第一部分 ：打開黑盒子
1.「 小人國」的生物學
2.「 小人國」的生化工廠
第二部分 ：檢測盒子中的祕密
3. 划呀，划，划你的船
4. 血液中的Rube Goldberg
5. 從這裡到那裡
6. 危險的世界
7. 馬路如虎口
第三部分 ：黑盒子說了甚麼？
8. 出版或滅亡
9. 智慧的設計
10. 疑問設計
11. 科學、哲學、宗教
研究摘要（英文原稿）
索引
捕鼠器：一種不可思議的發明
現在，我們要回到不可簡化的複雜這概念上。至此，我們 討論中的不可簡化的複雜只不過是一個詞，它的能力主要是基 於它的定義。我們必須要問，怎樣才能辨認出甚麼才是一個不 可簡化的複雜系統。在突變的基礎上怎樣可以認定一個生物系 統是不可簡化的複雜呢？
確定一個不可簡化的複雜系統的第一步，是認清楚系統中 每一部分和它的功能。一個不可簡化的複雜物件必須有多個組 成部分，每一部分都提供一些功能。為了避免極端複雜的系統 所引起的問題（如眼睛、甲蟲，和其他多細胞的生物系統），我 將用一個簡單的例子：微不足道的抓老鼠的夾子（捕鼠器）。
老鼠夾子的功能是要將老鼠夾住，不讓牠作那些討厭的事 情，如咬破麵粉袋、電線，或在掃不到的地方留下它曾到此一 遊的痕跡。我家用的老鼠夾有幾個部件（圖2-2）：（一）一塊木 板做為底座；（二）用來打老鼠的金屬「錘」；（三）一個彈簧， 支撐著底板並可以推動錘大力打鼠；（四）一個敏感的扣板，當 受輕壓時就鬆開彈簧，以及一根金屬棒連接扣板，當設好老鼠夾時壓住錘。（當然還有相應的環釘，用來固定整個系統。）
要確定這系統是否為不可簡化的第二步驟，是問每一部 件是否必須。以上的例子中，每一部份明顯是必須的。假設有 一天晚上你在看書，聽到廚房有些細碎的腳步聲，你就去工具 櫃裡找老鼠夾。但不幸製造廠出錯了，你的夾子少了上述的一 個部件。哪一件是儘管缺少但仍然可以讓你抓到老鼠呢？如果 缺了底板，其他部份都不能固定了。如果缺了錘，老鼠可以整 夜在底板上跳舞也不被夾住。如果缺了彈簧，錘只能鬆放在底 板上，壓不住那嚙齒動物。如果扣板或金屬棒當中缺了任何一 件，你一放手錘就打下了；你還要用這樣的夾子的話，你必須 手拿著打開的夾子去追老鼠了。
為了讓你感受一下我說的，「一個不可簡化的複雜系統 是沒有功能上的先驅」這結論的威力，我們需要分辨「物質 的先驅」（physical precursor）與「理念的先驅」（conceptual precursor）之區別。上述的老鼠夾子並不是唯一可制伏老鼠的 系統。在有些情況之下，我家會用黏鼠紙。至少在理論上，可 以用一個盒子，用一根可以絆腳的支柱撐著來抓鼠。或者就用 氣槍打死它。但，這些都不是上述老鼠夾子的物質先驅，因為 它們不能以達爾文式的進化，一步一步地轉化成有底座、錘、 彈簧、扣板，和金屬棒的老鼠夾。
再說清楚一些，請參考以下的系列：滑板、玩具拖車、 自行車、摩托車、汽車、飛機、噴射機、太空梭。這不是一連 串很自然的進程嗎？因為這系列既是可以作交通的工具，又是 從簡單到複雜的進程。在理念上，它們可以聯繫在一起作為序 列。但是，自行車在物質上能說是（在達爾文式的過程中）摩 托車的先驅嗎？不可能！這只是理念上的先驅而已。在歷史 上，沒有一部摩托車（即使是第一部），是從自行車一步步漸漸 改進而來的。也可以說那就像一個十多歲的孩子花上半天的時 間，將一部自行車和一個剪草機的馬達，再加上一些零件裝配 出一部可用的摩托車來。但是，這個例子只說明人類能夠設計 一個他已知道的不可簡化的複雜系統。作為達爾文式的先驅， 我們必須證明，一部自行車可以用「很多、連續的、微小的改 變」而變成摩托車。
