The Failures of Mathematical Anti-Evolutionism

roseae
in 2004. Tiktaalik is a fish that nonetheless has numerous
reptilian features, making it a plausible transitional form linking
fish to tetrapods (four-legged, land-dwelling animals). Even more
interesting than the fossil itself is the reasoning that led to its
discovery. Paleontologists studying life’s move from water to land
had strong evidence from genetics and anatomy to suggest that this
transition occurred roughly 350–400 million years ago. They then
looked for locations where they could find exposed rocks of that age,
believing that was their best chance at finding a helpful transitional
form. Sure enough, they found what they were looking for.
If evolutionary theory is as misguided as the critics say, then
these researchers got incredibly lucky. On the other hand, paleontol-
ogists who let evolutionary thinking guide their research seem to get
lucky a lot.

---

2.6 paying a price for being wrong 51
In place of paleontology, I could have used any other branch
of the life sciences. Our previous discussions have suggested how
evolution makes sense of the data found by geneticists, anatomists,
and embryologists, but there are numerous other examples as well.
We alluded to some of these in Section 1.1, but they are worth
another look.
Ethologists who study animal behavior routinely use game
theory models in their work. The idea is to view animals as com-
petitors in a game for scarce resources and their sometimes eccentric
behaviors as strategies in those games. Starting from this premise,
mathematical models can be developed to make predictions about
animal behavior in different situations. Researchers have had enor-
mous success with this approach, and the logic behind many formerly
incomprehensible animal behaviors has been revealed. This is inter-
esting because the mathematical models are based explicitly on the
assumption that the behaviors arose via prolonged natural selection.
The success of the models is a vindication of this assumption.
Epidemiologists routinely apply evolutionary techniques in
their work. Phylogenetic analysis, which is the branch of biology
concerned with working out the evolutionary relationships among
organisms, has been used to combat outbreaks of diseases and to
devise treatments for AIDS and influenza, among other examples.
The daily practice of medicine has also been affected for the better,
now that we better understand the processes through which microbes
evolve resistance to antibiotics.
We can also look beyond the life sciences. A common problem
in computer science is to search a large space of possibilities for
target points matching narrow specifications. For very large spaces
a full census, where you just try every point, is impractical, and
random sampling is also unlikely to bring success. An algorithm is
needed to guide the search, which in this context can be viewed
as a strategy for deciding precisely which points to sample. Since
biological evolution can be construed as finding small targets (func-
tional organisms) within a large space of possibilities (all possible

---

52 2 evolution basics
combinations of genes), researchers had the idea of mimicking its
processes as a search strategy. The result was the field known as
“evolutionary computation,” which has had many practical successes
and remains an active area of research today.
For more than a century and a half, researchers have used
evolution to guide their research, and they have been rewarded with
one practical success after another. During this same time period,
anti-evolutionists just stared off into space and accomplished nothing.
Let us imagine a comparable case. Suppose a well-funded group
of activists wages a campaign against hammers. They provide a host of
physics-based arguments, complete with equations, claiming to show
that hammers do nothing to amplify the force of your arm. They
produce slick videos of people injuring themselves with hammers.
They warn their followers, none of whom actually work with wood,
that the hegemony of hammers is maintained only because tyrannical
woodworkers openly despise them and their values.
How might we reply to this? We could certainly take their
arguments one at a time. We could point to the errors in the critics’
physical arguments, and show that a proper understanding of the
relevant equations proves that hammers really do amplify the force
from your arm. We could object that the videos only show what
happens when you use hammers incorrectly and then instruct people
in proper safety precautions. We could expose the smear campaign
against woodworkers as just so much scurrilous propaganda. These
are all good things, and were this case to play out we would no doubt
do all of them.
However, we could also reply by using a hammer to pound a
nail into a piece of wood. We could then point to the results and say,
with a bemused look, “It sure seems like hammers work. Good luck
pounding a nail with any other tool.”
This book is largely devoted to the first approach. We will
dutifully examine the arguments of mathematical anti-evolutionism
and show why they do not work. We will take their manifest errors
as an opportunity to present some clear thinking about mathematics.

