量进化到南方古猿的三倍以后，大约在五十万年以前，原始的人类出现了；他们从古灵长类动物那里继承了工具的制作与使用。他们有些在树上架起窝棚，有些在山上挖掘土洞或垒起石屋。到最后大约一万年前，工具的多样性、复杂性、用途的普遍性，就不胜枚举了。今天肯尼亚地区的非洲人，仍在制作尖锐的石斧，作为猎取食物的工具，并能用来砍伐树木，架起住屋。工具的进化过程象征人类智能逐渐发达与科学实验的萌芽。

（2）火的进化

地球有一个很厚的大气层，其中的气流因温度差异或风力推动而相对流动，以致因摩擦而生电光，这是自然火的一种体现。原始人见到这种现象，只感到惊异而无法理解。这种闪电也可能引起森林大火。显然在人类未诞生以前，地球上就存在有自然火。

化石资料说明：自然火可能启发原始人在劳动过程中摸索到受控火（controlled fire）。人类学家Hawkes与Woolley在1963年指出：关于受控火的初步迹象与50万年前的北京猿人有关。中国上古史记载：燧人氏钻木取火。看来燧人氏不一定是某一个人，可能是最初用火一代的先驱者。不妨这样设想：原始人用石头打野兽，在无意中见到两石相撞，发生火光。从而启发他们用各种石块相击，看看那种石块相击的火光最大；进而引导他们用尖石钻木，也能发生火种。看来中国文化起源最早，那可能就是北京猿人开始学会取火用火。直到今天为止，不管利用什么能源，火力与热力仍然是地球文明的核心力量。

事实上，地球进化到今天已经45忆年，而北京猿人在50万年前开始用火与地球进化的时间相比，只是万分之一。这就意味着北京猿人用火创建的文明，距离今天不是很远，而是较近了。当然北京猿人当初在岩洞内外用的火量是很小的，因而对早期的生态系统的影响不会很大。

火的发现与使用意味着各种生态作用：早期的用火者主要是燃烧树上落下来的树叶和树枝；早期的用火者同时扮演了木材的分解者，工具的制作者与动物的捕食者。因此，可以作出这样的推理：用火者扮演的角色越多，所消耗的热量就远大。这意味着：该物种对于生态变化起到很大的作用。

受控的火虽然是一个老古董，却又是现代新机器的动力；因此，它可以看作一个“新物种”。它具有很小的“生物量”，那是火焰中的高温气体的质量；它也有很高的代谢率，因为它要辐射出很大的热能量。这个新物种可以说是与用火者共生存。由于火焰的“生物量”很小，所以它的生态效率比50公斤质量的用火者要低得多。此外，细菌的生态效率也很低，因为它们的质量非常小。这里有一个非常重要的情况是值得重视的：当一定温度的火与有关的细菌自由竞争时，结果是细菌迅速繁殖，取代了火。不管什么样的火，它的能量相对说来，是有一定限度的，因为它不能再增殖，而细菌的繁殖是自生殖的。

人类化石说明：火最初给用火者以利益，可能是为了环流取暖；那差不多是在50万年前后，正当寒纪时期。即使在今天，科学发达，人们在家中所消耗的能量，有一大部分还是用于环流取暖。人体温度，一般是37度左右；这是一个恒定数。如果这个温度发生变化，他就要生疾病。看来人体的正常温度也是进化的产物；当初北京猿人、非洲古猿的体温是否也是37度左右，有些人类学家正在研究。人的体温可能与身高、体重、寿命有一定的内在联系；不管怎样，这些平均常数主要都是进化的结果，是由当初各地的大同小异的生态环境决定的。

一个奇怪的情况是，生态学的实验指出：温血动物比冷血动物具有较低的生态效率；按前面的定义，生态效率是生物质量与所需能量之比。如果一个温血动物的躯体质量与另一个冷血动物相同，则前者比后者消耗更多的能量。

