像許多孩子一樣，我有段時(shí)間也曾非常迷戀恐龍。幼兒園時(shí)代的我是個(gè)傳奇人物，每天都會(huì)拎著一整籃子各式各樣的塑料恐龍向大家炫耀一番：異特龍、劍龍、甲龍、霸王龍等。那個(gè)時(shí)候的我至少擁有20種以上的恐龍玩具。當(dāng)然，今天孩子們的玩具箱里可能遠(yuǎn)不止這些。

不過和多數(shù)孩子不同的是，我至今仍沉迷其中。我仍然有許多心愛的恐龍玩具，而今尤甚。我還能記得它們的名字，甚至能清晰地拼出諸如副櫛龍的發(fā)音。但我的興趣已經(jīng)轉(zhuǎn)移到更寬泛的爬行動(dòng)物身上了，例如蛇、龜、蜥蜴和鱷魚。

這種轉(zhuǎn)變?cè)诤艽蟪潭壬显从谝徊棵麨椤短觳判÷闊�》（Leave it to Beaver）的電影，其中一段情節(jié)令人印象深刻，沃利和比弗郵購了一條小鱷魚，并把它藏在了浴室中。結(jié)果可以想見，當(dāng)管家密涅瓦發(fā)現(xiàn)它的時(shí)候，一場(chǎng)歡鬧就開始了。當(dāng)我知道那時(shí)候（20世紀(jì)70年代早期）寵物商店里有賣幼年凱門鱷（一種在中美和南美洲生存的鱷魚）后，我欣喜若狂，便苦苦央求母親豢養(yǎng)一條。幸運(yùn)的是，她并沒有隨意否定我的想法，而是建議我們聯(lián)系一位遠(yuǎn)房親戚在圣路易斯動(dòng)物園任副主任的查理·赫賽爾，期望他能夠挫敗我的妄想。那段時(shí)間，每天當(dāng)我父親下班回家時(shí)，我便跑去問他：你今天和赫賽爾先生聊了嗎？坦率地說，我天生沒什么耐心（更別說當(dāng)時(shí)只有10歲）。這件事隨著時(shí)間的流逝，讓我從煩躁到懊惱，再到生氣。我在想問題出在哪兒？因?yàn)楦赣H并沒有簡單地和對(duì)方電話溝通，而是堅(jiān)持選擇要與赫賽爾在會(huì)議中見面時(shí)再提及此事。可是如果兩人永遠(yuǎn)沒有見面的機(jī)會(huì)怎么辦？就當(dāng)我想要放棄希望時(shí)，有天晚上父親回到家告訴我，他已經(jīng)和赫賽爾先生溝通過了。我充滿希望卻又緊張、坐立不安地問他：結(jié)果如何？結(jié)果讓我異常興奮，赫賽爾先生認(rèn)為這個(gè)想法很棒，他當(dāng)年就是以相同的方式對(duì)爬行動(dòng)物產(chǎn)生了濃厚的興趣！a我的母親因此無話可說了。接下來，我家的地下室很快就被各種爬行動(dòng)物占領(lǐng)。事實(shí)上，從那時(shí)起，我已悄然踏上了自己的職業(yè)生涯。

在我照料這些帶鱗生物的同時(shí)，我還是美國紐約自然歷史博物館出版的月刊《自然歷史》的忠實(shí)讀者。我認(rèn)為每期雜志的亮點(diǎn)是由學(xué)識(shí)淵博的哈佛古生物學(xué)家斯蒂芬·杰·古爾德所撰寫的《生命觀》專欄。專欄的標(biāo)題源于達(dá)爾文的《物種起源》。這個(gè)專欄呈現(xiàn)了古爾德關(guān)于進(jìn)化過程的一些怪異思想，常常強(qiáng)調(diào)不確定性和不可預(yù)知性的進(jìn)化。在古爾德優(yōu)美的文筆下，歷史、建筑甚至棒球等各種小插曲夾敘其間，他用引人入勝的事例向人們展示他的世界觀。

