生命是什么
你想不想了解自己？你想不想了解别人？你想不想了解其他族群、其他物种？你想不想洞察社交、学习、爱情、繁衍、死亡背后的底层机理？你想不想体会一下40亿年里那些偶然与必然？你想不想从40亿年的演化史中获得一些智慧和洞见？比如，如果真有高等外星生命，一定有“眼睛”。（全文稍长，一万字多一点，因为太精彩，我无法割舍，但相比原著已经极尽压缩。因为，这篇笔记是给忙碌者的生命科学。）
这本王立铭先生的《生命是什么》一出版，就被中科大、山东大学、人大附中引入课堂，相信还会进入更多院校，走近更多学生。那作为成年人，有必要读这本书吗？我的意见是，你看还是不看，这本书迟早出现在你的生命之中。这本书没有义务让你去读，你有义务去读这本书。有些你一生绕不过的大疑问，比如忠贞的爱情到底是怎么回事，这本书有答案。
全文分为三大部分，第一部分是思维方式，第二部分是基础的生命元素，第三部分是高阶的智慧元素。
理解生命科学的正确姿势
快速理解一门学科最好的方法是，找到这种理解方式的基本出发点。
尤其是生命科学，因为生命现象实在太复杂，复杂到很难看出它的底层逻辑和普遍规律。所以，很多时候，我们理解生命，会下意识地动用“博物学思维”——分门别类观察、描述、分析、研究，不纠结于底层逻辑。但这样会有一个问题，那就是只见树木不见森林之感。
所以，我们还得跳出细节，抛开生命现象表层的纷繁多样，努力找到普遍规律—— 这门学科看待世界的基本出发点——也就是“生物学思维”。
生命虽然复杂，但是它仍然存在简单的基本出发点。经过这么多年生物学的探索尝试，人类有足够的信心，确认两个原因。
第一，生命现象不管具体是什么形式，都一定会遵循基本的物理学和化学规律。生物体必须持续不断获取能量，才能构造出精良有序的生命体。所以，我们可以拨开生命现象复杂性的外壳，去找寻它们底层的物理化学规律，在这个层次上找到这门学科的基本出发点。
第二，有足够的证据证明达尔文的演化论成立。那么，所有的地球生命，都是通过漫长的自然选择和生存竞争，逐渐演化而来的，他们彼此之间可能是很近的亲戚。从这个角度出发，我们可以通过寻找生命现象的共性，找到这门学科的基本出发点。
其实，这个思路在过去一百多年的时间里已经取得了辉煌的成就。今天我们可以说，地球生命现象虽然千差万别，但是它背后的相似性远远超过最初的想象。在生命物质的构造上，在对能量的获取方式上，在自我复制的实现过程上，在感知外在世界的信息处理逻辑上，在社交行为的目标和策略上，在许许多多方面，我们都能找到彼此共同的特点。
生命元素
1.物质
1952年，芝加哥大学的博士新生斯坦利·米勒对地球生命的起源问题产生了浓厚的兴趣，他成功说服了自己的导师，做了一个很简单但野心很大的实验。
米勒模拟远古地球的环境，准备了一个大大的烧瓶，里面盛上水，模拟海洋，然后在烧瓶底下加热，模拟原始海洋的高温。再把烧瓶充上甲烷，氨气，氢气，模拟原始的地球大气。除此之外，他还在烧瓶里通上电，激发出电火花，模拟远古地球大气上的雷鸣电闪。
最具野心实验
水在通电的气体烧瓶（左上）和加热的液体烧瓶（右下）之间循环往复，从而模拟了原始地球海水沸腾、电闪雷鸣、暴雨倾盆的情景。米勒的野心很大，它希望直接检验在远古地球环境中，复杂的生命物质能不能被从无到有地制造出来。
实验才做了一天，某些奇怪的事就发生了，海洋的颜色已经不再是澄清无色的了，而是变成了粉红色，说明肯定有一些新的化学物质诞生了。
过了一个星期，米勒停止加热，打开烧瓶，检测海洋里面的化学物质成份。实验结果把他都惊呆了，原始海洋中居然出现了几种氨基酸。
