天钩：源自飞行器驾驶员。一种想象中联结至天空的装置；一种想象中悬停在空中的方式。
《牛津英语词典》记录该词最早出现于1915年：“一名飞行员被要求停留在原位置（高空处）一小时，飞行员答道：‘飞机未配备天钩。’”天钩概念也许是古希腊戏剧学中天降救星（deus ex machina） (71) 的衍生物：一旦一个二流剧作家发现剧情让他们的主角进退维谷，通常就乐于在场景中设计降下一尊神以力挽狂澜，就好比超人那样。或者，天钩可能完全是诸多民间传说独立演变而来的产物。拥有天钩可能会是件美事，因为它非常适合在困难的情况下起吊笨重的物体，用以加快各类项目建设。不过，说来让人失望，它们是不可能的。 (72)
还好我们有起重机。起重机可以做想象中天钩所做的提升工作，而且它们可以以实际的、非循环论证的方式完成这种工作。它们很昂贵。我们必须从手头上已有的寻常部件开始设计和建造它们，它们也必须坐落于一个真实存在的坚实基础之上。天钩是件神奇的升降装置，无根无据。而起重机是件毫不逊色的升降装置，且具有真实可行的优势。任何像我这样一直在建筑工地旁边观察的人都会相当满意地注意到，有时候我们需要用一部小型起重机装配一部大型起重机。许多其他旁观者也必定注意到，原则上，这架大型起重机可用于启用或加快更大型的起重机的安装。起重机的级联是一种策略，在现实世界的建设工程中我们很少会采用这种策略，但原则上，用以级联的起重机的数量是没有限制的，我们可以用它们来完成一些宏伟的工程。 (73)
现在想象一下，要想创造出我们在这个世界上看到的诸多壮丽的生物体以及其他造物，必须在设计空间中完成所有的“提升”。自生命曙光乍现，从最早期、最简单的自我复制的实体开始，造物必须穿越巨大的距离，向外（多样性）、向上（优越性）扩散。达尔文为我们提供了一种最原始、最基本，同样也是最笨拙的提升过程：自然选择的斜面。经由极为微小的步骤，这一过程在极长的时间内能够逐渐跨越这些巨大的距离。至少达尔文是这样说的。在任何地方都不需要天降奇迹。每一步都始于早期攀爬的诸多努力所营造的基础，经由粗糙、机械、系统渐进式的攀爬而实现。
这一切看似令人难以置信。它真的能发生吗？或者，这个过程会时不时地需要某种天钩“帮一把”？抑或只在非常早的时期被帮了一把？一个多世纪以来，怀疑者一直在试图证明达尔文的观念并非有效，至少不是自始至终有效。他们一直希望觅得天钩，这是他们眼中前景黯淡的达尔文渐进系统的例外。他们屡屡提出了一些确实很有意思的挑战：跳跃、断层和其他奇迹，乍一看这些似乎都需要天钩。但是，起重机随之而来，在许多场合，它们正是被那些希望找到天钩的怀疑者们发现的。
是时候做一些更细致的定义了。这么解释吧，天钩是一种“心智至上”的强大力量或过程，是“所有设计以及看似设计的东西最终都是无心智、无动机机械过程的结果”这一原则的例外。相反，起重机是一个设计过程的子过程或其特殊性质，被证明可以对自然选择这一基本、缓慢的过程进行局部加速，而且起重机本身就是这一基本过程可预测的或回过头来能被解释的产物。一些起重机是显而易见、没有争议的，其他一些起重机则还处于激烈的争论中。为了让我们对这个概念的广度和应用有个一般的概念，让我举三个非常不同的例子。
“共生”是部起重机。 我最喜欢的例子之一就是真核生物的共生起源。如果看看生命之树，你就会注意到，多细胞生物波澜壮阔地呈扇状展开，其中包括所有动植物，它们的出现时间约在真核生物之后。大约十亿年间，这个星球上唯一的生物只是单细胞生物：细菌和古生菌，统称为原核生物。然后，某个幸运的一天，一个原核生物碰巧撞上了另一个原核生物。毫无疑问，这一过程发生得非常频繁，时至今日仍然如此。但那一次，产生的结果并不是其中的一个生物吞噬或分解掉另一个，也不是相互排斥，而是它们强强联手了，用大致两倍于各自的数量和更多种类的工作部件制成了另一种全新的、有生命的东西。两个研发世系曾缓慢地各自进化了数百万年，磨炼了其独有的能力，现在它们走到了一起，并最终一“战”成名。“技术转让”并不总能产生良好的效果，这种事不常发生，可是一旦发生，结果便会蔚为壮观。两个世系中的任何一个都犯不着重塑另外一个世系的生存策略和体系，因为它们各自能力的结合正好是净收益，流行的说法叫“协同增效”，真核生物比它们各自任何一种都更适于生存，所以真核生物的世系繁盛起来。