自行車也能突變？
就讓我們嘗試將一部自行車用累積逐漸突變的方式，進化 成一部摩托車。假設有一家製造自行車的工廠，它偶然在生產 過程中會出錯。我們再假設，如果這錯誤卻改進了這自行車， 買了這部自行車的人的親友會要求買同樣的自行車，而工廠也 會改變生產線，出產這突變的自行車。這樣就像生物的突變， 相繼的突變能夠自我複製和開展。如果我們繼續用同樣的類比 應用在生物學上的話，每一次的改變必須是在複製或重新排列 原有的成分時，有一些微小的變更，而且這些改變必須增進自 行車的功能。所以，如果這工廠錯誤地增大了螺母，或減小了 螺栓的直徑，或在前軸多加了一個輪子，或減去了後輪，或將 踏板裝在扶手上，或增加了一條輪輻，如果任何一次的微變能 使車更好用，那麼這項改進馬上會受購買大眾的注意，因此這 突變的自行車，真如達爾文預期的模式，充斥了市場。
在這些條件之下，我們能將一部自行車進化成摩托車嗎？ 我們可以向前進一步，如果逐漸使座位舒服一點，輪子大一 點，甚至（假設顧客偏愛摩托車的外形）逐步模仿它的外形。 但摩托車必須有燃料的供應，自行車並沒有任何結構可以改變 為汽油箱。而且，自行車的那一部分可以改變為馬達呢？即使 有一次幸運的意外，將附近一家工廠剪草機的的馬達帶到自行 車工廠，但這發動機必須安裝在自行車上，並且適當地連接到 驅動鍊上。這些步驟怎麼可以從自行車的部件一步一步湊成摩托車呢？生產自行車的工廠無論如何不能靠自然選擇（很多連 續的微小改變）的機制造出摩托車來。事實上，有史以來也沒 有任何產品用這樣的方法作複雜改變的先例。
因此，自行車可以作為摩托車理念上的先驅，而不是物質 的先驅。達爾文式的進化需要物質上的先驅。
最低效率（M i n i m a l f u n c t i o n）
以上我們討論了不可簡化的複雜的理念，和它對一步步 漸進演化論的挑戰。但，對達爾文還有另一個難題。我先前列 舉的清單，描述一個老鼠夾子為不可簡化的複雜，其實太寬鬆 了，因為有了這五個部件的老鼠夾，大概還是不能起作用的。 例如，底座要是紙做的，整個老鼠夾就會散開。如果錘太重， 彈簧會斷。如果彈簧太鬆，不能推動錘。如果金屬棒太短，它 就夠不到扣板。如果扣板太大，錘就不能及時彈開。清單中所 列出老鼠夾的部件是必須的，但還不夠詳細，未必能造出效率 夠高的老鼠夾子。
要成為自然選擇的對像，一個系統還必須具備最低的效 率：在現實的情況下，能夠發揮功用；好比以不適當的材料做 的老鼠夾，就不能達到最低效率的要求。再舉一個例子，假設 世界上第一部掛在船尾的馬達（outboard motor）設計好了，推 上市場。這部馬達能順利地操作—能在控制之下燃燒汽油， 將動力通過轉軸轉動螺旋漿—但這螺旋漿每小時只能轉動一 周。在技術上，這發明已相當可觀了；如果單在螺旋漿附近燒汽油是不會使它轉動的。無論如何，還是沒有人會買這樣的機 器，因為它還沒有達到所要求的工作效率。
工作效率太差有兩個原因。第一，它不能完成任務。兩位 坐在船上到湖中心釣魚的人，想靠這轉動太慢的螺旋漿回到碼 頭是不可能的：無定向的風和水流都會使船偏離方向。另一個 原因可能是它的效率不及其他更簡易的方法。如果使帆就可達 到目的，甚至比它更好的話，沒有人會用效率太低的馬達。