仅仅是利用地球海洋和大气的成分，短短一周，就能在一个小烧瓶里，生产出几种氨基酸。你要知道，地球的时空尺度要比米勒的烧瓶大不知道多少倍。
所以在几十亿年的演化时间尺度上，在面积千万平方公里的广袤海洋里，构成生命的所有氨基酸，乃至化学物质，从逻辑上都应该能被从无到有地制造出来。
实验说明，构成生命的物质材料不是特殊的，而是能够在自然界里生成的。从此，人类对生命物质的理解进入了新时代。
2.能量
1.为什么生命需要能量？
因为整个宇宙都遵循热力学第二定律。请你记住热力学第二定律，它值得你时常玩味，你深刻理解它，会获得宇宙级的视野，会觉得很多人讲的所谓大道理根本不值一提。
简单说，热力学第二定律是指在封闭系统内，系统的混乱程度只会增大，不会减少。混乱程度用“熵”表示，熵越高，系统越混乱。生命个体作为一个系统，熵值也在不断增加，所以需要从系统外获取能量，来减少熵，或者叫攫取“负熵”，来降低自身的混乱程度。
对于宇宙来说，因为没有比它更大的系统，宇宙的终点就是热寂——最大混乱。可以说，现在我们都在通往宇宙热寂的路上。这里值得开一个脑洞，那就是既然无序的热寂是宇宙的终极使命，为什么会有生命这种有序的东西出现呢？因为，局部有序会加剧系统无序，也就是说，宇宙通过生命的出现这样一种方式，来加速自己的热寂。
- 生命怎么利用能量？
对于地球生物来说，太阳光是能量的最终来源，而葡萄糖是一切生命储存能量的物质。
那为什么一切生命都选择葡萄糖呢？因为葡萄糖有两大优势：一是分子结构稳定；二是方便快速释放能量。从这两点看，哪怕演化不是出现葡萄糖，而是西萄糖、东萄糖什么的，它们也一定具备这两个优势。但，是不是看上去好像很矛盾，什么叫既稳定又快速释能？这个过程非常值得讲一讲，能让我们理解演化之美：
首先，你得理解一个问题。人们为什么需要货币？因为物物交换不方便嘛。你想，我有一头猪，你有两件毛衣，他有三盒火柴，我想要一件毛衣和一盒火柴，你想要一条猪腿和一盒火柴，他想要猪头肉，我们怎么交换？我把猪杀了，你们各取所需，剩下的我怎么处理？只有货币才能解决这些问题，没有货币，人类社会可能还处于蒙昧状态。
人体内也是如此，如果直接让葡萄糖释放能量直接供身体使用，就像是物物交换，太不方便了。同时，一个葡萄糖分子里面蕴含的能量是很大的，好多时候一次根本用不完，白白浪费这种事是过不了演化那一关的。还有，葡萄糖的分解会产生乳酸、酒精、二氧化碳这样的废物，废物总得有集中处理和排放的地方吧？这些都限制了葡萄糖去做能量的直接来源。
因此，在葡萄糖和千百万生命活动之间，还需要一个中介，也就是一种货币，它必须方便且灵活使用，能量储存的数额比较小，并且不会产生废物。这个东西，就是能量货币ATP。
关于葡萄糖如何储能和释能，这是20世纪生物学最大的谜团。按照化学反应，1个葡萄糖产生的ATP数量应该是恒定的。可是，好像有一只看不见的手，在操控这个化学方程式，让1个葡萄糖产生的ATP数量飘忽不定，或说是按需分配。其实方向一开始就错了，科学家们都以为这是一个化学反应，实际却是既有化学反应又有物理过程，这个物理过程的原理和水电站差不多。对的，你没看错，生命的底层动力模型，和你日常所见的，才发明几百年的水电站差不多。
蛋白质机器模型
抽水蓄能电站的工作原理就是：白天需要电的时候，水流持续发电；晚上电富裕的时候，用电把水抽回去蓄起来。生物体制造能量货币ATP的过程，原理上就和抽水蓄能电站差不多。