以前，人们对于真核生物的起源是一个共生事件的主张是有争议的，但现在有非常多的证据支持这一主张，而且该主张已经稳稳地写入了教科书。若能证明细菌鞭毛的起源得益于共生这部起重机，那就令人心满意足了，毕竟这是智能设计论支持者长期坚持的“不可还原的复杂性”的招牌例子。然而，已故生物学家、真核生物共生起源的拥护者林恩·马古利斯（Lynn Margulis）曾不遗余力地捍卫这一主张目前的证据支持对鞭毛的起源做出另一种进化解释。鉴于这么多丰富的证据，声称鞭毛的起源需要天钩显得特别凄凉。
看一眼生命之树便知，真核生物为所有多细胞生物的出现做好了铺垫。细菌和古生菌右侧那些多姿多彩的世系都属于真核生物。大致而言，能被肉眼看到的生物都是真核生物。真核革命为设计空间开辟了巨大的领域，但它的发生并不是为了让所有这些设计能够出现。起重机必须在局部就能带来好处，它所传递的那些设计革新要带来直接收益。但是一旦这些起重机建立起来，就会有更深远的影响。同样的道理，电脑的发明并不是为了使用文字处理器或互联网，但是，一旦进入了一个可能的计算机应用程序空间，设计过程便开始超速运转，创造了我们现在每天所依赖的所有“物种”。
性也是一部起重机。 现在，进化理论家们普遍认为性是一部起重机。有性繁殖的物种可以比无性繁殖的物种更快地穿越设计空间。此外，它们还可以“识别出”进化进程中的设计改进，而无性繁殖的物种对此“毫不知情”（Holland, 1975）。然而，这不可能是性存在的理由。进化过程是盲目的，所以，任何它所建立的东西必须有立竿见影的回报以抵消成本。
正如最近理论家们强调的那样，“选择”有性繁殖需要承担巨大的直接成本：在任何一次交易中，生物体只能将它们基因的50%传给下一代，更不要说确保交易成功需要付出的努力以及交易进行所面临的风险。因此，效率、敏感度和再设计速率的提高虽然使性成为一部宏伟的起重机，但这些特性所带来的长期回报对短视的局部竞争来说一无是处，而正是局部竞争确定了下一代当中的哪些生物体更能获得青睐。必然有其他一些短期利益维持着有性生殖所需的正向选择压力，使得很少有物种可以拒绝这一选择。生物学家约翰·梅纳德·史密斯（John Maynard Smith）最早强有力地提出了多种多样的引人注目且相互竞争的假设，这些假设可能会解决这一难题。对于进化生物学中这一重要议题的清晰介绍，可以看看马特·雷德利的《红色皇后：性与人性的进化》（The Red Queen: Sex and the Evolution of Human Nature , 1993）。
基因工程也是一部起重机。 性揭示了拥有超凡威力的起重机的存在也许并不是为了彰显这一力量，尽管作为一部起重机，它的力量可能有助于解释它为什么会一直延存至今，但它的存在却是出于其他理由。显而易见，基因工程是被当作一部起重机而创造出来的。毫无疑问，现在基因工程师可以穿越设计空间实现巨大的飞跃，创造出用“平常”方式绝不可能进化出的生命体。基因工程师以及他们在操作中使用的各种器物本身就是早前缓慢进化过程的产物，因此这并不是奇迹。
但如果神创论者是对的，即人类这个物种本身是神圣的，无法经由简单粗暴的达尔文式路径达到，那么基因工程将根本不是一部起重机，要创造出这部起重机还需借助某个至关重要的天钩。我无法想象有基因工程师会认为自己是用这种方式被创造出来的，但该想法确实是一个有效的逻辑支点，虽然这个支点并不可靠。还有另一种说法看上去不那么愚蠢：如果基因工程师的身体是进化的产物，但其心智能够完成创造性的工作，而这些工作是不能再简化的非算法形式，也无法通过任何算法路径到达，那么基因工程的飞跃就很可能涉及天钩。稍后我们将简要地探讨这一图景。
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小布谷鸟为什么会把宿主的蛋推出鸟窝
无需理解的能力之一
绝
对无知是“创造性技能所有成就”的源头。达尔文的这一想法被麦肯齐描述为“奇怪的推理倒置”，因为它颠倒了一个再“明显”不过的想法：理解是能力的来源。我们为什么要送孩子上学？为什么要强调“理解概念”而不是“死记硬背”？因为我们认为，在任何领域的活动中，理解是能力的最佳达成路径。不要满足于做一个没头脑的人！无论我们在做什么，只要理解了事情的原则，就可以做得更好！对于人类活动的大部分领域来说，这无疑是条很好的忠告。但我们也发现存在一些极端的特例，比如，某些天才音乐家不识乐谱，但听到一段音乐就能演奏出来；某些天生的运动员似乎总是表现出色，却不能解释他们为什么这样做、是怎么做到的，因此也不能指导别人。还有所谓的“白痴专家”，他们在很多方面的能力都很欠缺，而在某些有限的领域中却能力超凡。但总的说来，经验法则无法否认：理解通常是人类能力的关键。