當(dāng)我于1980年被哈佛大學(xué)錄取時(shí)，我急切地想要學(xué)習(xí)古爾德的選修課程《地球和生命的歷史》。他太讓人著迷了，我感覺他本人比他在主要是兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物的研究。

出版物中的形象更有吸引力。但給我印象最深的教員是厄內(nèi)斯特·威廉姆斯，他是哈佛比較動(dòng)物學(xué)博物館兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物館的館長（目前這個(gè)職位由我擔(dān)任）。他雖然是一位上了年紀(jì)的古板科學(xué)家，但是卻非常歡迎年輕人培養(yǎng)對(duì)于爬行動(dòng)物的興趣。不久我就發(fā)現(xiàn)，我研究的一個(gè)特殊種群的蜥蜴原來早就成了他工作生活的重點(diǎn)。

鏡頭下的變色龍蜥蜴總是顯得嬌小可愛，它們時(shí)而變?yōu)榫G色，時(shí)而變?yōu)樽厣�，腳趾上有粘墊，喉嚨下色澤絢麗的皮膚上有伸縮性的皮瓣。但真正讓它們?cè)诳茖W(xué)家圈子里聲名鵲起的是它們驚人的進(jìn)化能力。目前已經(jīng)確認(rèn)物種的就有400多種，并且這個(gè)數(shù)目還伴隨著每年的新發(fā)現(xiàn)而不斷增加，由此安樂蜥屬成了脊椎動(dòng)物最大的屬之一。許多具有繁雜種屬的物種都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，物種多樣性的豐富度往往與區(qū)域的富饒度，以及局地的自然環(huán)境有著密切的關(guān)系，多數(shù)物種都局限于單獨(dú)的島嶼或者如美洲熱帶大陸的局部地區(qū)。

20世紀(jì)60年代，威廉姆斯的研究生斯坦蘭德撰文記敘了不同種群的變色龍適應(yīng)不同的棲息環(huán)境而共生的情況。一些變色龍可以生活在高高的樹上，而另一些則棲息在草叢中或者細(xì)小的枝杈上。威廉姆斯的過人之處就在于他意識(shí)到這種對(duì)于棲息地的適應(yīng)情況可能會(huì)在大安的列斯群島［古巴、伊斯帕尼奧拉（海地）、牙買加和波多黎各等］的每個(gè)島嶼上同時(shí)發(fā)生。也就是說，蜥蜴進(jìn)化的多樣性是獨(dú)立的，它們?cè)谏鲜鎏峒暗倪@些島嶼的棲息地中也幾乎是在同步進(jìn)化的。

作為一名大學(xué)生，我只參與了這個(gè)故事中很小的一部分，我主持了一個(gè)關(guān)于多米尼加共和國兩個(gè)物種相互作用的榮譽(yù)研究項(xiàng)目。畢業(yè)后，我前往加利福尼亞州參加了一個(gè)博士項(xiàng)目，并且發(fā)誓再也不從事蜥蜴方面的研究了，因?yàn)槲矣X得所有重要的東西都已經(jīng)被威廉姆斯和他的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了。

只嘆我當(dāng)時(shí)是多么年少無知��！任何人都知道，成功的科學(xué)項(xiàng)目往往是回答了一個(gè)問題，卻會(huì)產(chǎn)生3個(gè)新的問題。在經(jīng)歷了兩年的研究生學(xué)習(xí)時(shí)光，以及一系列失敗的項(xiàng)目后，我最終才明白，島上的這群變色龍才是研究物種進(jìn)化多樣性如何發(fā)生的最佳實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

因此，我花了4年的時(shí)間遍歷加勒比海，爬樹、捉蜥蜴，偶爾還品嘗一下飄香怡人的pin.a colada（椰林飄香，一種由朗姆酒、菠蘿汁和椰子汁制成的雞尾酒）。我最終發(fā)現(xiàn)，即便是利用最新的分析技術(shù)，威廉姆斯的有關(guān)論斷也完全正確。生理和解剖結(jié)構(gòu)相似的物種在不同的島嶼上確實(shí)是各自獨(dú)立進(jìn)化的。而關(guān)于蜥蜴如何跑、跳、攀爬，我從生物力學(xué)的角度進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)了生理結(jié)構(gòu)變異的適應(yīng)基礎(chǔ)，從而解釋了為何在特定的棲息環(huán)境下，物種會(huì)演化出諸如長腿或者大趾墊這樣的特征。

