无穷大的悖论（对称的悖论）

当我们谈到对称的动物时，最常指的是左右对称（bilateral symmetry），它指的是那些从身体中轴线向左右两边延伸等距离的位置上，具有相同状况的生物。同样，你也可以比较两边的部位，比如耳朵，看看它们的长度和宽度是否相同。从蝴蝶到青蛙，再到人类，自然界中许多动物都是左右对称的。

著名进化生物学家Robert Trivers曾进行过长达20多年的与生物对称相关的研究。在Trivers眼中，对称的魅力在于它是我们唯一知道最优值的特征。他举了个简单的例子，或许有人会说你的肾脏看起来很完美，但其实我们并没有真正测量“完美形状”的肾脏的指标和方法。所以严格说来，人们很难说我们成功创造出了一颗“基因决定的完美形状的肾脏”。但对称则有所不同。我们知道自然界中许多生物都在追求完美的对称，通常也会很接近完美的对称。这件事儿是有标准可循的。

而从进化研究的角度来说，对称在进化过程中非常一致，科学家可以通过研究对称性，来更好地理解遗传适应度。对称性的偏离很多是由于早期发育过程中的压力，以及遗传上无法进行压力补偿而造成的。许多科学文献表明，动物（包括人类）的左右对称往往与健康、体力和速度呈正相关。从更多的精子产量、更快的冲刺速度，到易患精神分裂症或传染病的风险，对称和不对称与动物的许多特性都有联系。

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对称的人体

Trivers曾经花了20多年的时间在牙买加研究儿童以及牙买加优秀运动员的跑步能力，这些运动员恰巧也在全世界跑得最快的人之列。1996年，研究团队前往牙买加，研究了285名来自牙买加乡村的儿童，他们在那时的平均年龄是8岁。研究人员从头到脚详细地测量了孩子们身体的对称性，比如左右耳的长度、左右脚的长度等等。10年之后，团队于2006年再次对这群孩子进行了测量。

到了2010年，研究人员又测量了他们的冲刺速度。很快，一个特殊的部位被锁定了，那就是膝盖。研究发现，单是膝盖的对称性就极大地影响了冲刺速度。简单来说，如果你8岁的时候左右两膝非常对称，那么你在22岁时就跑得更快。这个结论对男性和女性来说都是如此，无论在90米短跑还是180米短跑中都适用。

在这个研究的基础之上，Trivers和团队又与牙买加顶尖的田径俱乐部合作，进一步研究了牙买加的顶尖短跑运动员，他们也是世界上最优秀的一批短跑运动员，其中还包括多次夺取世界冠军的女性短跑选手雪莉-安·弗雷泽-普莱斯（Shelly-Ann Fraser-Pryce）。同样，膝盖的对称性能很好地预测表现最佳的运动员。Trivers对雪莉-安·弗雷泽-普莱斯的膝盖印象极为深刻，这位当今最顶尖选手的膝盖极其对称，以至于研究人员都很难区分它们。

外部的对称性仅仅是人体对称的一个方面。对称带给我们额外的力量不仅仅是“1 1=2”的效果。想象一下你的两只眼睛，它们提供了重叠的视野，也传递给大脑足够的信息，创造出了立体的视觉。你的两只耳朵可以让大脑定位声音的方向。

而我们的大脑同样存在对称。我们对称的左右脑通过胼胝体相连，有研究表明，女性胼胝体相对比男性的更大一些，这表明女性大脑的两个部分会共享更多的信息。运用功能性磁共振成像（fMRI），当解决语言或空间问题时，大脑活跃的区域会亮起。研究人员发现，女性使用大脑的方式更加对称，因此女性的大脑本质上更为对称。

在Trivers看来，对称性同样会影响人类的社会智力。2009年的一项研究表明，我们的慷慨也可能受到我们对他人对称特征判断的影响。

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对称与性吸引力

在整个自然界中，对称和性吸引力同样息息相关。如果你在雄性斑胸草雀（zebra finch）腿上放置一些彩色的脚环，你会得到非常惊人的结果。

○ 斑胸草雀。| 图片来源：PLoS Biology

在一项试验中，研究人员在一组雄鸟的双腿上都套上了红色和蓝色的脚环；在对照组雄鸟的一条腿上套上红色和蓝色的脚环，另一条腿上套的是两个红色的脚环。结果发现，雌鸟在脚环对称的雄鸟身边的时间是后者的两倍。雌性选择待在雄性身边，也就是给予了雄性优先接触的机会。这在许多鸟类、哺乳动物等动物身上都适用，它意味着对称性是动物的遗传品质中的一个指标。从基因角度来说，所有雌性更喜欢表现出“良好基因”的雄性，也就是对称性更高的雄性，这很可能代表了雄性更出色的内在特性。

在人类身上也存在类似的情况。我们似乎更喜欢对称的脸，而女性似乎比男性对对称更为敏感。“这并不奇怪，因为女性在择偶时往往更具判别能力。”Trivers介绍道。研究人员曾在观察69名18-42岁的惯用右手的异性恋男性时，发现身体对称性与握力有关。这项研究的结论是，对称的男性往往更强壮，这可能有助于他们吸引女性。

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对称与伪装

但在自然界中，对称的故事并没有那么简单。伪装是动物中普遍存在的视觉防御策略，大多具有高对比度的斑纹的动物，都有左右对称的伪装，鳞翅目是其中的代表。但对于伪装和保护色来说，对称的花纹更有“讲究”。

在野外和实验室对鸟类捕食者的研究表明，具有对称花纹的伪装猎物，比不对称花纹的猎物的存活率更低。这可能是因为，靠近对称轴的对称花纹会让猎物更容易被捕食者注意到，对称反而成了捕食者的某种线索。我们人类的视觉系统对对称轴周围的特征也更加敏感。

今年一项最新的研究探索了36种鳞翅目昆虫身上的对称花纹。研究人员发现，鳞翅目为了减少被发现的可能，让身上的伪装更加有效，这些动物在进化中会努力将突出的图案尽量远离身体的中轴，当对称图案在中线附近的“临界区”之外时，它们就变得没那么明显了。

这仿佛是一场生物的博弈。对鳞翅目来说，遗传和发育限制极大地抑制了不对称的伪装花纹的进化，但这些动物还是“找到”了哺乳动物和鸟类视觉系统对对称图案的“漏洞”，为自己找到了一条路。就像那部著名的电影所说，“生命总能找到出路”。

参考来源：

aeon.co/ideas/why-is-symmetry-so-significant-in-understanding-evolution

phys/news/2020-01-animals-symmetry-camouflage.html

royalsocietypublishing/doi/10.1098/rspb.2019.2664

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