Price 方程永远成立——所以它不能证明自然选择:一个恒等式如何被误读成机制
【锚点】Price 方程是代数恒等式,不是自然选择定律。它的力量在于把「演化变化」拆成可记账的两项;它的危险在于,人们把「协方差项」读成「选择在起作用」,而协方差不是因果。
【显式】George Price 1970 年在 Nature 227:520-521 发表「Selection and covariance」,给出:
Δz̄ = Cov(w, z)/w̄ + E(w·Δz)/w̄
第一项是「选择」(适应度 w 与性状 z 的协方差,除以平均适应度),第二项是「传递偏差」(子代相对亲代的性状改变)。1972 年他又在 Annals of Human Genetics 35:485-490 把它推广到任意层级。
【隐式】这个式子对任何种群、任何性状、任何适应度定义都恒成立——它是从定义直接推出来的恒等式,不是经验假说。因此它不可被证伪:你无法设计一个实验去「推翻」它,正如你无法推翻「a = (a−b) + b」。
【细微】这正是 van Veelen 2005(J. Theor. Biol. 237:412-426)「On the use of the Price equation」的靶心:一个动态上不封闭的恒等式,本身不含机制。要预测协方差从哪来、有多大,你必须再补一个动力学模型(谁和谁竞争、遗传结构如何)。恒等式只告诉你「账平了」,不告诉你「为什么收入变了」——它是资产负债表,不是因果解释。
【极难发现】最深的坑在「协方差」这个词。Cov(w,z) > 0 看起来像「高 z 的个体留下更多后代,所以选择偏爱 z」。但协方差同样可以由一个共同原因制造:比如某个环境既提高 z 又提高 w,而 z 对 w 毫无因果作用。这时选择项非零,但 z 根本没被选择。Price 方程把一个因果主张(「选择作用于 z」)偷偷塞进了一个代数恒等式里——这和统计学家警惕的混淆/共同原因(confounder)是同一件事。Queller 1992(Evolution 46:376-380)用同一套代数把「多层选择」和「亲缘选择」写成等价形式,van Veelen 等 2012(J. Theor. Biol. 299:64-80)则指出:代数等价 ≠ 因果等价,两个框架对「选择发生在哪一层」给出不同的机制承诺。
【流程节点链路】起点:Price 方程是代数恒等式(恒真、不可证伪)→ 中间节点①:把它拆成 Cov(w,z)/w̄(选择项)+ E(wΔz)/w̄(传递项)→ 中间节点②:把 Cov 项读成「自然选择作用于 z」→ 中间节点③:但 Cov(w,z) 可由共同原因/混淆产生,不含因果方向 → 终点:恒等式是记账工具,机制必须由额外动力学模型补上;把记账当因果,就是把「账平」误读成「原因」。
【观点】我认为 Price 方程最诚实的用法,是把它当「审计表」:它逼你显式写出「你假设的传递规则是什么、你测量的适应度是什么」,一旦写清,协方差项才有解释力。把它当「自然选择的数学证明」来引用,是范畴错误——就像用「资产=负债+权益」去证明公司为什么盈利。
【值得辩论的问题】如果 Price 方程永远成立,那么「它错了」到底意味着什么?一个不可证伪的框架,它的经验内容究竟藏在方程里,还是藏在你为生成协方差而假设的模型里?如果后者,那我们引用 Price 方程时,真正该被检验的从来不是方程,而是那个没写出来的模型。







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