热力学第二定律认为封闭系统的熵会一直增加直至最大。但大自然中又能见到与之不符的例子：生命。不管从哪个方面来看，生命系统都是复杂的——它们处于有序和无序之间的某个地方。我们可以看到，在漫长的历史中，生命系统变得越来越精巧复杂，而不是熵逐渐增加，越来越无序。
这一章主要介绍达尔文进化论的历史和主要思想，以及进化如何产生出组织和适应。
一、达尔文之前的进化观念
在西方，18世纪之前是神造万物的思想，生物被创造出来就一成不变。
18世纪中叶，法国动物学家布冯出版了《自然历史学》。书中提出了现在所有物种都是由同一祖先进化而来，不过他没有说明进化机制怎么形成的。是对神创论很大的突破。
达尔文的祖父厄拉斯莫斯·达尔文也认为所有物种都是由同一祖先进化而来。他提出的进化机制理论是他孙子的自然选择理论的先驱。
法国植物学家拉马克1809年出版的《动物哲学》提出了一种进化理论：新的物种从非生命物质中自发产生，然后物种会通过“获得性状的遗传”不断进化。这个思想认为生物在生命过程中会适应环境，而这种获得的适应性会直接遗传给后代。
随着遗传学的发展，到20世纪初拉马克的理论已经没有什么影响了。
二、达尔文理论主要思想
1.存在进化，所有物种都来自共同的祖先。生命的历史就是物种呈树状分化。
2.一旦物种的数量超出了资源的承载能力，生物个体就会为资源竞争，从而导致自然选择。
3.生物性状会遗传变异。变异在某种意义上是随机的——变异并不必然会增加适应性。能够适应当前环境的变异更有可能被选择，也就是说具有这种变异的生物更有可能存活，并将这种新的性状遗传给后代，从而让后代中具有这种性状的个体增加。
4.进化是通过细微的有利变异不断累积逐渐形成的。
机遇、自然选择和漫长的时间造就了这一切。生命熵的减少是自然选择的结果。
三、孟德尔和遗传律
孟德尔发现植株的后代并不能遗传父代在生命期中获得的性状。发现遗传是通过父母提供的离散“因子”产生的，每种性状对应父母提供的一种因子。这里的因子大致对应于我们所说的基因。因此遗传的媒介是离散的，而不是像达尔文等人提出的是连续的。
孟德尔的研究是对遗传现象的第一个解释和量化预测。
四、现代综合
费希尔、霍尔丹和赖特被认为是现代综合的奠基者。
现代综合在20世纪30-40年代得到了进一步发展，并形成了此后50年被生物学家普遍接受的一系列进化原则：
1.自然选择是进化和适应的主要机制。
2.进化是渐进过程，通过自然选择作用和个体非常细微的随机变异产生。这种变异在群体中大量发生，并不存在偏好。个体变异来源于随机基因突变和重组。
3.宏观尺度上的现象，比如新物种的产生，可以用基因变异和自然选择的微观过程来解释。
五、对现代综合的挑战
古尔德和埃尔德雷奇指出现代综合的预测与真实的化石记录并不相符。生物形态在很长时间里都没有变化，而在相对很短的时间里形态却出现了剧烈变化，并产生新的物种。这个特点被称为：间断平衡。
古尔德认为自然选择、历史偶然和生物约束的作用对进化同样重要。
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