Созданные человеком устройства и машины (например, управляемая ракета, персональный компьютер) доказывают, что и неживые системы способны к целенаправленному действию. Однако для их создания необходим осознающий поставленную цель конструктор. В этой связи возникает вопрос: не нужен ли был подобного рода конструктор при создании живой системы? Один из возможных ответов на данный извечный вопрос содержится в идее Дарвина и Уоллеса, суть которой в том, что живые существа могут самосовершенствоваться (эволюционировать) в сторону все большей адаптации, т. е. приспособленности к среде обитания. Оба ученых предположили наличие механизма естественного отбора.  Живые существа способны изменяться (мутировать) случайным образом, и такие мутации наследуются. Если мутации оказываются полезными для выживания, то их доля в последующих поколениях будет возрастать. В результате происходит эволюция популяций в направлении большей адаптации к окружающей среде.

Для формирования, например, таких сложных органов, как глаз, требуется множество согласованных между собой мутаций. Их одновременное возникновение маловероятно, поэтому естественно предположить, что эволюция идет путем накопления малых сдвигов.

Все промежуточные стадии в эволюции органа должны быть функционально полезными и приводить к его постепенному совершенствованию. Даже с учетом всевозможных ограничений в результате естественного отбора могут возникнуть удивительно сложные структуры. Предположение о том, что та или иная структура служит определенной цели, оказалось весьма плодотворным для экспериментальной биологии.

Важность целенаправленности действий можно пояснить на примере конструирования самовоспроизводящейся машины. Идею такого конструирования впервые предложил известный математик фон Нейман. Он показал, что логически вполне возможно построить универсальную машину, которая по данным ей инструкциям способна создать любую другую машину заданной конструкции. Такую машину можно запрограммировать и на воспроизведение самой себя.

Подобные машины должны включать три взаимосвязанные функциональные части:

А – рабочий механизм, обеспечивающий физическое построение машины (в инженерном представлении это линия с программным управлением);

I – инструкции (команды), записанные на носителе информации, которые задают алгоритм действий рабочим органам (носитель, содержащий необходимую для построения А информацию);

В – устройство для копирования инструкций.

В целом данную систему можно представить в виде

S = A+B+I.

Такая самовоспроизводящаяся машина прекрасно моделирует живой организм, для которого А – тело, I – гены, В – механизм копирования генов для передачи их следующему поколению. В данной машине можно запрограммировать не только воспроизведение, но и другие функции. На биологическом языке это означает, что такие машины способны мутировать и претерпевать эволюцию, т. е. их потомки будут отличаться от предков. Если самовоспроизводящиеся машины будут изменяться случайным образом, то это не приведет к их направленной эволюции. Чтобы появилась устрица как самовоспроизводящийся организм, должны сформироваться сложнейшие органы: жабры, кишечник и др., – а также должно появиться целенаправленное поведение и т. п., что вместе взятое кажется просто невероятным.

Одна из особенностей естественного обора – мутации, благоприятные или неблагоприятные для организма, возникают случайно. Изменение какого-либо адаптивного признака – результат единичной мутации: случившись, она попадает под естественный отбор. Однако против такого представления может быть выдвинуто одно весьма серьезное возражение, которое удобно пояснить на примере эволюции глаза. Вероятность одновременного возникновения ряда мутаций, приводящих к образованию сетчатки (слоя светочувствительных клеток), хрусталика и т. д., ничтожно мала. Представить себе, что такие одновременные изменения могут произойти в результате случайных мутаций – все равно, что бросить в коробку полный набор часовых деталей, встряхнуть их и ожидать, что они сами сложатся в целые часы. Если мутации произойдут не одновременно и в результате не будет хватать хотя бы одного компонента глаза, такой глаз окажется бесполезным и отбор по всем прочим мутациям будет невозможен.

Сложные биологические структуры могут создаваться в результате естественного отбора, если в принципе их можно получить путем постоянного усложнения, так, чтобы каждый новый этап давал какое-то новое преимущество. Поскольку естественный отбор не обладает даром предвидения, он иногда не может способствовать появлению некой промежуточной структуры, не приносящей сразу определенной выгоды, даже если бы эта структура и могла оказаться полезной в отдаленном будущем.

Некоторые адаптации весьма совершенны, и кажется, что их появление было бы невозможно без предвидения и изобретательности. Поэтому многим трудно поверить, что это произошло путем простого накопления отдельных сдвигов к лучшему. Поверить, может быть, и можно, но тогда возникает вполне логичный вопрос: чем же такое представление отличается от того, в котором отстаивается роль Творца? Ведь оба представления в данном случае основаны на вере. Кроме того, в природе существуют адаптации, которые невозможно объяснить естественным отбором. Например, физические и химические свойства веществ и фундаментальные постоянные как будто специально подобраны так, чтобы могла возникнуть жизнь. Такое утверждение иногда называют приспособленностью окружающей среды. Имеется другая формулировка: если бы фундаментальные постоянные были чуть-чуть иными, жизнь была бы невозможна. Данный принцип, распространенный на развитие Вселенной, носит название тонкой подстройки Вселенной.