达尔文确实倒置了整个推理，正如麦肯齐颇为生动地指出的，他表明绝对无知是一个能工巧匠。自然选择过程具有惊人的能力（想想奥格尔第二定律），但却是全然无知的。此外，生物从它们的设计带来的精良装备中获得了诸多好处，而无需理解它们为什么有此天赋、天赋是怎样运行的。我最喜欢的例子是布谷鸟。布谷鸟是种巢寄生鸟类，它们自己不筑巢。相反，雌性布谷鸟偷偷将蛋下在其他鸟类的巢中，在那里，布谷鸟的蛋等待得到被蒙在鼓里的养父母的关注。通常，雌性布谷鸟会将一个寄主的蛋从鸟巢中推出去，以防寄主发觉！当小布谷鸟孵出来时，由于它往往要比寄主的蛋孵化得快，羽翼未丰的它们会努力将剩余的蛋推出鸟巢！为什么？为了最大限度地获得养父母的关注。
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白蚁城堡是谁设计的
无需理解的能力之二
自
然选择是一个自主的理由搜寻者，它历经多个世代“发现”“认可”，并“集中”了诸多理由。这些引号是为了提醒我们，自然选择并没有心智，其自身也没有理由，但它却可以胜任设计改进的“任务”。这本身便是一个无需理解就能胜任的实例。我们要知道如何落实这些引号。考虑一下，某个种群内部有大量的变种。其中一些成员活得不错，也善于繁殖，而大多数成员并不精于此道。对于每一种不同的情况，我们都可以问为什么。为什么这个个体有后代，而其他个体却没有？在大多数情况下，根本没有任何理由可言。它只是撞大运而已。但是，如果该种群中有一个子集，也许是一个非常非常小的子集，在这个子集中，某种个体间的差异会有所作为，那么，这些共同的差异就会萌发出某个理由。这就使得功能性得以通过一个盲目跟进理由的过程得到累积，从而创造出带有目的的东西，而且不需要知道目的的存在。需知原则（The Need to Know）主宰了整个生物圈，而自然选择过程本身并不需要知道它在做什么。
因此，在有能够表述理由的个体之前就存在着理由了。我将这种演变过程所跟进的理由称为“自由浮动的理据”（free-floating rationales），这一术语显然刺痛了某些思想家的神经，他们怀疑我变出了某种幽灵、某种奇怪的非物质理念，它没有理由出现在一个冷峻严肃的唯物主义者关于实在的解释之中。实情当然不是这样。自由浮动的理据和重力、重心一样，并不是幽灵或有问题的。在人们发明出清晰准确的算术方法前，就已经存在着九大行星； (74) 在物理学家想到重心的概念和计算方法前，小行星就有重心。将数等同于阿拉伯数字、罗马数字或其他什么数字是一个错误，数字不过是我们所使用的数的名字。数字是人类的发明，而数不是。我所使用的“理由”这一术语更像数，而不是数字。在人类探索者或其他心智表述、体现这些理由之前，它们已经由进化过程所揭示。让我们仔细看一看下图中两个引人注目的相似结构。
蚁冢和圣家族大教堂
蚁冢和高迪设计的圣家族大教堂在形状上非常相似，但在成因和施工上完全不同。蚁冢的结构和形状自有其理由，但并没有任何白蚁将这些理由表达出来。不会有策划这一结构的白蚁建筑师，也不会有任何白蚁个体知道它们筑巢方式的蛛丝马迹。无需理解亦能胜任。同样，高迪这一杰作的结构和形状也有其理由，但这些主要是高迪的理由。高迪造出这种形状有他的理由；蚁冢成为这种形状也有理由，但白蚁却没有这些理由。树木为何如此分支是有理由的，但这并不是树木的理由。海绵的行为有理由，细菌的行为也有理由，甚至病毒的行为也有理由。但它们并未拥有这些理由，也不需要拥有这些理由。
这些行为背后存在着大量理由，但在一般情况下，生物体并不需要理解这些理由。生物体与生俱来的行为进化过程中良好地设计出来，它们是这些设计的受益者，而无需了解这一过程。这一特征在自然界无处不在，但它往往为我们采用意向立场的倾向所掩盖，我们总会倾向于将行为解释得比实际更理性和有意为之。白蚁是多么巧妙地精心布置蚁冢的通风管道啊！松鼠是多么有远见地储存食物过冬啊！梭鱼是多么狡猾地静候它的猎物啊！这些行为的确是在无情竞争的大自然中取得成功的杰出策略，但其受益者并不需要感谢我们发现了这些策略。我们是表述出这些理由、为这些成功的安排做出解释的首批具有心智的生命。
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蝉知道素数的含义吗
无需理解的能力之三
为