葡萄糖分解产生的能量就像是水泵，负责把下游的离子抽回上游，将离子从低浓度的一侧运到高浓度的一侧，积累更多的势能，而在上下游之间充当拦水大坝功能的，就是细胞膜。然后，离子通过ATP合成酶，带动ATP合成酶内的叶片结构转动。每通过3个氢离子，就能带动产生1个ATP分子，能量货币就此产生。
在这个水电站模型里，葡萄糖抽水蓄能后，到底开不开闸、开多久、放多少水、发多少电、生产多少ATP，那都是水电站可以自由决定的事情了，自然就不是一个恒定数字了。
还有一个问题，生命为什么用水电站的方式生产ATP，而不是用化学反应？其实，不是生命选择了这种方式，而是这种方式催生了生命的出现，大自然没有义务让生命以某种设定的特定的路线生成。在生命初期的自然界中，海底热泉口周围存在天然的离子浓度差，一旦ATP合成酶出现，浓度差就会带动ATP合成酶，用水电站的方式产生ATP，进而为生命提供能量，加速生命的出现。
海底热泉口
3.自我复制
按照现在很多的单身人士的说法，一人吃饱，全家无忧。是的，对于生命的延续，理所当然的情况应该是管好自己，也就是永生才对。为什么会有繁衍——自我复制这一出，高级生物不仅需要繁衍，还要通过有性生殖的方式繁衍。太逆天了。而道理更逆天。记住，尼古拉斯波尔说过，一个深刻的道理背后是一个更深刻的道理。
这个“逆天”的道理就是，自我复制是为了出错。你想想，如果生命都永生、不繁衍，一旦环境改变，就是“满门抄斩”。可能40亿年的演化中出现过这种长生不老的，但一定被淘汰了。因为地球环境经历过多次大的改变，比如二十多亿年之前，大气层中根本没有氧气。当时地球生命基本都是所谓的厌氧生物，它们可以在没有氧气的环境里生活。而自我复制恰恰可以帮助生命应对意外，以及多变的地球环境。因为每次自我复制都不够精确，不精确就有了参差多态的后代，这恰好提供了大量试错的生物样本，这些样本中的适者生存了下来，保证了地球生命的永续。
复杂的蛋白质分子
自我复制是怎么实现的？要知道，一个蛋白质分子是非常复杂的，它可以看成是20种氨基酸分子按照特定的顺序首尾相连先形成链条，然后这根链条、或者几根链条在一起缠绕、折叠、扭曲，形成一个有立体形状的蛋白质分子机器，而这台分子机器如何工作，完全取决于这个三维形态的细节构造。如此复杂，怎么复制？DNA闪亮登场，交给它。
DNA由4种碱基分子构成，用A、G、T、C来代表。DNA和蛋白质不一样的是，不管空间结构怎么变化，DNA分子上面所携带的信息是恒定不变的——永远都是按照3个相邻的碱基，对应1个氨基酸的方式，来记录蛋白质分子里面氨基酸的先后顺序。不管这一段DNA分子是扭曲还是拉直，是在活动还是锁死，永远不变。这就简单多了，因为复制蛋白质需要搞清楚它内部每个细节，而复制DNA只要把每个字符都抄对就行了。
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更神奇的还在后面，那就是现代科学发展的重要里程碑——DNA双螺旋结构的发现。刚才我们知道DNA由A、G、T、C4种碱基分子构成。而在DNA构成的两条螺旋中，A和T总是配对，C和G总是配对，首尾相连，拧成一个麻花。
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这样一来，一条链上如果出现A，和它相对的那条链上必然是T。以此类推，一条链上如果是C，另外一条链上也必然是G。于是，两条DNA链，虽然碱基的具体组成截然不同，但是它们所能携带和编码的信息是完全一致的。因为你看到一条链是AAA，你就知道另一条链只能是TTT，在信息层面上可以实现完全的替换。
