动物是已知宇宙中最复杂的事物。我们所解的宇宙只不过是实际宙的叫部分。在其他的星球卜可能存在着比我们更加复杂的事物，而且他们中的某些部分还叮能经了解了我们。但是，这并改变我想要陈述的观。复杂的事物，无论置身处，都值得进行特别的解释。我们想要知道它们是如何出现的以及它们为什么如此之复杂。我要指的足，这种解释对于宙，任何地力的复杂事物基本上都是相州的，对我们，对黑猩猩、蠕虫、橡树、以及对外太空的怪兽都足相川的。是从，唧一方面米既，它划二我所渭的"简单"事物又是相的，例如岩石、云彩、河流、牮系以及夸克，它们是物理学研究的对象。黑猩猩、狗、蝙虬、蟑螂、人、蠕虫、蒲公英、细菌、以及银河系，的外星，物则是物学研了的对象。
它们的区别在于设计的复杂性。生物学是研究表面看起来似乎是有意改计而成的复杂事物的。物理学是研究那塑不会使得我们联想到设计的简甲．事物的。乍看起来，人造的事物，例如电脑和汽车似乎是例外。它们都很复杂，而娃有意进行设计的，尽管的活体，是由金属和塑料制造的非血肉之躯。但是存木书，它们还是会被当作生物学的埘象来看待。
读者对此做出的反应可能是问："好吧，不过它们难道真的是生物学对象吗?"语言是我们的奴仆，而不是我们的主人。为了不同的目的，我们可以方便地赋予语言不同的含义。绝大多数的烹饪书籍都把龙虾当作鱼类。动物学家可能会对此大为光火，义正词严地指出龙虾如果把人叫做鱼类可能更加有道理，因为鱼类与人之间的关系比与龙虾之间的关系要亲密得多"。而且，说到正义和龙虾，我听说最近有一处法庭不得不对龙虾究竟是昆虫还是"动物"做出裁决(这决定着是否应当允许人们对其生烹活煮)。从动物学上来说，龙虾当然不属于昆虫，它们是动物，我们和昆虫也都是动物。为不同的人使用语言的方式而激动万分是毫无意义的(尽管在我的非职业的现实生活中，我很有可能对那些生烹活煮龙虾的人大动肝火)。厨师和律师需要以其各自特殊的方式来使用语言，在本书中，我也是如此。不要去理会汽车和电脑究竟是不是真的生物学对象。关键在于，如果在某个星球上发现了此种复杂程度的事物，那么我们应当毫不犹豫地得出结论：在那个星球上存在、或者说曾经存在过生命。机器是生命体的直接产物，它们的复杂性和设计都源自于生命体，它们是判断在一个星球上是否存在过生命的依据。化石、骨骼、以及尸体的意义也在于此。我说过，物理学是研究简单事物的。这个观点初听起来似乎也是奇谈怪论。物理学看起来是一门相当复杂的学科，因为物理学的观点是我们难于理解的。我们的大脑是被设计用来理解狩猎、采集、交配、以及抚养幼童的：这是一个中等体积的对象以中等的速度在三维中运动的世界。我们不善于理解非常小和非常大的事物、存续期以兆分之一秒或者十亿年计的事物、没有固定位置的粒子、无法看到和触摸到的力和场，我们只有通过受它们影响的、我们能够看到和触摸到的事物才了解了它们。
我们之所以认为物理学复杂是因为我们难以理解它，而且因为物理学书籍充斥着繁难的数学计算。但物理学所研究的对象依然是简单的对象。它们是具有无限重复的原子模式的气体或者微粒，或者像水晶一样的同质聚合体。至少从生物学的标准来看，它们不具备复杂的工作部件。即使是像星体这样由有限的部件组成的庞大的物理学对象，也是随机排列的。物理学的、非生物学的对象的行为是如此的简单，以至于我们能够以现有的数学语言对它进行描述，这正是物理学书籍充满数学的原因所在。
物理学的书籍可能是非常复杂的，但是它们跟汽车和电脑一样，都是生物学对象--人类大脑的产物。物理学书籍描述的对象和现象比其作者身上的一个细胞还要简单。而其作者是由上百万兆个这样的细胞构成的，而且其中的许多细胞都彼此各异，它们以复杂的组织结构和精确的设计构成一台能够撰写书籍的机器。我们的大脑处理极端复杂性的能力并不高于其处理极限体积以及其他物理学中艰深的极限值的能力。迄今为止，还没有任何物理学家发明了描述这样一个对象、甚至是它的一个细胞的整体结构及其行为的数学语言。我们所能够做的只是理解关于生命体如何运转、以及它们为什么存在的某些基本原则。