了把数与数字的不同、自由浮动的理据与得到表述的推理的不同搞清楚，让我们看看十七年蝉。1977年，斯蒂芬·杰伊·古尔德写下一篇极富洞察力的、令人钦佩不已的文章，他注意到这样一个古怪的事实：某些蝉的繁殖周期，若以年计，等于素数，例如，十三年或十七年，但从来不会是十五年或十六年。古尔德说：“作为进化论者，我们苦苦寻觅这一现象的原因。为什么会存在这样惊人的同步进化？为什么这种蝉有性繁殖的时间间隔这么长？”答案回想起来很美妙：在这种蝉两次出现之间有一个较长的素数周期，这样，它们便可以降低被其二年生、三年生或五年生的天敌发现并当成一道美餐的可能性。如果这种蝉的繁殖周期是十六年，那么，一年生的天敌就不会针对它们，但是它们会成为二年生或四年生天敌的可靠食物源，而对于与它们步调相合的八年生天敌来说，这将变成一场机会均等的对赌。反过来说，如果它们的繁殖周期并非一个较小数目的倍数，那么，除了那些有幸同它们拥有完全相同或成倍繁殖周期的物种（比如传说中的三十四年生“知了终结者”）会过上养尊处优的生活，它们就不值得被其他捕食者“努力”追踪了。
这种解释的可靠性虽然可能尚未建立，但它并不依赖于假设蝉能理解算术，更别说什么素数了，这一点很清楚。同样，它也不依赖于假设自然选择过程会理解素数。无意识、无理解能力的自然选择过程能够利用某些数的重要性质而根本用不着理解它们。还有一个例子：几何学断言六边形是蜂窝隔间的理想形状，但蜜蜂或大自然母亲并不需要理解几何学。当然，我还可以引用更多的例子来说明进化过程中这种无需理解亦能胜任的数学能力。
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瞪羚的弹跃
无需理解的能力之四
还
记得两个黑盒子的直觉泵所揭示出的令人困惑的规律吗？你不必对盒子有语义解释或意向解释就能知道：α按钮导致红灯亮，β按钮导致绿灯亮。这一显而易见的模式需要一个解释。对于按下按钮的每一种情形，科学家们能精确地了解计算和传输过程的每一步，但是，他们的解释不能普遍化。你需要一个语义解释来说明为什么会存在这种规律。换句话说，“宏观因果”层面上的解释不能“下降”到“微观因果”层面。
对于这种非常普遍的现象，我还可以给出另外一个实例。你可能看过瞪羚被捕食者追逐着穿过草原的视频，也许会注意到其中一些瞪羚在试图逃避捕食者时会高高地跃起。这就是所谓的弹跃。瞪羚为什么会弹跃呢？这显然是有好处的，因为那些很少做出弹跃动作的瞪羚会被捉住吃掉。这是一个已被细致观察过的因果规律，就像按钮与灯之间的规律一样。但这也会让人感到困惑。所有瞪羚以及追逐它们的捕食者的所有细胞中的蛋白质的行为均不能解释这一规律为何存在。
为此，我们需要进化论的一个分支理论，它被称为高成本信号理论（costly signaling theory; Zahavi, 1987; FitzGibon & Fanshawe, 1988）。最强壮、最敏捷的瞪羚跳起来向追逐者宣示它们身强体壮，这实际上释放了一种信号：“别自寻烦恼地追我，我很难抓住哦，专注于我的小伙伴吧，它们不能跳，多容易吃到啊！”捕食者会把这看作是难以伪造的真实信号，进而无视那些做出弹跃动作的瞪羚。这便是自由浮动的理据，瞪羚和捕食者都无需领会这一理由。也就是说，一只能够弹跃的瞪羚完全不必知道弹跃为什么是一个好主意，而狮子等捕食者也用不着理解自己为什么会去捕食相对于那些弹跃的瞪羚而言毫不起眼的猎物。
但如果这一信号不是真实的高成本信号，那么，它便不能维系捕食者和猎物之间在进化过程中的生存竞赛。如果进化过程试图采用一个“廉价”信号，比如甩尾，那么每一只瞪羚，无论强壮还是羸弱，都可以释放这一信号，它就不会引起狮子的注意，所以，瞪羚不会采用这一信号。根据自由浮动的理据做出的这些解释不能还原到较低的层面，比如分子层面，但重要的是要认识到，即便站在意向立场（从狮子的角度看瞪羚的弹跃行为能得出什么结论）上能够解释瞪羚为什么弹跃，狮子或瞪羚个体也不需要理解弹跃的意义，它们只要近似知道就可以了。
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世界上第一只哺乳动物是什么
压根儿就不存在
你
可能会认为自己是哺乳动物，狗、牛、鲸也是哺乳动物。可是，压根儿就不存在哺乳动物。不可能存在！这里有一段哲学论证可以证明这一点（改述自Sanford, 1975）：
① 每个哺乳动物均有一个同为哺乳动物的母亲。
② 即便存在哺乳动物，它们的数量也是有限的。
③ 如果曾经存在过一个哺乳动物，那么由第一条可知，一定存在过无数的哺乳动物，这与第二条矛盾，所以不可能存在任何哺乳动物。该说法自相矛盾。