與不可簡化的複雜相比（我們至少可列出不可缺的部 件），最低效率的概念較難定義。如果每小時轉一周的馬達不夠 效率，那麼一百周？一千周呢？雖難定義，但最低效率在生物 結構的進化上非常重要。例如，至少要多少氫才能阻擋敵人？ 液體的溫度要提高多少才會引起敵人注意？如果敵人沒有注意 極少量的氫或極小的溫差，那麼道金斯式的進化故事可以與母 牛跳越月亮的故事相提並論了。不可簡化的複雜系統是達爾文 式進化論主要的障礙；最低效率的要求又加深了它的困境。
走進小人國的生化工廠
生物化學顯明任何超過一個細胞以上的構造（如器官或組 織）必定是極度複雜，由很多不同的、可辨認的系統組成的網 絡。一個能夠自給自足，具複製能力的「最簡單」的細胞，都 能在不同時間和情況下，製造幾千種蛋白和其他分子。合成、 分解、產生能量、複製、維持細胞的形狀、運動、調節、維修 和通訊幾乎是每一個細胞的功能。而每一項功能都需要許多部件的互動。由於每個細胞都是由很多系統交織而成的網絡，我 們若問多細胞的結構是否可以用達爾文式的一步步的進化，那 就重複了上述提到的錯誤。那就像不問自行車是否能進化成摩 托車，而問自行車工廠是否能進化成摩托車工廠一樣！
與生物器官相比，要分析簡單的機械設備卻相當直截了 當。我們輕而易舉就能解釋老鼠夾是一個不可簡化的複雜系 統，所以可以結論，我們知道老鼠夾是一氣呵成的完整系統。 我們也知道摩托車不是無意中從自行車經過連續的小改進而 來，簡單的分析證明那是不可能的。機器系統比較容易分析。 因為它所有的部件和功能，包括每一顆螺母和螺栓，都可以找 出來，並一一列舉。所以，哪一部件是整體功能必須的也顯而 易見。如果一個系統需要幾塊緊密配合的部件才可發揮功能， 這就是個不可簡化的複雜系統。我們也可結論，它必定是整個 單元一起裝配成的。原則上，生命系統也可以這樣分析，但必 須先找出每一部件，並清楚它的功能。
過去數十年中，現代生物化學已經闡明很多個生物化學 系統中的每一（或大多數）部件。在以下五章中，我要討論 幾個例子。在第三章我們先看一個很有趣的結構叫「纖毛」 (cilium)，有些細胞用它來游泳。再下一章，我將討論當你割 破手指時，到底發生了甚麼，並且要證明看來很簡單的凝血過 程，原來複雜無比。再往下，我要討論細胞怎樣將物質從一個 部門轉運到另一處。其中遭遇很多問題原來跟聯邦快遞公司運 送包裹時是一樣的。到第六章我要討論自衛的藝術，那當然是 在細胞的層面。我最後一個生化的例子將在第七章討論。我們 將看看細胞為了要製造一塊「建築用的磚頭」，需要多麼縱錯交 雜的系統。在每一章中，我將考慮所討論的系統是否可能用達 爾文式的進化，並且看看科學界怎樣解釋這系統可能是怎樣進 化來的。
我儘量保持這五個「例證」章的可讀性和趣味性。我並沒 有討論任何生物化學的概念—只用簡單的，如「黏上去」或 「切下來」的說法。不過，像我在前言中說過，真要體驗那複雜 性，你必須要經歷一下。我所討論的系統非常複雜，因為它包 含很多組成部分。不過，在書後沒有考試。詳細的介紹只是想 讓你體驗這些系統之複雜，不是要考驗你的記憶。部分讀者可 以勇往直前讀下去；也可以翻下去，等你需要更多細節時再翻 回頭。
我預先為內容複雜道歉，但它與我的要點相關。為了理解 進化論必須過的「難關」，我們只有咬緊牙關，鑽進複雜性裡 面。....