---

2.7 notes and further reading 53
That notwithstanding, the second approach is even more impor-
tant. Scientific theories are tools that scientists use in their work in
precisely the same way that hammers are tools that woodworkers
use. Theories that work survive, and theories that do not are quietly
discarded. Evolutionary theory works, and that is why scientists stick
with it. Simple as that.
The various anti-evolutionist conferences I attended typically
showcased a bizarre mix of science and revival. The speaker might
make a scientific-sounding point about geology or whatever, and the
audience would reply with “Amen!” or “Praise God!” It was common
for speakers to open their presentations with prayers.
Anti-evolutionism is useful for whipping sympathetic crowds
into ecstasies of religious fervor, but it is utterly useless at getting
results in practical situations. Anti-evolutionists are much better at
propaganda than they are at solving problems, and that is the primary
reason scientists hold their ideas in such low regard.
2.7 notes and further reading
The evidence for evolution has been laid out in many books and
websites. Especially helpful in this regard are the website by Theobald
(2012) and the books by Coyne (2009) and Dawkins (2009). Coyne and
Dawkins wrote their books independently and published them at
around the same time. It tells you something about the strength of the
evidence that there is surprisingly little overlap between them. The
short book by Rogers (2011) is also helpful. For a book-length
treatment of the fossil evidence for evolution, see Prothero (2007).
Prothero’s more recent book (2020) is also a valuable reference in this
regard. It presents some of the major lines of evidence for evolution by
telling the stories of 25 major discoveries in the discipline’s history.
Isaak (2007) contains succinct refutations to hundreds of
anti-evolutionist arguments.
The book by Mayfield (2013) provides a lengthy and eloquent discussion
of the power of a variation/selection mechanism to produce complex
results, not just in evolution, but in other fields of human endeavor as
well. Appropriately, his book is titled The Engine of Complexity.

---

54 2 evolution basics
In my discussion of the evidence for evolution, I briefly mentioned the
subject of vestigial structures. There is a common misconception that
“vestigial” is a synonym for “nonfunctional.” This is not correct,
though it must be admitted that some biologists who have written on
this topic have not always been as precise in their usage as they ought
to have been. Anti-evolutionists seize on this misconception to argue
that if a structure serves even the most minor purpose, then it is
therefore not vestigial and not evidence for evolution. For example,
they would object to my use of the human appendix as an example of a
vestigial structure on the ground that recent research suggests it plays
a minor role in strengthening the immune system. But this trivial
function is entirely irrelevant to the judgment that the appendix is a
vestige. Biologists typically define a vestigial structure to be one that
exists in a reduced and rudimentary condition relative to the same
complex structure in other organisms, and the human appendix fits
that definition perfectly. Tasked with designing a structure that does
for the immune system what the appendix is believed to do, no
engineer would consider using a shriveled-up cow stomach.
The book by Shubin (2020) provides an accessible and up-to-date
discussion of how paleontology and genetics, working together, are
revealing the mechanics of some of the major transitions in evolution.
Shubin’s book will dispel any lingering sympathy you might have for
the unbridgeable gaps argument. Shubin discusses many examples of
evolutionary cooption. The article by McLennan (2008) also provides a
readable discussion of this topic.
Schwab (2012) is a veritable encyclopedia of evidence for the evolution of
eyes. The books by Land and Nilsson (2012) and Glaeser and Paulus
(2015) are also valuable resources on the subject of eye evolution. The
journal article by Gregory (2008) is a general reference on the
evolution of complex organs that also includes a lengthy discussion of
how eyes arose. These references are the justification for my claim
that eye evolution is no longer considered to be especially mysterious.
The older book by Dawkins (1996) is also helpful for thinking clearly
about the evolution of complex structures.
There are many books discussing examples from anatomy and molecular
biology that are incomprehensible as products of intelligent design,
but which make perfect sense if you view them as the products of

---

2.7 notes and further reading 55
evolution. The books by Avise (2010), Hafer (2015), and Lents (2018)
are good representatives of the genre.
The “senseless signs of history” argument is very powerful. For all the
talk about how complex adaptations pose a challenge to current
theory, when you look at how these systems are actually built, it is
evolution that seems obvious and intelligent design that seems
ridiculous. Anti-evolutionists have nothing cogent to say against this.
Advocates for YEC at least confront the problem head on, gamely
making the case that every instance of seemingly weird design is
actually in some way the handiwork of a master engineer.
Unfortunately, the weirdness is just too blatant and ubiquitous for
this to be compelling. They also sometimes argue that some
undesirable aspect of nature is a consequence of human sin, but
discussing the merits of such explicitly religious theories is beyond
the scope of this book.
For the ID perspective on the “senseless signs of history” argument, we
can consider this quote, from biochemist and ID proponent Douglas
Axe:
Another way of downgrading life is to assume the role of a
bio-critic – someone who looks for faults in the design of living
things. As one example, the giant panda has a protruding bone in its
wrist that serves a thumb-like role, enabling the bear to grasp
bamboo. The fact that this bone (called a radial sesamoid) isn’t a
true jointed thumb like ours has led some people to view it as a
makeshift adaptation that no good designer would employ. Not
surprisingly, others argue that it is a good design. For my part, I find
myself evaluating the people more than the panda. None of these
people, however earnest they may be, have any deep grasp of the
principles of design and development underlying sesamoid bones or
thumbs, to say nothing of pandas.