我们完全清楚，哺乳动物是真实存在的，所以，我们只是将其作为一个挑战来认真对待，以便发现其中潜伏着什么样的谬误。这是一个简单的归谬法，因此必须舍弃掉某种东西。我们也大体知道要舍弃掉什么：如果你在任何哺乳动物的谱系树上回溯得足够远，你最终会到达兽孔目，这是一种已经灭绝了的奇怪的过渡物种，介于爬行类和哺乳类之间。
在从明确的爬行类到明确的哺乳类之间逐步过渡的过程中，有着许多难以归类的中间形态。要在逐渐变化的连续谱系上画出一条条界线，我们可以做些什么呢？我们能否确认一只没有哺乳动物母亲的元初哺乳动物（The Prime Mammal），从而否定掉前提（1）？有何依据呢？无论是什么样的依据，都势必要与另一种判定那只动物不是哺乳动物的依据相冲突。毕竟，那只动物的母亲是兽孔目。这不就是证明那只动物属于兽孔目的最好证据吗？假设我们列出了区分哺乳类和兽孔目的10个主要差别，并且说明，拥有5个或5个以上哺乳类标志的动物就是哺乳动物。可为什么是10个而不是6个或20个差别呢？难道不应该给这些差别按重要程度排序吗？且不提这种判定的武断之处，任意一种一刀切的方法都将产生大量我们不希望看到的结论，因为在从明确的兽孔目动物过渡到明确的哺乳类动物这段非常长的时间内，拥有5个或5个以上的哺乳类标志的哺乳类动物会同只拥有少于5个的哺乳类标志的兽孔目动物交配，产生大量的后代，哺乳类诞下了兽孔目，兽孔目又诞下了哺乳类，如此等等。
当然，我们可能需要一部时间机器才能观察到所有这些异常现象，因为在亿万年后的今天，所有这些细节都已经检测不到了。这倒也无妨，因为这些细节也并不重要。那我们该做些什么呢？我们应该压制划界的欲望。我们不需要划界。我们可以泰然面对这一平淡无奇的事实：所有这些变化在数百万年间逐渐累积，最终产生了无可否认的哺乳动物。同样的道理，我们并不需要标定湖泊、池塘、湿地和沼泽之间的差异，就连湖沼学家也不需要。
然而，哲学家往往有洁癖，他们是挑剔的词语使用者。自苏格拉底坚持要求准确标识出德性、知识、勇气以及类似概念的典型特征以来，哲学家们总是按捺不住这样的想法：通过认定某种可以阻止退行的东西来防止无限倒退，如本例中的元初哺乳动物。这往往让他们得出深陷神秘（或至少是迷惑）之中的学说，也让他们委身本质主义（essentialism）。元初哺乳动物必须是哺乳动物集合中首先拥有全部哺乳动物本质特征的那一只。如果没有可定义的哺乳动物的本质，这些哲学家就遇上了麻烦。然而进化生物学告诉我们，确实不存在这样的本质。所以，作为一个一般规则，我们可以无视哲学家对本质、典型特征或某个“真理制造者”的需求。它通常始于一场徒劳的追寻，可能颇有意思，但最多只能算作无关痛痒的启发。虽然也并非总是如此。
放弃这个需求像是一剂让许多哲学家难以下咽的苦药。用理性的方式从事哲学是从苏格拉底那里传下来的方法，它几乎总是提出“请定义你的用词”这样的要求，从而将大家置于某个本质主义的教条中，即便只是为了论证方便起见。如果我们不得不放弃本质主义，我们所钟爱的一些论证形式就几乎没用了。例如，让我们看看下面这个论证的结构，它始自一个平淡无奇、显然为真的析取式：
① 要么A，要么非A（你如何论证这一点？）。
② 如果你选择路径A，接着，喋喋不休大肆论证一番，那么你将得到结论C。
③ 同样，如果你从非A开始，接着吧啦吧啦论证一番，那你也可以得到结论C！
④ 因此，C成立。
但是，假使明显存在着大量的中间地带，那么对那些说不清它们是A还是非A的情况该如何对待呢？比如哺乳类或非哺乳类、活着的或没有活着的、有意识的或无意识的、信念或非信念、道德或不道德，等等。为了摒弃这种担忧，你必须“划清界限”，区分A与非A，从而驱散所有有关“近似”的谈论。若没有这种泾渭分明的界限，标识出某个本质就从来都是危险之极的，我们也根本无法构造出这种论证。在数学上，这种论证方式所向披靡，因为在这个领域你真的可以划出界限：一个整数不是奇数就是偶数，一个实数要么是有理数要么是无理数，一个多边形要么是三角形要么不是。但在这种抽象的领域之外，这种论证远不够成功。
必定存在着元初哺乳动物，即使我们永远无法知道它存在于何时何地。坚持这一想法是歇斯底里现实主义的一个表现。它使我们认为：只要知道得足够多，我们就必定能看到哺乳动物身上具有某种特殊性质，这种性质可以一劳永逸地定义何为哺乳动物。哲学家有时会说，否认这一点是混淆了形而上学与认识论：混淆了什么是真正存在的和什么是可以知道存在的。对此，我的回应是，思想家确实可能因为混淆了形而上问题和单纯的认识论问题而走上邪路，但这需要证明，而不仅仅是做出断言。
