新浪科技訊 北京時(shí)間3月23日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，幾乎所有生物都不約而同地長成了對(duì)稱的模樣，也許這就是人類在審美上偏向于對(duì)稱的原因。但為何會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？有那么多可能存在的生命形式，為什么進(jìn)化對(duì)于對(duì)稱似乎格外情有獨(dú)鐘呢？
也許長得對(duì)稱具有一定的功能優(yōu)勢，但這種優(yōu)勢似乎并不明顯，至少不足以成為生物界的通用規(guī)則。不過對(duì)于特定生命形式而言，對(duì)稱的確是有好處的。例如，生物在行走或飛行時(shí)需要保持平衡。假如有只鳥的左右翅膀大小不一致，或者兩側(cè)翅膀的指向不同，就很難正常飛行。
但對(duì)稱有時(shí)似乎與功能全然無關(guān)，而且這種對(duì)稱現(xiàn)象在生物學(xué)的各個(gè)層級(jí)上都有體現(xiàn)，哪怕下至分子層面。當(dāng)然也有例外，但對(duì)稱似乎就是生物界的金科玉律。此外，有些生物的對(duì)稱性似乎是與生俱來的，并不是為了更好地適應(yīng)環(huán)境才進(jìn)化出這種特征。因此我們需要重新提出一套與“適者生存”無關(guān)的假說。研究人員猜測，原因可能與數(shù)學(xué)有關(guān)。生物的DNA遺傳編碼并不是一套詳細(xì)的生命藍(lán)圖，而更像一本“指導(dǎo)說明”。就像蜂巢一樣，蜜蜂也沒有蜂巢的施工圖，并不知道蜂巢應(yīng)該長什么模樣。它們只是不斷遵守和重復(fù)相同的規(guī)律，最后就能造出復(fù)雜的蜂巢結(jié)構(gòu)。答案一定就隱藏在其中。
研究人員已經(jīng)在這個(gè)框架基礎(chǔ)上填補(bǔ)了許多細(xì)節(jié)，近期發(fā)表的一篇論文更是從數(shù)學(xué)角度增加了更多的嚴(yán)謹(jǐn)性。關(guān)鍵的確在于，如何用簡單的算法創(chuàng)造出復(fù)雜的生命。假如你要向別人描述某種規(guī)律，比如鋪瓷磚，你不需要告訴他們每塊磚要放在哪里，只要描述瓷磚的鋪貼需要遵循某種規(guī)律、直到將整個(gè)地面鋪滿為止。當(dāng)然，這種方法只適合描述簡單規(guī)律。如果要將馬賽克瓷磚貼成某種圖案，也許你就得詳細(xì)說明每塊磚要鋪在哪了。
關(guān)鍵在于，對(duì)稱是一種效率很高的算法，數(shù)學(xué)甚至有一個(gè)分支叫做“算法信息論”，屬于信息論的子集。算法信息論最早是在針對(duì)進(jìn)化的討論中提出的，主要是因?yàn)樯駝?chuàng)論者總是徹底誤解、甚至濫用信息論，將其作為發(fā)表虛假言論的工具。信息論學(xué)家經(jīng)常會(huì)問：信息的可壓縮性有多強(qiáng)？這和電腦程序?qū)⑽募虺蓧嚎s包一個(gè)道理。此處有一個(gè)關(guān)鍵概念：完全隨機(jī)的信息是不可壓縮的，因?yàn)椤半S機(jī)”從定義上來說不含任何規(guī)律。而如果走向另一個(gè)極端，假設(shè)有一條由1000個(gè)1組成的長長的序列，你就可以把它們壓縮為“1000個(gè)1”這么短短的一句話。簡單的規(guī)律具有高度壓縮性。
前面說到，DNA提供的是指令、而非藍(lán)圖。從某種意義上來說，DNA就像描述一個(gè)完整生物體全部信息的壓縮包。如果生物長得過于不對(duì)稱，就需要用更多DNA來描述；相反，如果重復(fù)規(guī)律很多，所需的DNA就較少。而重復(fù)規(guī)律往往就意味著對(duì)稱。因此，對(duì)稱的生物在算法上效率更高，信息壓縮度更強(qiáng)，DNA也更高效。
但這足以解釋自然界中對(duì)稱設(shè)計(jì)的統(tǒng)治地位嗎？這篇論文作者認(rèn)為可以。不僅如此，他們還從概率的角度進(jìn)一步論證了這種觀點(diǎn)。越簡潔的算法運(yùn)作起來越簡單，偶然發(fā)生的概率就越大，因此越可能在進(jìn)化中出現(xiàn)。
論文作者用“無限只猴子和無限臺(tái)打字機(jī)”的段子打了個(gè)比方。假設(shè)有無數(shù)只猴子在無數(shù)臺(tái)打字機(jī)上隨意敲打，我們不會(huì)指望其中某只猴子能打出莎士比亞的作品，而是關(guān)注它們能否打出某種可以用公式總結(jié)的規(guī)律?？梢韵胂螅霈F(xiàn)簡單公式的概率比復(fù)雜公式大得多。因此如果我們要用猴子隨機(jī)打出的公式創(chuàng)造出對(duì)應(yīng)的東西，大概率會(huì)用到簡單的公式，產(chǎn)物也更容易呈現(xiàn)出對(duì)稱性，就像鋪瓷磚一樣。
綜上所述，雖然自然界中的部分對(duì)稱性現(xiàn)象的確可以從生物適應(yīng)的角度加以解釋（特別是與保持平衡相關(guān)的對(duì)稱），但也可以解釋為簡單算法自帶的概率優(yōu)勢。