这就是我们的切入点。我们需要了解我们以及所有其他复杂的事物为什么会存在。现在，我们能够粗略地回答这个问题，虽然我们还没有完全理解其复杂性。例如，我们中的绝大多数人都没有详尽地理解一架客机是如何工作的。或许连它的制造者们也无法透彻领悟：发动机专家无法根本理解机翼，而机翼专家对发动机也是一知半解。即使是机翼专家，也未必能够以精确的数学语言来理解机翼：他们能够通过观测风洞或者电脑模拟中的模型，预测机翼在紊流状态下的行为--就像生物学家理解动物的方式一样。尽管我们对客机工作的理解非常不完全，我们也都明白它出现的大概过程。它由人类在绘图板上设计出来，然后其他一些人根据图纸制造出零部件，后来更多的人(在人类设计的其他机器的帮助之下)用螺丝钉、铆钉、焊枪、胶将这些零部件按照恰当的方式组合到一起。对我们来说，客机出现的过程并不太神秘，因为是人类制造了它。根据有目的的设计，将零部件系统地组合到一起，这是我们所知道和理解的，因为我们有第一手的经验--即使这种经验来自于我们童年时代玩具的组合和安装。那么，我们自己的身体呢?我们每一个人都是一台像客机一样的机器，只不过更加复杂罢了。我们是不是在设计板上被设计出来的?我们的零部件是不是由一名技艺高超的工程师装配而成的呢?答案是否定的。这是一个令人惊讶的答案，我们知道和理解这个答案才不过一个世纪左右的时间。当查尔斯?达尔文首先对这个问题做出解释之后，许多人都不愿、或者不能理解它。我在孩提时代第一次听到达尔文理论的时候，我断然拒绝相信它。直到l9世纪下半叶，在历史过程中的几乎每一个人都曾经坚信这个理论的对立面--有意识的设计者理论。许多人至今仍然相信上帝造人，这或许是因为对我们自身存在的真正的、进化论的解释依然没有成为大众教育课程的一个常规部分，因此，它必然受到广泛的误解。
书名中的"钟表匠"借用自8世纪神学家威廉?帕列夫的一篇著名的论文。他的出版于l802年的《自然神学--源于自然现象的上帝的特征和存在的证据》是阐述上帝造人论点的著名著作，也是支持存在上帝的最有影响力的作品。那是一本我非常推崇的书，因为作者在他所处的时代成功地完成了我现在希望完成的事情。他提出了一个观点，狂热地信奉这个观点，并且不遗余力地向读者灌输这种观点。他对生物界的复杂性怀有恰当的敬畏之情，并且意识到这需要一种非常特殊的解释方式。他所犯的惟百错误--也是公认的重大错误--却恰恰是解释本身。他对谜题给出的是传统的宗教式的解答，只不过他的解释比任何前人都更加明确、更加具有说服力。但是真正的解释却是迥然不同的，直到有史以来最具革命性的思想家之一查尔斯?达尔文，它的真面目才为世人所知。
帕列夫在《自然神学》中有一段著名的开场自：
在穿越一片荒野的时候，假如我踏到了一块石头，有人间我那块石头是怎样出现在那里的，我可能会回答说，它一直都躺在那里--即使事实并非如此，别人也难以证明这个答案是荒谬可笑的。但是，假如我在地上发现了一块手表，有人问我那块手表为什么会出现在那个地方，我几乎不可能想到上面的那个回答，即据我所知，那块手表始终是待在那里的。
在这里，帕列夫已经意识到了像石头一样的自然物体与像手表这样经过设计和制造的物体之间的区别。他接下来详细阐述了手表中的齿轮和弹簧的精确性，以及它们之间组合的复杂性。如果我们在荒野中发现一件像手表这样的物体，即使我们不知道它是如何出现的，仅仅依靠它自身的精确性和设计的复杂性，我们就不得不得出这样的结论：
这块手表一定有一个制造者；一定有一个或者多个能工巧匠在某个时间、某个地点出于某种目的制造了它，是他或者他们领悟了它的构造、设计了它的用途。
没有人能够合理地反驳这个结论。帕列夫坚持认为，即使是无神论者，在思考自然的作品的时候，也不得不得出这样的结论，因为：手表中所展示的每一个人工的痕迹、每一处设计的证明都会出现在自然的作品当中，只不过自然的作品更加巨大，程度更加难以计算而已。