换句话说，DNA双链，本质上是信息完全一致的两个拷贝。复制也就简单了，只要双螺旋松绑，各自结合上一堆新的碱基分子，重新形成两条完全一样的DNA双螺旋。
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4.细胞
发现细胞有多厉害？中学教科书上讲过，恩格斯把细胞学说看作是19世纪最重要的三个科学发现之一，和自然选择和能量守恒定律并列。
那生命为什么会出现细胞？因为生命的三大要素——物质、能量和自我复制，必须聚集在一个狭小空间内，才能互相协作发挥功能。细胞为生命活动提供了空间和物理屏障，增加了生命活动的复杂程度，并且让自然选择理论真正开始高强度工作。
第一个细胞是如何出现的？不知道，主流解释有三种：
- 最早的细胞生命有一个千疮百孔的外壳。和生命活动相关的分子，通过孔洞进入细胞内。
- 生命物质依附在细胞膜外侧，细胞膜通过翻转，将外面的物质翻转到细胞内。
- 通过镶嵌在细胞膜上的ATP合成酶的小孔，物质进入细胞内。
细胞出现了，但很快就有一个问题，那就是细胞生命的成长和繁盛，存在一个由数学原理构建的天花板。因为细胞制造能量的能力和细胞半径的平方成正比，而消耗能量的能力和细胞半径的立方成正比。也就是说，细胞的尺寸不能无限制地扩大。
那么，这个天花板是怎么被突破的呢？这就要归功于一次非常偶然的能量革命，那就是细胞内出现了线粒体。通过分析今天地球上各种复杂生命体内的线粒体，不管是动物还是植物，甚至包括酵母和蘑菇这样的真菌，发现所有的线粒体都有一个共同的祖先，都来自15-20亿年前那次能量革命。
生物学家们推测，在15-20亿年前，也就是在地球生命出现20多亿年后，有一个细胞在一次常规的捕食动作中，吞噬了一个体型较小的细胞。请记住那惊心动魄的一幕。这种事情其实司空见惯，按照正常剧情，这个小细胞会被分解消化，给捕食者提供营养。只不过这一次，发生的事情有点不一样。不知道什么原因，这个小细胞并没有被分解消化掉，而是在了这个捕食者的细胞内住了下来。当然，它并不是免费居住的，这个小细胞把自己生产出的大部分ATP交出来，用来换取自己的生存和居住权。而且在漫长的演化历程里，这个小细胞生产ATP的能力越来越强，终于变成了复杂地球生命体内的ATP工厂，也就是线粒体。
这场革命的过程简单来说，就是细胞生命的体内，拥有了一个强悍的能量工厂——一种叫做线粒体的细胞机器。这样一来，细胞生命的成长天花板就被捅破了。于是，一方面拥有线粒体的细胞就可以长得更大，另一方面多细胞生命也就出现了。
5.分工
通过分析今天地球上多细胞生物的遗传信息，可以推测：在整个生物演化的历史上，多细胞生命形态至少独立地出现过46次。也就是说，今天地球上的多细胞生命，有至少46个互相独立的源头。看来，多细胞生命的出现很容易。当多细胞生命出现，为了效益最大化，自然而然会演化出细胞分工，比如有的细胞负责生殖，有的细胞负责逃跑，有的负责供能……
无疑，多细胞生物的生存优势是明显的，这还不仅仅是人多力量大，而是它使得细胞功能专业化、细胞间的密切协作以及新功能的产生。最典型的，就是大脑里的神经细胞。可是，天下没有免费的午餐。生命享受了分工的恩惠，同时也为它付出了沉重的代价，其中最苦的苦果就是癌症。
从某种程度上说，我们可以把细胞之间的分工，看成是一种阶级压迫，而癌症就是对这种阶级压迫的反抗。简单来说，癌症就是我们身体某个组织里，某个原本循规蹈矩、放弃了繁殖机会的体细胞，发生了遗传变异，然后疯狂地自我复制和繁殖后代，破坏原有的生命形态，最终甚至导致死亡的过程。