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物种形成于何时
某个精确但又不为人知的时刻
经
自然选择而进化的过程有一个奇怪的特征：它在很大程度上取决于那些“几乎从未”发生过的事件。例如，物种形成，即生物偏离了自己的亲本，从而产生出一个新物种。这是一个极为罕见的事件，但是，已经存在于这个星球上的数以百万计的物种中的每一种都是从某个物种形成事件开始的。每条世系中的每次降生都是一个潜在的物种形成事件，但该事件几乎从未发生过，百万次降生中也不会有一例。DNA的突变也几乎从不发生，一万亿次复制过程中也不会有一例突变，但是，进化却依赖于它。此外，绝大多数的突变要么有害，要么是中性的；偶然的“有利”突变更是几乎从不发生。但进化恰恰依赖于这些极为罕见的事件。
考虑一个关于可能性的直觉泵：就我们所知，目前在这个星球上只有一种人科动物，即智人（Homo Sapiens）。假设五十年后，我们大部分的后代都被某种病毒消灭了，只留下两种幸运的存活者：一千名因纽特人栖居在边远的康沃利斯岛，离格陵兰岛不远，而一千名安达曼人生活在印度洋腹地一个与世隔绝的海岛上。这两个群体相互隔离了数千年，为了适应不同的生存环境各自产生了特有的生理差异，但是，我们并没有理由怀疑他们不属于我们这个物种。假设这些人在地理隔离和生殖隔离的情况下又生存了一万年，最终成为两个物种，繁衍遍布至整个星球。直到有一天他们彼此遭遇，发现没有兴趣同对方交配，少数无意中发生的交配也无果而终。这种由长时间的地理隔离产生的生殖隔离是异域性物种形成的典型标志。
他们也许想知道，这次物种形成事件到底是在什么时候发生的？他们最近的共同祖先很可能生活在三万多年前，但物种形成事件并不是在彼时彼地发生的，但在这两个种群重新相遇之前，物种形成事件仍可能在分离后几千年间的某个时候发生。物种形成事件发生于农业革命之前，还是互联网诞生之后呢？我们不可能心安理得地给出一个笃定的答案。他们之间一定存在一个最近的共同祖先，道金斯称之为“共同祖先”（concestor），他兴许生活在三万年前，其后代最终有可能在适当的时候成为这两个物种的创始者，但是，我们始终无法确定，这次事件是否开始于那时。
这里应当发生了一个事件，一次对人类以及人类之后的历史举足轻重的降生，这次降生发生在一个精确的时间地点，但直到数千年后它带来的后果被确定了，它才会获得特殊的地位。这从来都是无法预先决定的。倘若有一船或一飞机的岛民来了趟旅行，让两个分支“过早”相聚，这次降生就永远成不了物种形成事件了。可以想象，物种形成事件实际上发生于某个精确但又不为人知的时刻，该时刻介于最初的分离和两个物种最终形成之间，但是怎样才能界定这个时间点呢？根据两个世系间染色体发散（chromosomal divergence）的累积程度，倘若存在跨世系交配的尝试，该时刻很可能就是这类尝试首次无果而终的时刻。但这类有违事实的猜测并没有什么意义。
横贯美洲大陆的铁路将北美野牛分成了诸多生殖隔离的种群，但野牛比尔·科迪（Buffalo Bill Cody）及其同伴很快就将潜在的物种形成事件消灭在萌芽状态，他们几乎将野牛消灭得只剩下一个种群。同种个体常常会因环境事件而分成两个或更多个孤立的群体，在数代间它们保持着生殖隔离，但在绝大多数情况下，这些群体要么重聚，要么有某个群体灭绝。所以，虽然形成物种的第一步必定发生得相当频繁，但它们几乎从不会导致物种形成事件，而真正的物种形成事件需要几百代的时间方能产生出结果。即便你拥有彼时这个世界上每一个分子的物理知识，也绝对无法从首次分离的环境推断出这是不是物种形成事件的开端。“物种”这一概念是一个近似概念。家犬、土狼和狼属于不同的物种，但科伊犬和狼狗的后代却也相当常见，所以，“理论上讲”，我们或许应该将这三类动物仅仅看作不同的品种，而不是犬科下的不同亚种。
我们很难确立起杂交（从不同的亲本物种中产生出后代）的一般规律，想想每个物种的个体之间所呈现出的微妙差异，你便会发现这点毫不奇怪。对此，生物学家并不格外担忧；既然已经理解了创造出所有这些中间形态的过程，他们也就不纠结于定义或本质了。
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回溯性加冕
人类最近的母系祖先“线粒体夏娃”大约生活在20万年前