帕列夫接下来以优美的、虔诚的描述，解剖了生命体中的机械性构造，以图进一步阐述他的论点，他首先从人的眼睛开始，这也是达尔文后来最喜欢举的例子，而且它也将在本书中反复出现。帕列夫将人的眼睛与设计的仪器--例如望远镜--进行了比较，并且得出结论说："有几乎完全相同的证据表明，眼睛是被制造用来获得视觉的，正如有证据表明望远镜是被制造用来辅助视觉的一样。"他认为，眼睛一定是有设计者的--正如望远镜一样。帕列夫的观点热烈而真诚，并且披着当时最先进的生物学知识的外衣，但它却是错误的，而且大错特错。望远镜与眼睛、手表与生命组织之间的类比是虚假的。事实与表面现象完全相反，自然中的惟一的"钟表匠"就是物理学的盲目力量，尽管它是以一种非常特殊的方式在发挥作用。一名真正的钟表匠是具有预见力的：他设计齿轮和弹簧，利用心智之眼规划未来的用途，计划它们之问的联结。自然选择--这个达尔文发现的盲目的、无意识的、自动的过程，今天所知的、对于生命的存在以及看似有意图的生命形式的解释一一本身是毫无目的性的。它没有心钳，也没囟'心智之眼，更不会对未来进行规划；它没有洞察力，没有先见之明，甚至根本没有"视力"。如果非要说它在扮演了"钟表匠"角色的话，那么它就是一"个"卣眼钟表匠"。
我应傍此、以及更多其他的进行解释，但是，我能贬低曾经给予帕列夫鼓舞的活"钟表"的奇迹；相反，我会尝试解释我的感觉，帕列夫-丁能会对这种感觉借题发挥。说到对活"钟表"的敬畏之情，我绝埘会输给任何人。我与尊敬的威廉'帕列夫的，块同感想可能会比我与位著名的现代哲学家的共n司感想更多，我曾经。这化著名的无神论者在'次宴会l：就这个问题进行过沦。我说道，我无法想像在1859年达尔文的《物种起源》m版之前彳人会是九神论者。"那么休说呢?"这位哲学家道：休莫是怎样解释生物界有组织的复杂性的?"我问道。"他没有解释。"这位哲学家说道，"为什么需要特殊的解释呢?"
帕列火知道它需要特殊的解释。达尔文也知道。而且，我怀疑我身边的这位哲c≯家在内心深处也明E 这...点。厄沦如何，我有责任柏：这咀进行说。天于戴维?休谟，据说这能伟大的苏格兰哲学家早柞：达尔文之前一个世纪就驳倒了：帝造人论。但是休漠做的l4过是批评将自然中的表面设计作为：帝存租：的确实证据的逻辑。他并没有提出任何对于表面发计的其他解释，也没有对这个M题做m解脊。达尔文之前的休谟派无神论老'可能会这样说："我尢法解释复杂的生物设计。我所知道的是帝并刁是一个很好的解释，因此我们只能等待有人提个更好的解答。"我；禁感觉到，这样一种立场，尽管富有逻辑性，"是依然无法令人满意，而且，尽管在达尔文之前的无神论在逻辑上尚可维系，但是只有达尔文才使得成为一名在学术上满足的无神论者变成可能。休谟的某些著作表明，他低估了生物设计的复杂和优美。我想他会同意这一点。如果休谟在世的话，年轻的博物学者查尔斯?达尔文可能向他展示一两件东西，不过当达尔文进入休谟曾经所在的爱丁堡大学的时候，休谟离开人世已经40年了。
关于复杂性和看似的设计，我已经谈论了许多，似乎这些词汇的含义不言自明。在某种意义上来说，它们的含义是很明显的--绝大多数人都对复杂性的含义有直觉的了解。但是，这些词汇--复杂性和设计--在本书的地位极其关键，因此我必须努力以更加精确的语言，让读者感觉到，复杂的、看似经过设计的事物是有特别之处的。
那么，什么是复杂的事物呢?我们如何来辨别它?从何种意义说，一块手表、一架飞机、一只蠼螋，或者一个人是复杂的，而月亮却是简单的呢?我们能够想到的第一点，也是复杂事物的一个必要特征，就是它具有非单一的结构。一块粉色的牛奶布丁或者牛奶冻是简单的事物，因为如果我们把它切成两半，这两部分具有相同的内部构成，也就是说牛奶冻是同质的。一辆汽车是非单一结构的，与牛奶冻不同的是，汽车的几乎任何...一个部分都与其他部分不同。半辆汽车乘以2并不等于一辆汽车。这就相当于说，一个复杂的事物与简单的事物不同，它拥有许多的部分，而且这些部分属于不同的种类。
这种异质性，或者"多部分性"，是一个必要条件，但并不是充分条件。大量的物体有许多组成部分，而且内部结构也是非单一的，但是却并不具有我所说的那种复杂性。例如，布朗峰。，是由许多种不同的岩石构成的，这些岩石混杂在一起，无论你从任何地方把山峰切成两半，这两部分的内部构成肯定是互不相同的。布朗峰拥有牛奶冻所不具备的异质性，但是它依然不具备生物学家所说的复杂性。
下面让我们借助数学中的概率论，来尝试另外一条探求复杂性定义的路线。假设我们试着给出如'的定义个复杂的事物就是其组成部分的排列方式不可能仅仅是偶然的结果。借用...位著名的天文学家的类比，如果你把一架匕机的各个部件随机地组合到一起，你碰巧组装成一架可以运转的波音匕机的概率几乎为零。将架飞机的部件组合到一起的可能方法有数十亿种，但是其只有一一种，或者少数儿种组合能够得到一架飞机。而要把人的复杂部件组合到一起的方法更是不日胜数。