其实，体细胞的叛变比人们想象的要频繁得多。有科学家估计，我们身体里每天都会出现成百上千的叛变细胞。不过你不用太过担心，并不是每次体细胞的叛变都会发展成威胁生命的癌症。因为在漫长的演化中，人体已经具有了极强的“镇压”这些“反叛”的能力。
智慧元素
6.感觉
没有对外部世界的感知，生命就无法和环境互动。对于人类而言，在所有感觉中，视觉是最重要的一种。这是因为，在咱们人类每天的日常生活中，超过90%的信息，都是通过眼睛获取的。
人类选取视觉作为主要的信息源，和人类能够发展出高度发达的智慧，很可能有深刻的联系。一个比较骄傲的猜测是：主要依靠视觉信息输入的动物，才有可能发展出高度的智慧。
今天地球上最聪明的那些动物，包括人类、猩猩、海豚、大象，都是以视觉信息为主的。如果我们有一天能够找到有高度智慧的外星人，在很大概率上，它们应该也会长着类似眼睛的高级视觉器官，依靠收集环境中的电磁波信号感知世界。
有没有可能基于味觉和嗅觉等感觉系统发展出智慧生命呢？不可能。因为味觉、嗅觉的速度、精度都不够。
从信号源角度看，味觉、嗅觉依赖化学信号传播，而视觉是光信号，光信号有三大特点：直线传播、光速传播、不依赖具体的介质，优势太明显了。
从信号采集角度看，视网膜感光细胞只需要一个接收光的东西——视紫红质——就够了，而味觉、嗅觉的化学感受系统要有无穷的感知细胞去对应自然界无穷的化学物质。所以只好妥协：每一个嗅觉感受器分子能同时采集许许多多种化学物质。这样，味觉、嗅觉靠牺牲精度来提高信号采集的广度。
从信号处理角度看，在视觉系统里，视网膜感光之后，光被转化为生物电信号进入大脑，由神经细胞进行复杂的逻辑运算，生成虚拟的视觉世界。而化学感受器的分布是杂乱无章的，化学感受系统不管怎么组织，都无法还原出信号源的距离、方向、形状这些更精细的信息。
7.学习
生物体为什么需要学习功能？不妨把生物体比成一台电脑，我们不知道这台电脑将来会遇到什么情况，所以只会给它安装基础程序，也就是那些生死攸关的，比如痛觉、对天敌的恐惧等等，而不可能把所有已有的世界生存法则装进去。同时，演化的速度是跟不上社会的进步，你想，读书识字、数学运算才出现多长时间？几千年，人类不可能演化出天生就具备这方面的能力，你爸爸妈妈的基因不可能为你预设好编程的能力。而恰恰是大脑中留够了空间，为下步的学习创造了条件，我们才有可能掌握自然界从未出现，我们的遗传物质也绝对没有准备过的全新技能。
学习其实很简单，本质就是：在原本不相关的东西之间建立新的联系。底层的机理则是：总是同时被激发的神经细胞，它们之间的联系就会增强。
以著名的巴甫洛夫的狗为例，开始之前，狗大脑里的铃铛细胞和口水细胞一点关系都没有。狗粮只能激发口水细胞，让狗流口水，铃铛就不行。但是，如果总是一边给狗粮一边摇铃铛，我们就可以想象，在狗的大脑中会发生这样的事：
一方面，口水细胞会被激发，因为狗粮出现了嘛；另一方面，同时那个铃铛细胞也会被激发，因为铃声也出现了嘛。
两个总是同时被激发的细胞，之间的联系就会增强，一个联系就从无到有地建立起来了。而等到两者之间的联系强到一定程度，我们就能想象发生这样的事：一旦铃铛细胞被激发，它就能够把口水细胞也顺手给激发了。
理解了学习的原理，我们就很容易了解如何增强学习能力。就是要加强神经细胞的联系，而加强练习的方法就是大量重复。可见，世间无捷径。
还需要提一下的是，据研究，神经细胞联系的变化取决于一种叫NMDA的受体，增加它的含量，可以增强学习能力，反之减少可以抑制学习能力。现在已经在老鼠实验中证明了这一点，但你不要高兴得太快，觉得下步好逸恶劳指日可待。是的，增加这种受体后学习能力增强了，但不能保证你学会的总是好的道德的。