一
位身在纽约的女人很可能突然就成了寡妇，原因是，在千里之外的道奇城 (75) ，一颗子弹刚刚击中了某人的头部。“西大荒”那些年，有种人称“寡妇制造者”的左轮手枪。不过，某个场合里的一把“寡妇制造者”是不是名副其实，就连最严苛的犯罪现场调查也无法确定。这个例子从婚姻关系约定俗成的性质中获得了一种跨越时空的奇妙能力：发生在过去的一次历史事件，即一场婚礼，建立起了一种形式上而非因果性的长久利益关系，不管后来夫妻双方是否两地分离、是否发生了不幸，如意外弄丢了婚戒或弄坏了结婚证。
遗传生殖系统隶属于自然而非习俗，它像钟表一样，非常具有系统性，可以让我们从形式上思考绵延几百万年的因果链条，否则，我们几乎不可能命名、指涉或追踪它们。这种系统性让我们可以对那些比婚姻这种形式的关系更加遥远、难以看清全貌的关系发生兴趣，并对其做出严格的推理。和“婚姻”一样，“物种形成”也是一个概念，内嵌于一个严格的、形式上可定义的思想体系，但与“婚姻”不同的是，它不具有那些约定俗成的特点，比如婚礼、婚戒以及结婚证，因而不能通过这些东西加以观察。正如我们刚才看到的，物种形成同样是一个在空间和时间上“远距的”奇怪现象。物种是一个边界模糊、随时间变化的集合，我们只能回溯性地、武断地确认其中某个生物是元初哺乳动物。为了更好地理解物种形成的这一特征，我们可以先来看看回溯性加冕的另一个实例：对“线粒体夏娃（Mitochondrial Eve）”名号的追认，这项追认可不是随意而为的。
单个生物比一个物种有着更为清楚的边界，因此也具有更为明确的身份，即便如此，它们当中依然有大量的中间派。让我们看看最引人注目的例子：有十万亿个左右的细胞拥挤在你的衣服下面，其中九成都不是人类的细胞！没错，数千种共生访客在数量上超过了宿主细胞，也就是来自你父母结合后形成的受精卵的细胞。这些共生访客中不仅有细菌，还有真核生物，包括单细胞微生物以及多细胞生物：真菌、睫毛上或身体其他什么地方的螨虫、只有用显微镜才能观察到的蠕虫或更大个儿的蠕虫，没准儿还有其他什么东西。你是一个行走的生态系统，有些访客是有害的，比如引起脚癣的真菌、导致口臭或引发感染的细菌，而其他访客却非常重要，如果你把所有的入侵者都赶尽杀绝，那你真会死掉。由于这些共生访客的细胞通常比人体细胞小，就重量而言，你主要是个人类，但它们加起来的重量也不容小觑：大概有好几千克重，也许有4.5千克之多。你身上还有病毒，它们的数量更为庞大。
话说回来，尽管“你”与外界的边界千眼百孔，你还是和其他单个生物一样，很容易就同他人区分开来，有时候，我们可以因特定的作用从进化史中挑选出一个特定的生物。线粒体夏娃就是其中最为有名的一个。线粒体夏娃是一位女性，就母系遗传链而言，她是今天还活着的所有人最近的直系祖先。我们的细胞中都有线粒体，它们仅仅通过母系遗传链传递给我们，所以，在所有今天还活着的人身上，所有细胞中的线粒体直接来自于一个女人的细胞中的线粒体，遗传学家丽贝卡·卡恩（Rebecca Cann）、马克·斯托金（Mark Stoneking）和艾伦·威尔逊（Allan Wilson）称其为“线粒体夏娃”。
线粒体是细胞中的小型细胞器，在新陈代谢过程中发挥着核心作用，从食物中获取身体所有机能所需的能量。线粒体有自己的DNA，准确无误地表明了它们起源于数十亿年前的共生。通过分析今天还活着的各色人种线粒体DNA的模式，科学家已经能够大致推断出线粒体夏娃生活的年代，甚至她生活的地方。初步计算表明，线粒体夏娃生活在大约30万年前的非洲，但在最近，这一数字得到了改进：她生活在非洲，这点几乎可以肯定，而她生活的年代推后到了20万年前。反推出线粒体夏娃生活的年代和地点是一个远比推出其存在更为棘手的任务，对于后者，没有生物学家会怀疑。
先撇开这些争议，考虑一下我们已经知道了有关线粒体夏娃的哪些事情。我们知道，她至少有两个女儿又生了女儿并存活下来，因为如果她只有一个女儿，那么这个女儿将继承线粒体夏娃的冠冕。为了将名字同名号区分开来，我们不妨给线粒体夏娃起名为“艾米”。艾米拥有线粒体夏娃的名号，也就是说，她恰好是今天人类世系的母系始祖。重要的是，除此之外，线粒体夏娃很可能没有什么了不起或特别的地方；她肯定不是第一个女人，也不是智人的创始人。早期无疑有很多女人属于我们这个物种，但她们碰巧不是所有今天还活着的人的身体内所有线粒体的最近来源。虽然线粒体夏娃有女儿、外孙女，但她很可能并不比她那个年代的其他女人更强壮、更敏捷、更漂亮，或更富生殖力，这一点同样重要。
