新浪科技訊 北京時間3月23日消息，據(jù)國外媒體報道，幾乎所有生物都不約而同地長成了對稱的模樣，也許這就是人類在審美上偏向于對稱的原因。但為何會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？有那么多可能存在的生命形式，為什么進(jìn)化對于對稱似乎格外情有獨鐘呢？
也許長得對稱具有一定的功能優(yōu)勢，但這種優(yōu)勢似乎并不明顯，至少不足以成為生物界的通用規(guī)則。不過對于特定生命形式而言，對稱的確是有好處的。例如，生物在行走或飛行時需要保持平衡。假如有只鳥的左右翅膀大小不一致，或者兩側(cè)翅膀的指向不同，就很難正常飛行。
但對稱有時似乎與功能全然無關(guān)，而且這種對稱現(xiàn)象在生物學(xué)的各個層級上都有體現(xiàn)，哪怕下至分子層面。當(dāng)然也有例外，但對稱似乎就是生物界的金科玉律。此外，有些生物的對稱性似乎是與生俱來的，并不是為了更好地適應(yīng)環(huán)境才進(jìn)化出這種特征。因此我們需要重新提出一套與“適者生存”無關(guān)的假說。研究人員猜測，原因可能與數(shù)學(xué)有關(guān)。生物的DNA遺傳編碼并不是一套詳細(xì)的生命藍(lán)圖，而更像一本“指導(dǎo)說明”。就像蜂巢一樣，蜜蜂也沒有蜂巢的施工圖，并不知道蜂巢應(yīng)該長什么模樣。它們只是不斷遵守和重復(fù)相同的規(guī)律，最后就能造出復(fù)雜的蜂巢結(jié)構(gòu)。答案一定就隱藏在其中。
研究人員已經(jīng)在這個框架基礎(chǔ)上填補了許多細(xì)節(jié)，近期發(fā)表的一篇論文更是從數(shù)學(xué)角度增加了更多的嚴(yán)謹(jǐn)性。關(guān)鍵的確在于，如何用簡單的算法創(chuàng)造出復(fù)雜的生命。假如你要向別人描述某種規(guī)律，比如鋪瓷磚，你不需要告訴他們每塊磚要放在哪里，只要描述瓷磚的鋪貼需要遵循某種規(guī)律、直到將整個地面鋪滿為止。當(dāng)然，這種方法只適合描述簡單規(guī)律。如果要將馬賽克瓷磚貼成某種圖案，也許你就得詳細(xì)說明每塊磚要鋪在哪了。
關(guān)鍵在于，對稱是一種效率很高的算法，數(shù)學(xué)甚至有一個分支叫做“算法信息論”，屬于信息論的子集。算法信息論最早是在針對進(jìn)化的討論中提出的，主要是因為神創(chuàng)論者總是徹底誤解、甚至濫用信息論，將其作為發(fā)表虛假言論的工具。信息論學(xué)家經(jīng)常會問：信息的可壓縮性有多強？這和電腦程序?qū)⑽募虺蓧嚎s包一個道理。此處有一個關(guān)鍵概念：完全隨機的信息是不可壓縮的，因為“隨機”從定義上來說不含任何規(guī)律。而如果走向另一個極端，假設(shè)有一條由1000個1組成的長長的序列，你就可以把它們壓縮為“1000個1”這么短短的一句話。簡單的規(guī)律具有高度壓縮性。
前面說到，DNA提供的是指令、而非藍(lán)圖。從某種意義上來說，DNA就像描述一個完整生物體全部信息的壓縮包。如果生物長得過于不對稱，就需要用更多DNA來描述；相反，如果重復(fù)規(guī)律很多，所需的DNA就較少。而重復(fù)規(guī)律往往就意味著對稱。因此，對稱的生物在算法上效率更高，信息壓縮度更強，DNA也更高效。
但這足以解釋自然界中對稱設(shè)計的統(tǒng)治地位嗎？這篇論文作者認(rèn)為可以。不僅如此，他們還從概率的角度進(jìn)一步論證了這種觀點。越簡潔的算法運作起來越簡單，偶然發(fā)生的概率就越大，因此越可能在進(jìn)化中出現(xiàn)。
論文作者用“無限只猴子和無限臺打字機”的段子打了個比方。假設(shè)有無數(shù)只猴子在無數(shù)臺打字機上隨意敲打，我們不會指望其中某只猴子能打出莎士比亞的作品，而是關(guān)注它們能否打出某種可以用公式總結(jié)的規(guī)律?？梢韵胂?，出現(xiàn)簡單公式的概率比復(fù)雜公式大得多。因此如果我們要用猴子隨機打出的公式創(chuàng)造出對應(yīng)的東西，大概率會用到簡單的公式，產(chǎn)物也更容易呈現(xiàn)出對稱性，就像鋪瓷磚一樣。
綜上所述，雖然自然界中的部分對稱性現(xiàn)象的確可以從生物適應(yīng)的角度加以解釋（特別是與保持平衡相關(guān)的對稱），但也可以解釋為簡單算法自帶的概率優(yōu)勢。