一场持续40亿年的无可奈何——《生命是什么》
8.社交
社交的好处不言而喻，那就是双赢。最特殊的一种社交，就是求偶。在理解求偶之前，我们忍不住问，为什么会出现性别？
性别的出现，是为了帮助生物体获得更大的遗传多样性，在多变的地球上活下来。要知道，为了保证生命稳定性，基因突变的概率必须非常小，小到大概是10亿分之一。我们设想，如果环境发生变化，需要两个基因突变才能生存下去，那么一个无性繁殖的生物，概率是10亿分之一乘以10亿分之一，而有性繁殖的概率还是10亿分之一，这个差距就大了去了。无性繁殖生命面对环境变迁，很容易整体灭绝，而有性繁殖的存活概率，提高了10亿倍。
有社交就有竞争，求偶更是竞争激烈，可是，竞争为什么大多发生在雄性之间？你可能会认为，这无非就是因为雄性天生比较粗鲁，比较暴力，所以倾向于为了占领地盘或者是占领异性，先拼个你死我活。但是实际上，这种现象背后是有非常深刻的生物学逻辑的。
我们还得从雄性和雌性不同的生殖策略说起。
雄性的策略是广撒网：生产一大堆个头较小的精子到处播撒，碰上一个算一个，碰不上也无所谓；
雌性的策略是钓大鱼：生产数量有限的，但是个头较大的卵子，所以，希望每个卵子都物尽其用，找到质量最好的精子。
生殖策略的区别，自然会导致两性的行为差异：
雄性恨不得逮住机会就交配，反正他们的精子取之不尽用之不竭；而雌性就会对配偶精挑细选，配偶再多卵子就那几个。这样一来，雄性之间的竞争就自然出现了——竞争雌性，竞争交配的权力，竞争繁殖后代，传递基因的机会。所以，同性竞争大多发生在雄性之间。
在哺乳动物当中，雄性之间的竞争往往显得更普遍，这一点，仍然可以用两性不同的生殖策略来解释。
首先，超过95%的哺乳动物，实行的是一夫多妻制。雄性的胜利者可以拥有巨大，甚至是绝对的繁殖权利，怪不得雄性动物会花更多时间参与竞争了。与此同时，雌性动物要为了后代付出更大的投入，除了生产个头较大的卵子之外，还需要付出怀孕和哺乳的巨大代价，所以，雌性的哺乳动物也会倾向于对配偶更加挑剔。
所以，根本原因是：雄性和雌性不同的生殖策略，决定了哪一方对繁殖子孙后代的资源投入大，哪一方就会更谨慎决策；反过来，谁的资源投入比较小，谁就更喜欢通过竞争来解决问题。
9.自我意识
接下来，关于自我意识和自由意志，将要触及人类智慧的核心，也是最神秘，人类理解最模糊的部分。
意识到自我的存在，意识到自己和周围的世界完全不同，也许是人类智慧和机器之间最本质的区别之一。
自我意识是什么？就是意识到“我”的存在的能力，能够知道“我”和其他生物是不同的。它具备物质基础。自我意识有清晰的物质基础，是大脑中孕育出的一种实实在在的能力。上个世纪90年代初，意大利神经生物学家里佐拉蒂发现一种神经细胞可以把对自身的感觉，和对外在世界的感觉联系在一起，这就是所谓的镜像神经元。
实验显示们，自我意识不是人类独有的。到现在为止，能够通过镜子实验测试的动物一共也只有10多种。其中，大多数确实也是那些人们普遍认为比较聪明，比较智慧的动物，比如：大猩猩、黑猩猩、海豚、鲸鱼、大象。但是，居然有一种鸟类也通过了镜子实验，大出人们意料，这种鸟是喜鹊。
而关于它存在的意义，目前科学界没有明确的答案，作者认为是自我意识的出现，给了行为清晰的目的，让智慧生命能拥有更复杂的功能和情感。而这种情感，让智慧生命的行为第一次产生了清晰的目的性。
10.自由意志