这种给复杂性定义的方法似乎是前途光明的，但是我们还需要其他的东西。也可以说，将布朗峰的各个部分组合到一起的途径有数。亿种，但是其只有一种才是布朗峰。凶此，如果布朗峰是简单事物的话，那么是什么东西使得飞机和人成为复杂事物的呢?任何部件的杂乱组合都是独一一无：一的，而都是非概然的。飞机破碎场的碎屑堆足独一无二二的，没自'任何两个碎屑堆是相同的。如果你把匕机的碎片扔进碎屑堆，你碰巧两次击中具有完全卡日的部件组合的碎屑堆的几率跟你组装成一架飞机的几率，乙乎一样低。那么，为什么我们不能说一个垃圾堆、或者布朗峰、或者月亮，是跟匕机或者一条狗一样复杂?又为什幺在所有这些情阿尔审斯的龉音峰，赫稿4802米，况之下，原子的排列都是"非概然的"呢?
我的自行车上的组合锁有4096个不同的组合。每一个组合都是"非概然的"，因为如果你随机地转动轮子，4096个组合中的任何一个都同样不可能出现。我可以随机地转动轮子，然后看着出现的数字，后知后觉地欢呼道："多么神奇啊。这个数字出现的几率是14096。这真是一个小小的奇迹!"这跟认为一座山峰上的某个特定的岩石排列、或者碎屑堆中的金属片是"复杂事物"别无二致。但是，在这4096个轮子的组合中有一个是独一无二的，207这个组合是惟一能够打开锁的组合。11207的独特性与后见之明毫无瓜葛：它是由制造商预先设置的。如果你随机地转动轮子，并且在第一次就恰好组合出207的话，你就能够偷走这辆白行车，这也将是一个小小的奇迹。如果你凭运气打开了银行保险箱上的组合锁，那将成为一个大大的奇迹，因为那个几率是几百万分之一，如果真是那样的话，你就能够偷来一座金山了。猜中能够打开银行保险箱的幸运数字，就相当于随机投掷废金属并恰好组装出一架波音747。在数百万个组合锁的所有组合中，只有一个能够打开锁。类似地，在数百万个废金属的组合当中，只有一一个(或者少数几个)组合能够飞上蓝天。能够飞翔的这个组合、或者能够打开锁的数字的独特性，跟后见之明毫无关系，它是预先设置的。锁的制造商固定了这个组合，并且告诉了银行的经理。飞机能够飞上蓝天是我们预先赋予飞机的一种属性。如果我们看到飞机在天空中飞翔，那么我们就能够知道它不是随机将废金属组合到一起形成的，因为我'rS道随机组合得到能飞上蓝天的飞机的几率是多么的微小。
现在，如果你考虑将布朗峰的岩石胡乱堆砌到一起的所有可能自c方法，确实只有其中的一种能够得到我们所知的布朗峰。但是币朗峰是我们利用后见之明赋予它的名字。其他许多种堆砌岩年的方法中的任何一种，都可能被称为一座山峰，也可能被称为"前朗峰"。我们所知的布朗峰没有任何独特之处，没有任何预先确定的东西，没有任何等同于飞机、或者等同于大门洞开之后钞募纷纷滚出的保险箱的东西。
那么生命体当中，相当于大门洞开的保险箱、或者翱翔的飞机能东西是什么昵?在某些情况下，它们几乎是完全相同的。燕子能够飞翔。正如我们已经看到的那样，要组装一个飞行器并不容易。如果你将燕子的所有细胞进行随机的组合，最终的结果能够飞翔的几率与零无异。并非所有的生命体都能够飞翔，但是它们所做的其他事情也是同样非概然的、预先指定的。鲸鱼不能飞翔，但是它们能够游泳，而且游泳的速度跟燕子飞翔的速度一样高。将鲸鱼细胞随机组合得到的结果能够游泳--暂且不必说像鲸鱼一样迅速、高效率地游泳--的几率是可以忽略不计的。在这一点上，一些目光锐利如鹰隼的哲学家(鹰隼具有非常锐利的视觉--你不可能将晶体和光敏感细胞随机组合得到鹰的眼睛)可能会开始嘀咕循环论证的问题。燕子能够飞翔，但是不能游泳；而鲸鱼能够游泳，却不能飞翔。我们事后才能够确定随机组合的结果究竟是能够游泳，还是能够飞翔。假设我们同意在尝试了组合细胞之后，再确定结果如何，那么随机组合的细胞可能会得到高级的穴居动物，例如鼹鼠；或者攀登能手，例如猴子。它可能擅长在空中滑翔，或者抓取油腻的碎布，或者沿着不断缩小的圆圈漫步，直至最终消亡。这份清单可以无限延续下去，不是吗?
