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形成是一个奇迹，那么奇迹其实并不只在于内细胞团最终发育成了人体，还在于在大多数时候，内细胞团可以发育成“样式”统一的人体：每只手有五个手指，所有的面部结构都在正确的位置各司其职，所有的器官也都长在它们该长的地方。当然，胚胎的发育有时候会出错，但令人惊叹的是，这种情况极少发生。

当胚胎以一个细胞为起点开始发育时，它并没有一个可以遵循的“方案”。细胞天生就能生长和分裂，但人的发育过程并非只取决于受精卵内的各种变化，这就好像四通八达的蚁丘的结构并没有被编码在每一只白蚁的体内一样。生物体的发育是一系列相互作用的结果，这些相互作用有的发生在细胞内，有的发生在细胞与细胞之间，是一种协作计算（collaborative computation）。目前我们对这种计算背后的逻辑还不是非常清楚，其结果也并不是百分之百确定的，而是会受外界扰动的影响。

这些细胞需要完成的任务很像是修建一座建筑，其策略是在漫长的历史中逐渐进化出来的。它们需要在时间和空间上密切协作，必须在特定的时间迁移到特定的地点，并向特定的方向分化。除此之外，它们还必须要知道自己应该在什么时候停止生长或者死去。

发育生物学家把细胞的这种特性称为“自组织”（self-organiza tion）。这个词可能会让胚胎发育听起来有些像“魔法”，仿佛每个细胞都是有特定目标的自主的个体，但科学家现在对其中的很多原理已经有了相当多的了解。

胚胎发育过程中有两个关键的因素。首先，在细胞分裂的过程中，它们的功能会变得更加特化，这个过程被称为“分化”。在两细胞或四细胞阶段的胚胎中，细胞具有全能性，它们会分化成滋养层的细胞或者上胚层中的多能干细胞。多能干细胞在随后的阶段会继续分化，形成肌肉、皮肤、血液等组织和器官中功能更加特化的细胞类型，我们会在后面的章节中详细介绍。

其次，细胞可以在发育的生物体或器官内迁移，不同类型的细胞（通常是相似的细胞）还能根据自己对黏附性的偏好聚集在一起，这些过程使细胞可以聚集形成特定的空间结构。