为了表明线粒体夏娃，也就是艾米可能是多么不起眼，假设在未来的数千代之后，一种致命的新型疾病扩散至整个地球，在短短几年内就消灭了99%的人类。那些对这种病毒有先天抵抗力的幸存者很可能都有着相近的亲缘关系。他们最近的共同直接女性祖先，且叫她贝蒂，可能是生活于艾米千百代之后的某个女人，这时线粒体夏娃的冠冕就会回溯性地传给她。她可能是那次在几个世纪后拯救了我们这个物种的突变的来源，但这对她并没有任何好处，因为取得胜利的病毒在彼时可能尚未获得后来那种致命形态。重点是，线粒体夏娃只能被回溯性地加冕。历史上这个举足轻重的角色并不仅仅由艾米所在时代的一些偶然事件决定，它同样被随后发生的那些偶然事件决定。
谈谈非常严重的偶然事件吧！倘若三岁那年，艾米的叔叔没有救起溺水的艾米，我们所有人，连同我们身上最终来自艾米的线粒体DNA就都将不复存在！倘若艾米的所有外孙女都饿死在襁褓之中，就像那个时代经常发生的那样，我们也将湮没无闻。
同样的逻辑，一定也存在某位亚当：今天还活着的每个男人最近的直接男性祖先。我们可以称他为Y染色体亚当，因为我们所有的Y染色体都是通过父系遗传的，就像我们的线粒体通过母系遗传那样。 (76) Y染色体亚当是线粒体夏娃的丈夫或情人吗？绝无可能。父系遗传比母系遗传的时间消耗和能量消耗更少，所以从逻辑上讲，Y染色体亚当生活的时代可能非常晚近，而且他会非常忙于床笫之欢，呃，远胜于埃罗尔·弗林（Errol Flynn） (77) 。假使当今最长寿的男性可以活到110岁，那么，逻辑上讲，Y染色体亚当就有可能是他的父亲，不仅如此，这位生活在20世纪初的花花公子还可能是所有较年轻男士的父亲、祖父或曾祖父等。别忘了，男性可以产生无数精子，每次射精就能射出数以亿计的精子，所以，原则上Y染色体亚当用不到一周的时间就能产生出足够的精子从而成为全人类的父亲！然而，通过统计世界各地男性Y染色体当中基因的全部差异，并计算这些突变积累所花费的时间，我们可以估算出，Y染色体亚当生活的年代实际上距今不到10万年。再说一遍，假如某次瘟疫消灭了半数男性人口，Y染色体亚当的冠冕就极有可能加诸一个更为晚近的先祖。 (78)
这里有一个奇妙的事实：每个生物个体，比如你、我、你的爱犬或天竺葵，都可能是某种新物种潜在的创始者，是某种生物的原点，但是可能需要千百代的时间，那种生物才能脱颖而出，被认作新物种，所以，加冕必定发生在很久以后，那时你、我、你的爱犬或天竺葵早已烟消云散。因此，你的父母可能会成为两种人形物种所有成员最近的共同祖先。吃惊吧？吉娃娃犬和大丹犬同属家犬（Canis familiaris），但若人类文明崩溃，它们各自的后代野化，那么，它们就可能比比格犬和巴吉度猎犬更易另立门户：因为没有人类的帮助，大丹犬给吉娃娃犬受精或反过来都是不可能的。然而，跟时间长河中的大多数世系一样，这两个世系极有可能等不到那一天就已灭绝。
据估计，在所有曾经存在过的生物中，有超过90%的生物无后而终。然而，你，连同多年来你数以亿计的先祖，从单细胞生物到爬行类、哺乳类、灵长类，都并不是它们中的一员。你该有多幸运啊！当然，每一根草也有其同样漫长和引以为豪的历史，每只蚊子、每头大象、每株雏菊也都是如此。
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循环
周期性重复是进化的关键
人
人熟知自然界的大循环：昼夜相继；四季更替；蒸发和降水形成的水循环注成湖泊、冲成河流，为这个星球上的每一个生灵提供水分。但并不是所有人都能意识到，从原子尺度到天文尺度的各种循环简直就是隐藏着的高速马达，为所有令人叹为观止的自然现象提供动力。1861年，德国发明家尼古劳斯·奥托（Nikolaus Otto）制成并出售了第一台汽油内燃机；1897年，发明家、物理学家鲁道夫·狄塞尔（Rudolf Diesel）成功发明了柴油机，这两个辉煌的发明改变了世界。不论是四冲程还是二冲程的奥托循环和狄塞尔循环都利用了循环的方式，在完成部分工作后将系统恢复至原初状态，为接下来的工作做好准备。这些循环的细节非常巧妙，它们已由一个有着数百年历史的研发过程所揭示，并且有了进一步的优化。克雷布斯循环是一台更为精巧的超小型引擎，由生物化学家汉斯·克雷布斯（Hans Krebs）于1937年发现，它是进化用了数百万年的时间在生命之初发明出来的。这是一种“八冲程”的化学反应，在对所有生命（无论是细菌还是红杉）至关重要的新陈代谢中将燃料（食物）转变为能量。