如果这份清单真的可以无限延续下去的话，我假想的这位哲学家就有话要说了。如果无论你多么随机地组合物质，最终的结果都擅长某些东西的话，那么就可以说我在燕子和鲸鱼的问题上欺骗了读者。但是生物学家可能需要更加明确地界定什么是"擅长某些"的东西。我们认定一个事物是动物或者是植物的最低要求，就是它应该能够以某种方式谋生(更加准确地说，它应当能够存活得足够长，以便能够繁殖)。谋生的方式确实有许多种--飞翔、游泳、在树木之问荡秋千，等等。但是，尽管存活的方式有许多种，死亡或者无生命的方式却必定更多。你可以在10亿年中反反复复地随机组合细胞，但是你可能一次也不会得到能够飞翔、或者游泳、或者穴居、或者奔跑、或者做任何其他事情的组合，甚至更加糟糕的是，你的结果可能根本不能被认为是生命体。这是一个漫长的争论过程，现在是时候让我们提醒自己，我们是如何陷入这场争论中来的了。当我们说一个事物复杂的时候，我们要寻找一个准确的方式来表达我们的意思。我们试图要弄清楚人类与鼹鼠、蚯蚓、飞机、手表--而不是与牛奶冻、布朗峰、或者月亮--之间的共同点。我们得到的答案是，复杂的事物具有某种预先确定的属性，这种属性极其不可能仅仅依靠偶然性而获得。对于生命体而言，这种预先确定的属性就是"精通"。要么精通某种特定的能力，例如飞翔；要么精通某种更加普遍的事物，例如躲避死亡的能力，或者通过繁殖传递基因的能力。
躲避死亡是你必须学会的一件事情。人体具有一种回归到与周围环境保持均衡的倾向。如果你要衡量生命体中的某些数据，例如温度、酸度、水含量、或者电位，你通常会发现，它们与周围环境的指标大不相同。例如，我们的体温通常要比周围环境的温度高，在寒冷的气候中，人体不得不努力工作以保持这种温差。当我们死去之后，这种工作就停止了，温差也会逐渐消失，最终人体的温度将与周围环境趋同。尽管并非所有的动物都会如此辛书：地避免与周围的温度达到均衡，但是所：有的动物都会做一些类似的工作。例如，在一个二旱的国度里，动物和植物都会努力保持体内细胞中液体的含量，抗衡水分从体内流失至外界干燥环境中去的自然倾向，失败则意味着死亡。从更广泛的意义上来说，如果生命体不积极地工作以防止失败，它们最终将同周围环境融为一体，不再作为一个独立的生命存在。这就是任何生命体死亡之后的结局。
人造的机器是一个例外，尽管我们已经同意把它们当作是名义的生命体，但非生命的事物是不会这样工作的。它们接受意图使它们与周围环境保持均衡的力量。布朗峰已经存在7很长的时间，或许还将继续存在很长的时问，但是它并没有努力求存。岩石只是因为重力的影响才停留在那里，不需要其他的工作使它继续停留在那里。布朗峰存在着，而且会继续存在着，直到逐渐风化，或者发生'场地震将它摧毁。它：不会像生命体一样，对风化的部分进行修补，也彳会在崩塌之后重新站立起来。它只是遵循着物理学的普通定律。
这难道能够否定生命体也是遵守物理学定律的吗?当然不能。认为生命体违反物理学定律的想法是毫无道sa N9，没有任何超自然的"生命力"能够同物理学的根本力量相抗衡。但是，如果你试图以幼稚的：疗式利用物理学的定律来理解整个生命体的行为，你会发现收获甚少。人体是一个由许多部件组成的复杂的事物，为了理解它的行为，你必须将物理学定律应用到它的每一个部件，而不是整体上去。人作为一个整体的行为将作为各个部件相互作用的结果而出现。
我们以运动学定律为例。如果你将一只死鸟扔到空中，它会像物理学书籍所说的那样，画出一道优美的抛物线，然后落到地上，并且停留在那里。它的行为与具有一定的质量和空气阻力的固体应当表现出来的行为完全一一致。但是如果你将一只活着的鸟扔到空中，它不会沿着抛物线落到地上，而是远走高飞。原因是它拥有抗拒身体承受的重力以及其他物理力的肌肉。肌肉的每一个细胞仍然遵守物理学的定律，它牵动翅膀，使得整个身体浮在空中。鸟并没有违反重力的规律。它一直承受着重力的向下牵引力，但是它的翅膀在积极地工作--它的肌肉在遵循着物理学的定律--以抗衡重力，使其浮在空中。如果我们幼稚地把它简单地看做一个无结构的、具有一定质量和空气阻力的整体物质，那么我们就会认为它违背了物理学的定律。只有当我们明白它是由许多内部部件构成的，每一个部件都遵循着自身的物理学定律，我们才能够理解鸟的整体的行为。这适用于所有人造的机器，也适用于任何复杂的、多部件的事物。
