光能引起的分子化合（包括提供适宜的温度）是相当长的时期的主导性动力。在其它的阶段，金属离子的介入也是某些功能大分子形成的前提，总的来说是个体分子与环境分子、金属离子、光能的相互作用。后来形成的基因序列中碱基突变完全是物理、化学因素引起的。基因的序列重组的机制细节还不清楚，但无疑取决于细胞内的某些物理化学因素（也是由细胞外某些物理化学因素决定的），当然同时还有一种“监控机制”对变异进行修正。

综合下来，这种变化了的基因形成的新的表现型在某种生物群落中可以稳定遗传，我们表观看来就是“自然选择”（自然生态环境和相关物种环境选择）了新性状了。不能稳定遗传的变异，消失了。

从一个横断面上，变异似乎是没有方向的，随机的。但从一个长期过程来看，是生物体在基因层面与环境因素相互作用引起的变化并适应生物生存环境（包括自然环境和种群环境）的结果。从长期的“变化积累”的过程来看，在某种程度上，也可以说是在“环境压力”下产生的结果。一个长期（有的是瞬时，绝对时间没有意义，有意义的是过程）的动态变化过程形成了新的稳定结构，这一点所有物质体系都一样。不得不佩服小爱的敏锐，很早就用结构来描述过程（相对论）。达尔文通过大量的生物性状差异性分析，发现了生物在与环境的相互作用过程（演化或进化）中形成新的适应性结构，即把结构解释为过程的积累效应（达尔文自己没有这样说）。如果看过溶洞也能有助于理解这一点，千姿百态的钟乳石、石笋，是一个分子、离子通过物理化学（电磁相互作用）作用和重力作用长期积累的结果。

所以，进化是一个既涉及物理化学层面又涉及生物种群相互作用的多层次相互作用的问题。进化不是匀速的，环境变化的节奏起着加速或减速的作用。

种群之间的相互作用，当然也要在物理化学的层面才能解释所有细节。威尔逊用“通讯”来解释很多现象，什么是通讯呢，生物之间通过物理化学信号作用于彼此的神经系统引起的行为变化。和人类的文化交流是一个意思。文化也就是行为（它的底层是离子信号——神经脉冲触发构成肌纤维的蛋白构象变化的一系列结果）可以用来交流的部分。

不是没有可能以多层次的相互作用构造出模型用数理方式表述人与人之间的相互作用关系，因为神经元结构和相互作用方式的几乎全同性，会使这个数理模型并不很复杂。如果做数学的进入这个领域，这可能是一个太过于简单的问题。

相对来讲，从基因到“人”的数理模型就复杂多了，它不仅有多个层次，而且还因为细胞不是全同的。好在也只有几类，而基因和细胞器的类别也不多，还没有到无法处理的程度。问题是做数学的介入这里需要越过很多物理、化学、分子生物学方面的GAP。

顺便说一下，这里需要的数学可能是新的。我自己粗略的看过大致的数学思想史，不大觉得现有的那种数学工具可以很方便的直接解决问题。但大致需要函数、拓扑学、集合论、微积分几种工具的组合。之所以这样，是因为这是与其它物质系统不完全相同的系统，你不能用处理其它系统的工具来处理这个系统。做化学的可以比较容易地探到物理的领地，也可以延伸到大分子和细胞，是比较容易理清问题所在的。而做物理的，对分子及其相互作用的直观经验肯定远不如化学的丰富。不过我也碰到过做物理的去研究情绪，那个挺有名的Robert Plutchik就是学物理的出身，也是从进化的角度研究情绪，还研究单细胞的“情绪”，但他没有到物理化学的层次而是在系统层面。说穿了生命和意识、思维、情感的问题是物理化学信号、分子和细胞（细胞由分子组装而成）之间相互作用的问题。心理学家、哲学家只停留在现象的表面，不去弄清决定相互作用和变化的直接参数和变量，是永远也搞不清问题所在的。不是我们一定要还原，是因为它们本来就是这样构建起来的，如果我们不做这样的还原，回到它们的本来面目的层面，就不可能真的了解和认识它们。

就我们处理问题来说，对原子、分子，动物或人或社会，方法是一样的，关键在于找对决定系统相互作用和变化的参数和变量（在进可能知道足够多的有效细节而又忽略很多无效细节的基础上）并构造出相应的模型。

神经系统是我们对细节知道得相当清楚的一个系统，关键问题在于结构模型。这里的问题不是知识而是观念，问题的解决可能不比捅破一层窗户纸更难，关键是找准作用点，力道也要用对了。如果自己觉得迷糊理不清，可以不去碰这个问题但不要去编造神话传说（宗教）和做一些强不知以为知的阐释（哲学）。