本书讲述了地球上的进化发展，如何来衡量和解释这种变化，这种变化发生的周期性特征及其从现在到未来的延续性。本书的主要目的在于表明进化的关键事件符合一种定量的经验的关系，那些迄今仍被人们视为进化轨迹总体过程的不同方面，几乎都是相同的。阅读有关文献表明，今天对进化的研究可以区分为两个不同的方向，它们分别是通过控制论进行的分析以及通过古生物学、生物学进行的研究，而这两个方向上的研究存在一定的重叠。

　　控制论提出的时间不久，其最初的观点产生于1961年维纳的《控制论——或动物和机器中的控制与通讯》一书。该书描述了有机生命体和机器内部的结构、相互作用和行为的关系问题以及它们的普遍特征等。尽管哲学性的研究十分细致，但是维纳的主要贡献在于他通过发展行为和相互作用的数学模型，使一般系统控制的工程方法实用化了。由于这个公式化的工作，对控制论的认识拓宽了，不久之后，图尔琴(Turchin)就指出：控制论已经成为“所有物体的关系、控制和组织的科学。控制论的概念在描述物理化学、生物学、社会学方面以及技术领域的现象都是同样成功的”。

　　也许正是控制论的这种适用的广度成了我们只能缓慢地接受它的原因之一，如今我们已经接受了物理系统的行为和生物系统的各个方面是可由一定数学公式来描述的，我们也接受了同样的原理可以来描述人们的日常行为。这样，我们的“自由意志”似乎已经受到了威胁，因为我们的群体行为和制度的可能性必然要与决定论相一致，或者至少要与概率论的预言相一致，而在那些迄今还没有应用该原则的领域，这一点就更是确定无疑。

　　尽管社会结构和社会的改变已经引起人们的广泛关注，但是，相对于系统状态的控制模型的描述来说，系统状态的发展还未被视为是控制论领域的一个部分。然而，生命系统却是控制论所研究的一个方面(并且是其中十分困难和复杂的一个方面)。这使得人们在对其发展的主要认识中忽视了对进化的研究。最近，雅德库(A．Jdanko)指出：“看来，控制论有两个主要的缺陷：第一，它忽视了物理学熵也就是信息……第二，它漏掉了对进化的看法……”他与同事们发表了关于进化控制系统理论的研究。

　　那些致力于从生物学和古生物学上进行的进化研究，是从微观进化和宏观进化的角度来处理问题的，每个专业的术语已经并正在具有多种含义。我们所说的微观进化研究包括关于一类生物或一枝(同祖的一组种群)生物的细致描述、机制和变化的研究。比如，形体变异学：关于机体形态与长度变化的测量与研究。其研究的成果之一就是考普定律(Cope’s role)：体形随进化的过程而伸长。

　　宏观的进化研究可以理解为对更普遍的变化机制的研究。在《进化的模式》一书的第一章里，古尔德就指出了古生物学家提出的三个生命史宏观进化论问题：

　　“(1)生命的历史具有确定的方向吗?时间是被有机世界的某种矢量特征的箭头指引着吗?”通过这些问题，他试图说明以下的观点：有机的进化也许是一种定态现象，即变化是随机发生的，它产生着大量不同的生物及其特性，而其中只有很少的种类能够成长和繁衍；另一种可能是有机的进化也可能是有方向性的，即变化的发生包含着某种微妙特性增长的倾向，如能力或更大的复杂性。

　　“(2)有机进化的动力是什么?更具体地说，生命与地球是怎样一种关系?”这个问题牵涉到是否环境控制着进化，或者不同种、系的变化仅仅是外部力的反应；或者进化是内在作用推动的，生物影响自身的发展的同时也影响着环境的发展。它们反应哪个呢? 

　　“(3)有机变化的节奏性是怎样的?其过程是渐近的、连续的和稳定的形式呢，还是间断的?”渐近的、进化的过程就是通过累加式的变化最终形成了与原初形式完全不同的明显的改变。与之相反，节奏式的或间断式的进化就是长时间的相对无变化状态被短时的快速改变所打断? 

　　古尔德提出的三个问题并不是新问题。然而，在20世纪后二十多年里，出现了许多可用于研究这些问题的工具和知识，并且，产生了一种新的、成熟的合宜模型和概念。仅仅是在最近，学者们才能够对这些在过去一百多年都未能回答的问题给出了更确定的答案。

　　本书的第一章讨论了在漫长的地质历史中，时间段是如何测定并表示的。接下来的三章回顾了关于宇宙形成地球、地球生物的进化和人类劳动成果的发展。然后我们回过头来探讨了一些用复杂系统描述增长和变化的方法。因此，在第六章中，我们将大家都熟知的控制增长模型逻辑斯谛线进一步扩展到了“逐步升级”的现象，即持续的、间断的进化。所以，我们就可以对进化进行定量的分析。第六章导出了地球上进化的轨迹，一个描述进化进程的现象学关系。这个轨迹要求一个进化“变迁”主要事件的时间序列，而这些在我们以前的讨论中已经给出了，使用了广泛接受的分类标准，是以不同领域的学者根据各自的专业判断得来的。

　　进化轨迹的存在和其特性扩展超出了通常人们所接受和期望的进化概念和范围。第七章和第八章探讨了这个新认识一致性的基础以及我们对古尔德的第二个问题的改进问题的回答。我们不是追问“什么是有机变化的动力(即机制)?”而是询问进化量是什么。答案是熵，或者准确地说，是其互补的概念：信息。这是一种新奇的解释，如果你愿意，也可以说是一种新的世界观：通过系列逻辑循环形成某种整体单元的突现。第九章研究了它的哲学涵义。这样，我们发现，信息也是对第一个问题“进化的时间有‘一个箭头’?”的统一回答。对于这个重要问题的回答需要审慎的考证。系列逻辑循环突现的概念，也对古尔德的第三个问题，即间断的或逐级进化的问题做出了回答，但是此回答并不是在微观或宏观进化的层次上。相反，在“超宏观进化”层次上，进化的轨迹意味着循环地、非统一性地发展。

　　信息渗透到进化的各个方面意味着界定有机进化的标准并非局限于生物界。虽然这对于生物学家来说并不是全新的观念，但是它需要从根本上中止那些天生的和经常以强力约束着我们的信念。实际上，这条轨迹表明，进化早已使有机的模式提升为技术的模式。第十章探讨了这条轨迹所显示的进化的和退化的时间性问题。进化的轨迹的一个明确结论是它对未来迹象的推断，也就是在本书“前言”中所说的，“我们正处于某种重大事件的过程之中。”