这样我们就触及了我希望在这个相当富有哲学色彩的章节里面想要讨论的话题，也就是我们所说的解释的含义。我们已经明白了我们所说的复杂的含义。但是，如果我们要理解一台复杂的机器或者生命体的运作，怎样的解释能够使我们满意呢?答案是我们在上一个段落中得到的解释。如果我们希望理解一台机器或者生命体的运作，我们需要观察它的组成部分，并且了解它们 一之间是如何相互作用的。如果有一个复杂的事物是我们所不型解的，那么我们可以从我们已经理解的简单部件入手。
如果我向一位工程师询问蒸汽机车是怎样作的话，我对能够佃我满意的回答的类型有非常公正的看法。像朱利安．赫胥黎r一样，如果这位程师回答说，它是由"动力"推动的，我一定不瓮感到满意。如果他接下来乱扯什么整体大于部分之和的废话冬我厌烦的话，我一定会打断他："这些无关紧要，你只需要告诉教它是怎样工作的。"我想要听到的是，发动机的各个部分是怎样耗互作用，从而产生整个发动机行为的。首先我希望听到的是关于一些大的部件的解释，尽管这些大部件的内部结构和行为可能爿常复杂，而且没有得到解释。首先需要进行解释的部件的名称包括火箱、锅炉、汽缸、活塞、蒸汽调节器等。这位工程师可以表示，暂不解释每个部件的作用。我会暂时接受这样的回答，而不去追问究竟每一个部件是如何：作的。只要每个部件发挥自己的作用，我就能够理解它们是怎样相互作用，从而使得整个机车运转的。
当然，我可以询问每一个部分是如何工作的。在接受了蒸汽调节器调节蒸汽流的事实，并且利用这个事实来理解整个机车的运转之后，我把好奇心转移到了蒸汽调节器身上。现在，我希望了解'邑是如何利用自己的内部构造来实现自己的行为的。我们对任何一个级别的部件的行为的解释，是利用其组成部件的相互作用来进行的，并暂且不理会这些组成部件的内部结构。我们如此层层推进，一直达到最简单的、我们认为没有必要提问的部件。例如。赫胥黎，l887一1975，英国生物学家，汤玛士?赫胥黎之孙，著有《新分类学》等，也是重要的科学教育家，我们绝大多数人都会对坚硬的铁质活塞杆的属性了如指掌，并且准备利用它作为对包含它的、更加复杂的部件进行解释的单位。
当然，物理学家们不会理所当然地接受铁质活塞杆。他们会问为什么它是坚硬的，而且会继续层层推进，直至基本的粒子和夸克。但是对于我们绝大多数人来说，生命如此短暂，无法效仿这些物理学家追根究底。对于任何特定的复杂组织，在通常情况下，我们只需要向下追究一两个层次，就能够得到令人满意的解释。汽车发动机的行为可以用汽缸、汽化器和火花塞来解释。当然，每一个部件都处于更低级别的解释的金字塔的顶端。但是，如果你问我发动机是如何工作的，我用牛顿定律和热力学定律来进行解释，或者用基本粒子进行解释，你一定会认为我是在高谈阔论，甚至是彻头彻尾的反启蒙主义者。毫无疑问，对汽车发动机的行为的最本质解释就是粒子之间的相互作用。但是如果用活塞、汽缸和火花塞之间的相互作用来进行解释会更有用。
电脑的行为可以用半导体的电子门电路来进行解释，而半导体的电子门电路的行为又可以由物理学家用更低级别的组成部分的行为来解释。但是在实际当中，对于大多数的目的而言，如果你想要理解整个电脑的每一个层面的话，你简直就是在浪费自己的时间。因为电子门电路的数量极其庞大，而且相互作用不计其数。能够令人满意的解释必须把相互作用的数量控制在较少的范围之内。这就是为什么当我们在试图理解电脑的工作原理的时候，我们喜欢首先用几个主要的部件--内存、处理器、存储器、控制器、输入输出控制器等进行解释。理解了这些主要部件的相互作用之后，我们可能希望就这些主要部件的内部结构提出问题。只有专业的工程师才会深入到AND和NOR门电路的层次，也只有物理学家才会继续深入到电子在半导体介质中的行为的层面。
