1809 年，达尔文出生于英国西部希茹斯布利城。他在爱丁堡大学学医，当时他觉得地质课“枯燥到令人难以置信  唯一对我起的作用就是使我下决心，一生再也不读任何讲地质的书”。他随后考进剑桥的基督学院，准备将来做牧师，那时他“被裹入一群荡徒之中，其中包括一些下流青年”。的确，他父亲有一次对他说：“你什么也不管，整天就是打猎，赛狗，捉老鼠，你将给自己丢脸，给我们家门丢脸。”

1831 年 12 月 27 日，达尔文乘官船“猎犬号”扬帆起程，于是开始了一个长达五年的环球航行，这航行将种下对有机世界一个新看法的种籽。虽然达尔文此行是经由该船船长菲兹劳耶（Robert Fitzroy）的邀请，他们两人之间关系并不好，再加上达尔文的晕船、生病，使达尔文麻烦重重。菲兹劳耶自信他会看相，能从一个人的面貌看出此人的性格：“像我这样的鼻子，他非常怀疑我会有参加此行的足够精力和毅力。”达尔文说。

1836 年 10 月 2 日，达尔文回到英国海港法尔牟司。到此为止，他从一大批不同的地面、环境、动物、植物中，对他多年来猜疑的一个想法 

——动物植物经过长远时期能演化为别种动物植物，已经积累了确凿的证据。但他直到二十年后才发表这想法，而且还是由于一个英国年轻的自然学者华莱士（ Alfred Wallace）的一篇论文。华莱士在一个热带岛上害疟疾发高烧时，灵感一现，独立地想到自然选择的概念。一如达尔文，华莱士一直也在思考着马尔萨斯的人口论。华莱士写道：“我当时在呆想这理论对任何物种的作用，适者生存这意念忽然闪入我脑中。”达尔文大吃一惊，找了两个有影响力的朋友，组织讲座，同时宣读华莱士的论文和他本人 1844 年发表的一篇文章的摘录。达尔文的文章先读；虽然有人认为华莱士受欺，但华莱士本人却承认这位长辈比他早。

达尔文由于他的“猴子论”，成为漫画家挖苦的对象，且遭受科学家的严厉批评、宗教组织的强蛮攻击。他的论点是：自从地球上有生命以来，物种从较简单的形式演化成较复杂的形式，而自然选择——最适应环境的物种遗存下来，不适应的被淘汰，为此演化提供解释。这理论那时其实属于假设，而不能看作一个对世界的一成不变的描述：当时还没有任何确定性的证明，说这理论是对的。这理论的强处是它自称比其它任何理论更符合观测到的事实。以为达尔文式的演化一成不变，是错误的；今日所有受尊重的进化派学者接受的，都不是当初一字未动的原本。我们的知识一面在增加，这理论也就相应在演变，但就如梅所说：“所有这些研究都是在达尔文所树立的牢固框架中进行的。”

达尔文给地球上生命的多种多样形式下的配方，在现代原子、分子语言中，有了新的、更引人入胜的说法。在很大程度上，生命——至少在观念上，即使不谈它的细枝末节，可以从为其基础的 DNA 分子的性质中，得到理解。上章后部讨论生命起源时，已经遇到过这些分子。道金斯（Richard Dawkins）在他《自私的基因》一书中动人地描写了 DNA 自我复制的能力。我们都是“残存机器”，唯一的目的就是保护基因，就是要让同一条 DNA 链，也就是让这些巨分子所载的基因——决定我们面貌性格的蓝本，更多的自我复制。分子生物学的大步进展是这生命分子图案正确性的有力见证者。对生物内中的情况——小到每个分子，已取得了惊人的进步，得到的知识已用来设计了数代新药品，改变了生物的基因从而设计了新的生物，为诊断疾病和遗传性失调，设计了高度灵敏的检测手段。

可是，就如我们一再陈述，单纯的归纳主义也有缺点；如说今日的分子生物学有一点可批评，那就是：它复杂的枝节会把它的全面图像遮蔽了。对个别分子太关心，会使我们忽略了更重要的、分子之间的相互作用和时间上的合作行为。这种合作性的非线性效应，在远离平衡状态之下戏剧性地出现，代表着生命构成的一个不可缺少的因素。

有人试图用热力学对演化作一宏观层次上的解释。布如克斯

（D.Brooks）与怀利（E.Wiley）在他们颇有争议的《演化与熵》一书中， 

说了一句中肯的话：“我们相信，大家都同意，有机体是处于远离平衡状态的耗散式结构。”对他们的方法说来不幸的是，他们混淆了不同的概念——第五章我们看到，自纽曼以来，信息论的概念和热力学的熵一再被人混为一谈。从热力学的确可以搬过来的是不可逆性的重要性，时间之箭的重要性。