當(dāng)《奇妙的生命：伯吉斯頁巖中的生命故事》（正文簡稱《奇妙的生命》）這部可以說是斯蒂芬·杰·古爾德最偉大的作品出現(xiàn)在書店的時(shí)候，我的論文還未完成。我如饑似渴地讀著這本著作，覺得當(dāng)中的論斷十分令人信服。古爾德認(rèn)為，進(jìn)化的道路是離奇又難以預(yù)測(cè)的，重放生命這盤磁帶，你就可能得到一個(gè)完全不同的結(jié)果。

不過我們?cè)谶@里稍微停下來想一想，古爾德認(rèn)為倒退時(shí)間和重放生命進(jìn)化磁帶的想法是不可能實(shí)現(xiàn)的（至少實(shí)際上是這樣），但另一種測(cè)試進(jìn)化重復(fù)性的方法是在多個(gè)地方播放相同的磁帶。在加勒比群島上，始祖變色龍的繁殖方式，本質(zhì)上不都是一樣地在重放生命的磁帶嗎？假設(shè)這些島嶼有或多或少相同的環(huán)境，這不就是進(jìn)化重復(fù)性的檢驗(yàn)嗎？

的確如此，于是我發(fā)現(xiàn)自己陷入了一道智力難題。古爾德堅(jiān)信進(jìn)化不會(huì)重演，但我自己的研究表明，進(jìn)化確實(shí)重演了。究竟是古爾德錯(cuò)了，還是我的研究成果以某種形式證明了這條規(guī)則的例外情況？我選擇了后一種解釋，接受了古爾德的觀點(diǎn)，即使我自己的研究成果因此成了一個(gè)反例。

過去的25年里，古爾德的這一觀點(diǎn)被不斷挑戰(zhàn)。一些觀點(diǎn)與古爾德對(duì)不可預(yù)測(cè)性和不可重復(fù)性的強(qiáng)調(diào)形成了鮮明的對(duì)照。這些觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了適應(yīng)性趨同進(jìn)化的普遍性：生活在相似環(huán)境中的物種將進(jìn)化出相似的特征，以適應(yīng)它們所面對(duì)的共同的自然選擇壓力。我對(duì)安樂蜥的研究就是這種趨同性結(jié)果的一個(gè)例子。這種觀點(diǎn)的支持者認(rèn)為，趨同性表明了進(jìn)化并不是怪異和不確定的，相反，它其實(shí)是可以被預(yù)見的：在自然界中謀生的方式是有限的，所以自然選擇一次又一次地推動(dòng)著有相同特征的進(jìn)化。

自從《奇妙的生命》出版以來，進(jìn)化生物學(xué)有了長足的進(jìn)步，我也獲得了博士學(xué)位。這期間各種新的想法、新的方法和新的數(shù)據(jù)收集方式不斷地出現(xiàn)。研究進(jìn)化的科學(xué)家數(shù)量也大大增加了。我們已經(jīng)破譯了基因組，繪制了生命樹，了解了不斷變化的微生物。一些壯觀的化石的發(fā)現(xiàn)澄清了進(jìn)化的許多歷史問題。

有太多的實(shí)例和數(shù)據(jù)表明了進(jìn)化的可預(yù)見性。我們對(duì)于這個(gè)星球上的生命的歷史了解得越多，就會(huì)看到更多這種趨同行為的發(fā)生，非常相似的演化結(jié)果總在不斷地重復(fù)發(fā)生。我的變色龍研究并不是個(gè)例外，古爾德的法則受到了更多的質(zhì)疑。