对于那些喜欢某某"主义"这种词汇的人来说，我的理解事物工作原理的方法可能会被称为"等级简化主义"。如果你阅读了最新的知识分子杂志的话，你会发现"简化主义"像罪恶一样，只有反对它的人才会提起它。在某些圈子里，如果你自称是简化主义者，那就简直像承认自己吃婴儿一样骇人听闻。但是，正如没有人真正吃婴儿一样，也没有人是值得反对的简化主义者。这种不存在的简化主义者--人人反对、但是实际上只存在于他们的想像之中的简化主义者--试图直接用最简单的部分，甚至用部分之和来解释复杂的事物。另一方面，等级简化主义在解释级别结构中的任何级别的复杂实体时，是用仅比该实体低一个级别的实体进行解释；而这些用来解释的实体本身可能也是相当复杂的，需要简化到它们自身的组成部分，依此类推。无庸赘言，适用于高级别的解释方法与适用于低级别的解释方法颇为迥异--尽管传说中的吃婴儿的简化主义者会否认这一点。这就是为什么要用汽化器而不是夸克来解释汽车的原因。但是，等级简化主义者认为汽化器可以用更低级别的实体进行解释，而这些更低级别的实体又可以用再更低级别的实体进行解释......最终可以用最小的基本粒子进行解释。从这种意义上来说，简化主义只不过是理解事物的诚实愿望的别名而已。
在这一部分开始的时候，我们提出了对复杂事物的何种类型的解释能够令人满意的问题。刚才我们从机械的观点考虑了这样的问题："它是怎样工作的?"我们得出的结论是，一个复杂事物可以被认为是有序的连续等级，它的行为可以用其组成部分的相互作用进行解释。但是，另外一个问题是复杂的事物是怎样出现的。这个问题是本书尤其关心的。在此我不必赘言。我要说的只是，理解机械原理的普遍原则同样适用于此。我们不会理所当然地接受一个复杂事物的出现，因为它的概率太小了。只要发生一个偶然事件，它就不可能出现。我们会解释它的出现是一个渐进的、累积的、逐步的从简单的事物、从简单到足以偶然出现的原始对象演变而来的过程。正如"大步骤简化主义"无法解释机械原理，必须用逐步的、层层剖析的方法取代一样，我们不能一步就解释复杂事物的起源。我们必须再次诉诸于一系列的小步骤，这一次是按照时间的顺序。
牛津大学的物理化学家彼得?阿特金斯在其文笔优美的《造物》一书中写道：
我要带你的心灵做一次旅行。这是一次领悟之旅，它会带领我们来到空间、时间、以及理解力的边缘。在旅途之中，我会告诉你，没有任何事物是无法理解的，没有任何事物是无法解释的，所有的事物都是极其简单的......宇宙中的大量事物，例如大象，根本无需解释。一旦分子学会了竞争和创造类似自身的另外一个分子，大象--以及类似大象的事物，不久之后，就会徜徉在乡野之间。
阿特金斯假设，一旦相应的物理条件得到满足，复杂事物的进化--本书的主题--将是无可避免的。他研究了必须具备什么最低的物理条件，一个非常懒惰的造物者必须付出怎样的最少量的设计工作，才能够保证宇宙、以及后来的大象和其他的复杂事潮物在某一天出现。从他作为一个物理学家的立场，答案是造物者是无限懒惰的。为了理解万物的起源，我们需要假设的基本的初始单位要么是虚无(根据某些物理学家的观点)，要么是最简单的单位，简单到根本不需要造物者来干预。
阿特金斯指出，大象和复杂的事物不需要任何解释。但那是因为他是一位信奉生物学进化论的物理学家。他的真实意图并不是大象不需要解释，而是对生物学家在接受一些物理学事实的基础上能够解释大象感到满意。因此，他作为一名物理学家的任务，就是证明我们接受这些事实的合理性。他成功地做到了这一点。我要做的工作只是锦上添花。我是一名生物学家。我接受物理学的事实--简单世界的事实。如果物理学家们对于这些事实是否已经得到理解没有达成一致意见，那不是我的问题。我的任务就是对大象以及充满复杂事物的世界，用物理学家们已经理解的、或者正在试图理解的简单事物进行解释。物理学家的问题是最终的起源和最终的自然法则。生物学家的问题是复杂性问题。生物学家试图用简单的事物来解释复杂事物的起源和作用机理。如果他到达了简单到足以安全地移交给物理学家的程度，他就可以认为完成了自己的任务。