进化过程是不可逆的，这看法最早提出者之一是法国出生的道罗（LouisDollo1857—1931），1893 年他发表鼎鼎大名的“道罗定律”。可是按照进化论大师之一、梅纳德·史密斯（JohnMaynard Smith）的说法，自然选择并不意味着时间上的有向性。道金斯的著作里说道罗定律“常常跟进步是不可避免的这主观主义的无稽之谈混在一起，跟进化是违反热力学第二定律这无知的废话扯在一块”。并没有理由说进化过程中的一般倾向是不能倒转过来的，他说：“如果在某段时期鹿角倾向于变大，很可能过一段时期一后，它又倾向于变小。道罗定律其实只是讲，同一条演化途径完全重走一次的统计概率是极小的  。道罗定律并没有什么神秘，它也不是我们要到自然界去‘检验’的某种东西。它只是从概率的基本定理中得到的一个结果而已。”道罗定律中成问题的是它把不可逆性只放在“进行演化的系统”，而第二定律是讲整体的，既涉及此演化系统，也涉及此系统的周围环境（请回想第五章的讨论）。

在英国沃里克大学数学研究所曾任多年的所长，现为牛津哈特福特学院院长的塞曼（ChristopherZeeman），认为这两个概念永远不会扯在一起：“从第二定律谈进化是不对的。模拟是在某个一定的，像物理这样的层次做的。下一个层次可能是化学，然后依次是巨分子结构、细胞、生物、生态学，最后是进化。每个层次开头都得用个不同的模拟。当你一口气又讲生命，又讲进化，又讲热力学第二定律时，要知道它们之间根本没有什么关联。”按照塞曼的看法，生物学不像物理学，它是没有什么普遍理论的：“物理学中的普遍理论，对生物学说来无用，要不然就是引力会影响胚胎成长这类的话。你要引入一大部机械，但它给不出什么对生物学家有兴趣的预言。当生物学家们面对一大套数学时，他们就要问：‘这真正有用吗？’总的说来，他们不会浪费时间学这套数学。”奥斯特尔说得更尖锐：“以为热力学能告诉你生命如何演化，就等于以为把电视机放在热量计里就可以说明它如何工作一样。”

另一方面，许多作者，包括梅纳德·史密斯本人在内，都断言过越来越高的复杂性是生物演化的一个标志，这当然是指时间有向的一个过程。诺贝尔奖获得者卢利亚（SalvadorLuria）恰当地描述了进化的性质：“进化，一如历史，并不像掷钱币或者一场纸牌戏。它具有另一种不可缺少的特征——不可逆性。所有的未来都是现在的后裔，所有的现在都来自实际的过去，而不是来自可能的过去。人是现实的子孙，不是假设情况的子孙，而演化的现实——实际存在的生物，它们的范围只不过是 

过去所有可能

的机会中很小的一个样本。”

美国一位古生物学家顾尔德（StephenGould）相信他在某些资料中找到了时间箭头的证据。他研究的是有同一个现在已经不复存在的祖先的一些生物，它们在时间上的分布。按照他的同事、弗吉尼亚科技学院的吉林斯基（NormanGilinsky）所说：“历史看上去是不对称的。”顾尔德在演化树的枝干分布中找时间的箭头，其中树枝的粗细代表物种数目的多寡。他发现在物种数目增加的同时，有机蓝本的种类便在减少，枝干分布不对称，头轻脚重。对此他作如下解释：早先是试验阶段，品种数目大增，随后是规范阶段，数目减少，有机体衰亡。顾尔德认为这是化石资料中最显著的倾向。他写道：“这倾向比其它能从世系变化中而得到的结论，都更清楚地给时间确定了一个方向。这倾向很可能也反映着一个对自然系统如何演变的更一般、更基本的规则。”

最低最低限度，我们也可以说热力学的时间箭头和进化论的是相互不冲突的。既然化学、物理、数学越来越明显地赋予生物学活力，耗散式非线性动力学的概念也就很自然地渗入生物进化这课题。这是否对生物学带来好处，只有让时间来验证了。然而，对一些人来说，他们已经抵抗不了自组织和混沌的诱惑，他们在进化时间中已经看到了热力学第二定律中的同一个箭头。

生物化学家皮考克（Arthur Peacocke）写道：“这样，宇宙表面上的腐朽、趋向无序的倾向，为新形式的产生提供了必需的、不可缺少的母体（妙词！）——经过老的死亡腐烂出现新的生命。”随后又写道：“普里高津和艾根与其合作者的研究揭示出，在导致有机结构出现的过程中，机遇和法则（即必然）之间，随机性与决定性之间的相互作用会是何等的微妙。他们的研究证明机遇和法则之间的相互作用其实具有时间上的创作性，因为是它们两者之间的结合让新的形式出现、演化——的确，自然选择看上去是投机取巧的。这机遇和法则之间的相互作用，其性质现在看起来是使有机结构不得不产生，不得不演化。”

主张生物学中运用热力学的人认为热力学提供的是整个图像的轮廓，而不是细枝末节，是可以借助动力系统理论把其它概念挂在上面的框架。情况和研究无机体中的自我组织时——BZ 反应以及其它许多生物化学过程，完全类似：传统的热力学向不可逆非线性动力学让步。例如，皮考克与其他人一起，断言不可逆热力学“可以用来淘汰某些生物学模型，因为它们跟宏观物理定律相冲突，也可以容许一些模型，即使它对模型不能加以选择”。