但我們現(xiàn)在知道，除了記錄歷史上發(fā)生的事情，我們還有其他研究進(jìn)化的方法。我們現(xiàn)在可以做到讓進(jìn)化的過程在我們眼前發(fā)生，從而展開相應(yīng)的研究。也就是說，我們可以利用實(shí)驗(yàn)的方法實(shí)現(xiàn)生命的倒帶，這是實(shí)驗(yàn)室科學(xué)用來解決進(jìn)化預(yù)測(cè)性問題的標(biāo)志。

實(shí)驗(yàn)是研究進(jìn)化的一種有力工具。實(shí)驗(yàn)過程也充滿了各種樂趣。這可能會(huì)讓你想起高中時(shí)期化學(xué)課堂上做的各種實(shí)驗(yàn)。將各種化學(xué)試劑在燒杯中混合后倒入試管中，這個(gè)過程并不總是令人愉快的，至少對(duì)我來說是這樣。但是，當(dāng)你的試管是巴哈馬群島而你的試劑是各種蜥蜴的時(shí)候，情況就完全不同了。當(dāng)然，有時(shí)候太陽是毒辣了點(diǎn)兒，而且沒有什么比抓不到一只重要的蜥蜴而更讓人沮喪的了，可能因?yàn)楫?dāng)時(shí)恰巧游過了一條海豚，分散了你的注意力。但實(shí)驗(yàn)性進(jìn)化是進(jìn)化生物學(xué)的前沿領(lǐng)域，它能夠讓我們?cè)谡鎸?shí)的大自然中，在真實(shí)的時(shí)間里，真實(shí)地檢測(cè)我們關(guān)于進(jìn)化的種種想法。還有比這更讓人興奮的嗎？現(xiàn)在進(jìn)化實(shí)驗(yàn)遍及全世界從特立尼達(dá)的山地雨林到內(nèi)布拉斯加的沙丘，再到大不列顛哥倫比亞省的池塘，這些地方讓我們可以更直觀地探究進(jìn)化預(yù)測(cè)的可能性。

沒錯(cuò)，我再次成了一名研究生。不得不說這是一個(gè)成為進(jìn)化生物學(xué)家的輝煌時(shí)代。這是一個(gè)黃金年代。我們可以運(yùn)用各種工具，從基因測(cè)序到野外實(shí)驗(yàn)，終于可以回答20世紀(jì)那個(gè)困擾人們已久的難題了。

圍繞正在開展的工作，我準(zhǔn)備著手寫一本書，書中試圖回答這樣一個(gè)問題：進(jìn)化究竟如何預(yù)測(cè)？但當(dāng)我開始寫的時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)書中有太多的內(nèi)容已經(jīng)不是目前的科學(xué)能夠解答的了�？茖W(xué)知識(shí)并不是偶然出現(xiàn)的，而是科學(xué)家們辛勤努力工作，利用他們的創(chuàng)造力和洞察力去了解自然界的結(jié)果。而這也正是研究進(jìn)化預(yù)測(cè)性的那群人特別令人著迷之處。

正因如此，本書不單單描述了我們對(duì)于進(jìn)化的了解，還告訴了我們應(yīng)該怎樣去認(rèn)識(shí)我們所了解的這些內(nèi)容。書中不光有對(duì)相關(guān)科學(xué)理論和技術(shù)的論述，還告訴了人們重要思想和理論的來源研究者們是如何思考問題的，他們?cè)谝巴鈱?shí)驗(yàn)中經(jīng)受了怎樣的磨煉，有多少科學(xué)發(fā)現(xiàn)就是由完全不同的想法的偶然碰撞而帶來的意想不到的結(jié)果。此外，他們所研究的看似深?yuàn)W的學(xué)術(shù)問題，實(shí)際上對(duì)我們理解我們自己在宇宙中的地位，以及我們周圍的生物如何應(yīng)對(duì)變化的世界都是至關(guān)重要的。因此，本書講的是一個(gè)關(guān)于人與環(huán)境、動(dòng)物與植物、重大問題和哲學(xué)命題的故事。懷著我對(duì)自然界的熱愛，故事就這樣開始了，一如那個(gè)迷戀恐龍的小男孩。