我很清楚，我对复杂对象的界定--统计学上概然率极低的、事前未知的方向--似乎十分怪异。我认为物理学是研究简单事物的界定同样看似怪异。如果你喜欢其他定义的复杂性方式，我并不介意，并且为了讨论的目的，我也可以采用你的定义。但是，我真正关心的是，无论我们怎么称谓这种"统计学上概然率极低的、事前未知的方向"，这都是一种需要付出特殊解释努力的属性。正是这种属性将生物学对象和物理学对象区别了开来。我们所要进行的解释不能违背物理学的定律。相反，我们要利用、并且仅利用物理学的定律进行解释。但是，我们要以一种不同于物理学教科书的特殊方式来利用物理学定律。这种特殊的方式就是达尔文的方式。我将在第三章"微小变化的积累"当中介绍它的基本内涵。
同时，我也想效仿帕列夫，强调一下我们的解释所面临的问题--生物的巨大复杂性以及生物设计的美和优雅--的难度。第二章详尽地讨论了一个特例--蝙蝠的"雷达"，这是在帕列夫时代之后很久才发现的。在此，我举一个图例(图)--帕列夫该会多么喜爱电子显微镜啊!--眼睛以及两个：连续的局部"放大"的图像。图的上部是眼睛的剖面图。在放大：艺后，眼睛成了一个光学仪器。它与照相机之间的相似性是显而易见的。虹膜负责不断地调节光圈；"镜头"，实际上是复合镜头系统的一部分，负责聚焦的可变部分；利用肌肉收缩"镜头"可以改变焦点(就像在人造照相机中前后移动镜头一样)，图像会落在后方的视网膜上，并且刺激光电池产生反应。
图的中问部分是视网膜一小部分的放大图。光线从左方进入。光敏感细胞(光电池)虽然不是最先接触光线的，但是它们被埋藏在内部以迎接光线。这种奇特的特征我们在以后还会提到。实际上，光线最先接触到的是神经节细胞，它们构成了光电池和大脑之间的"电子界面"。神经节细胞负责以复杂的方式对信息进行预处理，然后传递给大脑，其传递方式仅仅靠"界面"这个词不足以涵盖，"卫星电脑"可能是更加合适的名称。有线路经过视网膜的表面将神经节细胞和"盲点"联结起来，并在盲点处穿入视网膜，构成通向大脑的中继线，也就是视神经。"电子界面"中大约有300万个神经节，负责从．25亿个光细胞中收集数据。
图的最底部是一个放大的光细胞一杆状体一的图像。当你观察这个细胞的精致结构的时候，要记住这种复杂性在视网膜中重复了．25亿次，即类似的复杂性在人体当中重复了数万亿次。．25亿光细胞这个数字大约是一幅高质量杂志照片中可解析点数的5000倍。光细胞示意图右侧的折叠的隔膜是收集光线的结构。这种分层的构造提高了它捕捉光子--光的基本粒子--的效率。如果第一层隔膜没有捕捉到光子，那么第二层、第三层等等就会捕捉到。因此，某些眼睛能够发现单独的一个光子。摄影师们能够使用的最快、最敏感的胶卷感光乳剂需要25倍的光子才能够探察到一点光线。细胞中间部分内部的糖块形状的东西主要是线粒体。线粒体不仅存在于光细胞中，而且存在于许多其他细胞中。每一个线粒体可以被看做是一个化工厂，它通过其内部复杂折叠的隔膜表面长长的、错综复杂的装配线，处理700多种不同的化学物质，然后制造出其主要的产品--可用能量。图左方的小圆球是细胞核。这是所有的动物和植物细胞共有的特征。我们在第五章将看到，每一个细胞核都拥有一个数字编码的数据库，其容量超过30卷大不列颠百科全书的总和。这个数字是针对每一个细胞的，而不是人体所有的细胞。
图底部的杆状体是一个细胞。人体中细胞的总数大约为l0万亿个。当你在吃排骨的时候，你相当于正在撕碎l 000亿本大不列颠百科全书。