终于，我们开始讨论自由意志。如果说，哥白尼日心说给了人类当头一棒，达尔文的进化论又给了我们锥心一剑，那关于自由意志的最新研究可能是致命一击。
自由意志，通俗地理解成：我们一个人，是否能够自主决定自己此时此刻的思想和行为。啊，你可能觉得这还用说，不是本来就该这样吗。如果一个人，不能自主决定自己的思想和行为，那一个杀人犯、强奸犯作恶之后，我们就不能惩罚他。如果人类没有自由意志，最直接的后果，就是现有的道德和法律体系都会立刻失效。更严重的后果，那就是全人类将丧失前进的动力。因为，这将让一切的努力、探索、进步失去意义。
但是，最新的研究，恰恰证明自由意志很可能不存在。
1.本能不需要自由意志
比如你饿了想吃饭，这不是真的你想吃饭，而是一群神经细胞检测到你体内的血糖浓度变低之后越来越活跃带来的感觉，是这种感觉驱动你去进食。再说爱情，尤其那些忠贞不渝的爱情，出现在荡气回肠的诗篇中，被人们反复吟咏。这一定是当事人的自由意志吧？要不然，他为什么不听从天性变得花心呢？
其实，忠贞爱情本来就有非常本能的一面。因为人类本来就是一种一夫一妻的动物。至于为什么，你去看凡是雄性和雌性体型差距不大的，几乎都是一夫一妻，因为一夫多妻制的生物，雄性要参与同性竞争，体型会进化得非常巨大。
那反过来，你又会问，既然天生一夫一妻，那人类也经常乱搞，这就是自由意志。也不是，决定对配偶忠诚的是一种叫做血管紧张素受体的基因，爱情其实可以被这种化学物质影响和操纵，而与自由意志无关。
2008年，有一项研究发现，同样一个基因，血管紧张素受体基因在人类当中也存在天然的变异，某些变异和婚姻出问题存在很高的相关性。到2015年，另一项大规模的人群研究发现，女性出轨的原因，居然有40%可以用血管紧张素受体基因变异解释。
2.复杂心智活动不需要自由意志
如果说本能不需要自由意志还能理解，那更复杂的心智活动难道也不需要自由意志吗？比如，选举投票给谁。著名美国心理学家史蒂芬平克曾经提到，一个人的价值倾向，是自由主义还是保守主义，有62%是遗传决定的。2015年，英国国王学院有一项研究证明：一个人投票给保守党还是工党，这么一个看起来非常具体的，完全是当事人自己决定的事情，居然也有57%的因素是遗传决定的。
17世纪的著名哲学家约翰·洛克认为，人类刚出生的时候头脑是一张白板，一切理性思想都来自于后天学习和经验。现代生物学的研究表明，人脑绝对不是白板可以自由发挥，它早就写好了很多设计信息的施工蓝图，不管你愿意不愿意，你的大脑还是会在很大程度上，按照先天预设好的结构来影响你的行为。
注意，至今为止没有发现任何一种心智指标，是100%被遗传因素决定的，一般而言，能超过50%就算是很强烈了。所以对于任何人类心智活动，后天因素的贡献仍然是很大的。尤其在表观遗传学家们看来，后天环境会影响基因修饰，详见马特.里德利的《先天后天》和内莎.凯里的《遗传的革命》。
3.具体选择不需要自由意志
本能行为和高级心智活动，没有给自由意志留下多少发挥空间。但你忍不住问，具体到早上吃炸酱面还是牛肉面，走进商场是先买衣服还是先买包包，这些事好像总该是我自己决定的吧？其实，在每一次具体选择背后，我们拥有的那种“我可以自由决定”的感觉，很可能也是一种幻觉。
实验发现，早在每个人有意识做出决定之前300毫秒，实际做动作之前500毫秒，从他们大脑的神经活动图谱当中，就已经能看出来他要做这个决定了。也就是说，像选择吃什么面，这种看起来随心所欲的选择，本质上都是一个假象。我们大脑里装着的这个“我”，根本不是思想和行动的司令官，最多就是个新闻发言人？它的任务，无非是在大脑悄悄做出一个决定之后，这个“我”了解到大脑会让我们下一步做什么，然后忠实地汇报给我们，让我们产生一种“一切尽在掌握”的幻觉。