实际观察又指出：当环境温度下降时，冷血动物的温度也下降，所耗的能量相对地减少；对于温血动物来说，当环境温度下降时，需要消耗更多的能量以维持正常体温。这与上段按生态效率推出的理论是一致的，然而应该注意的是：冷血动物在更冷的环境下，一般是不活动的；而人在摄氏4度的环境下，适当维持体温，甚至降到21度时，也能很好地完成体力劳动工作。

或许有人要问：温血动物的生态效率较低，曾经是怎样从他们的冷血动物祖先那里进化过来的。从生态学来看，可能是当初有些冷血动物移到新的环境，在新的栖息地，利用了火的功能，使自己逐渐进化成温血动物。这就产生了一个问题，如果上述看法正确，那么现在的温血动物是否能进化成冷血动物。有些生态学者认为进化是不可逆的，生命系统是与不可逆的热力学相关的；根据这一理论，反过来的进化是不可能的。

在这里介绍超导理论的创建人约瑟夫逊的另一观点，可能是有益的。他认为人脑的思维功能在冷静的状态下是偏高的，通过冷静的内省功夫，可以把思维意识场的“温度”下降到“零度”。当然这是一个比喻的说法。但这时的人脑是低熵状态的，是高度有序的，是容易开发智能的。这似乎涉及到人文哲学的范畴，在理论和实际方面不是不可能的。

（3）智能的进化

现代机器的发明、制造和使用，其先决条件是人脑进化到一定的量级，即脑量达到1600毫升左右。Birdsell研究人类化石于1972年得出智力进化与脑量进化的关系：南方古猿的脑量是400—500毫升，工艺原人是500—600毫升，直立原人是800—1200毫升，而智慧原人是1200—1600毫升。显然，脑量越大，智能越高。

这里应该明确一点：脑量增大、智力增高是文明进化的必要条件，但不是充分条件。生态学家Leaky于1960年指出：原始的尼安德特人有比现代人更大的脑量，但未发现他们的文明遗迹；Constau与Diole研究解剖学于1972年指出：海豚与某种鲸鱼的大脑也很灵活，但是它们并未建立文化。

人类脑量的增大，智力的进化，直立的两腿能走路，机动的两手能工作，灵活的五官能感知；又形成一个社会结构，互相启发与支持。所有这些必要而充分的条件说明：人类之所以能创建地球文明，不是偶然的，是协调进化的结果；也是在生存的压力下，逐步从自然选择的过程中竞争出来的。总之，人类通过多功能的劳动，进化了智力，结合工具与火的使用，而发明了机器。同时在漫长的进化道路上，逐步学会了符合经济学的原理，以较小的能量换取更多的资源。看来即使有一个很大的脑量，如果不发展多方面的功能，不善于利用生态环境，也是不能进化出智能的。

最后，我们再明确指出：上面三者的共同进化是相辅相成的。原始人学会用火与工具，没有智力是不可能的；反过来在取火与作简单工具的过程中，一系列的客观实践又触使大脑的思维，不断改进取火方式与工具制作。这样的反复过程，在一定的程度上也就是智力进化的过程。

看来促进智力进化是多因素的：人有五官、四肢能同时协调并用，这是其它动物所不及的。特别是灵活的五官能同时感知外界事物的变化，使人脑逐步形成记忆功能，从而反复加工，结果进化出分别能力，能认知外界各类事物的变化。脑神经形成这些初步功能后，反过来就有意念去指挥手与足去完成各样有序化的工作，以致摸索到各项工作的规律又存储在大脑中，有助于智力的进化。

有些人提出中国远古的祖先为什么一开始就知道钻木取火，画八卦，种五谷，尝白草，治疾病。实际上这都是长期的体力劳动与智力逐渐进化的结果。是否有外星文明的介入，尚待探索；假设有高于地球的外星文明，那里的智能生命也是进化的产物。即使进化的模式与地球不同，但高度有序化的减熵原理可能是适用的。文明愈高，信息量愈大，有序化的程度愈高。任何世界，如果没有秩序，而是混乱一团，决无文明可言；因此文明意味有序，意味低熵。当然这是借用热力学第二定律立论的，因为能创建高度文明的物种，即是不是地球人这样的生命，但它必须更为有序，更能减熵，他就不能不是一个开放的热力学系统。