如果你坚持看到这里，估计已经绝望了。那好，来点乐观的。2016年最新研究发现，尽管人类大脑确实已经提前准备好了行为预案，但是直到采取行动前的最后一刻，如果我们有强烈的愿望，我们仍然可以强行否决掉之前准备好的行动计划。这个时间点叫做“无法回头的时间点”，这个时间点大概在行动之前200毫秒。
4.自由意志有什么用
既然我们的决定在很大程度上不是自由的，我们又怎么会进化成这种拥有自由意志感觉的生物呢？目前，没人能回答这个问题。要知道，一种生物学特性能够出现而且绵延不绝，一定有它进化意义上的好处。
作者认为，自由意志这种感觉有一个特别的用处，就是保护和奖赏我们的好奇心和探索精神，两者结合会产生前所未有的力量。是这种力量，支撑我们从离开非洲到建立村庄，从种植庄稼到书写文字，从建立国家到飞向月球，从吃饱肚子到尝试着理解自己……
我不这么看，我觉得对自由意志赋予意义本身就是一件怪异的事，就像循环论证。也许，自由意志就像线粒体的出现一样，极其偶然，但它的作用足够强大——使人类可以建构大规模的想像进而展开合作，就自然而然顺应了演化大势。要是你回头揣摩全宇宙都遵守的热力学第二定律，你会发现自由意志的出现，亦迎合了宇宙的终极目标。
全书精华，按我的理解，就讲完了。至于为什么要以“一场持续40年的无可奈何”为题，不是悲观。作为一个成年人，我也是花了很长时间才深刻地理解一个道理——妙招生于困境。正因为有太多局限，我们常常无可奈何，才激发出那么多天才般的解决方案，使生命在地球绽放，让人类走到了今天，成为万物之灵。就像关于自由意志的探讨，我们可以说自己是基因的奴隶，是的，我们无法要求先天基因设置为自己乐于接受的模式，但是，我们可以改变后天的基因表达。我们的后天，也就是下一代的先天。
限于篇幅，在此不能再啰嗦大段的主观臆断，所以，我只是抛出一些想法，你可以在夜深人静仔细把玩，也可以在喧嚣闹市顽固思考，如果你愿意，还可以留言探讨：
生物学思维方式与这两年备受推崇的第一性原理是不是有些类似？
生命起源有没有让你想到一个词——万法归宗？
DNA的复制有没有让你想到另一个词——大道至简？
线粒体的出现是超级偶然，但有了线粒体，多细胞生物的出现就成了必然，一旦想到地球那么大40亿年那么长，线粒体为什么不应该出现，那你说必然与偶然到底是什么关系？
不仅一国经济有宏观调控，生物体也有宏观调控，尽管我们只是把ATP比作能量货币，但你不为宏观与微观的共振而惊叫吗？
自我复制是为了出错，两性繁殖是为了基因突变，一切都是为了多样性，在出错与生存之间，你有没有感到一种诡异的背反与统一？
分工导致合作，合作才能繁荣，但分工也导致压迫，有压迫就有反抗，人类如此，细胞如此。
你已经懂得了学习的原理，那就很容易打通什么是“刻意练习”，舒适区就是神经细胞不需要再加强链接，恐慌区就是神经细胞很难建立链接，学习区恰恰是刚刚好努努力就能在神经细胞间建立强链接，而刻意，就是反复加强这个链接。
至于最后的自我意识，尤其是自由意志，一想到它们，我就想起霍金聊到薛定谔的猫时说的那句话，我只想去拿枪。
额，对了，这本书也可以看成是一本致敬之书，致敬物理学界最牛逼的花花公子，薛定谔同志，他在70多年前写过一本书，叫做《生命是什么》。
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