发信人: planet03c(conan)
整理人: k_xiaoyao(2001-02-27 19:28:29), 站内信件
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自珍的尘埃
刘华杰
(写于2000年初,被删节后刊登于科学时报)
龙年走近,几则科技新闻入耳:普林斯顿大学开发出一种能够解决象棋数学问
题的RNA(核糖核酸)计算机;罗斯林研究所为了获取所需人体组织同时避免过
多的伦理麻烦,现在采用干细胞进行“治疗性克隆”试验;中国科学家参与世
界性人类基因组计划,目前已完成对第3号染色体基因测序任务的一半。这些
科技进展都涉及操纵生命遗传信息,都对人类(灵长目之一)的尊严有不同程
度的刺激。生物计算机是指利用RNA或者DNA的生物化学反应进行并行计算的
新型机器,将突破传统的图灵体系结构;作为无性繁殖的克隆技术最终不可避
免地用于人类自身,但短时期内不可能克隆人类个体;控制人类生老病死的数
万个基因(位于23对染色体上,约有30亿个碱基对)不久就可全部一一列出。
这些都意味着什么?许多,许多,而且充满了不确定性。在新世纪的起点,思
索信息的复制与变异,特别是生命信息的复制与变异,是科学哲学无法再回避
的课题,也是大众对科学和人类理性进行评析时特别值得关注的问题。但是各
种讨论的一个共同前题是,了解一点生物学,了解一点我们地球上生命的起源
和进化的基本知识。比利时著名细胞学家德迪夫(Christian de Duve)的新著
《生机勃勃的尘埃》(Vital Dust: The Origin and Evolution of Life on Earth,
中译本由上海科技教育出版社出版,收入“哲人石”丛书)能为此思索提供可
靠的背景材料,实际上这是一部由一流科学家撰写的普及生命科学的佳作。虽
是“科普”书,但提请注意的是,并不能象读小说一样轻松地阅读。
作者德迪夫是世界著名科学家,1974年因对结构与功能性细胞组织的研究获诺
贝尔生理学和医学奖。他是布鲁塞尔卢万天主教大学(UCL)“细胞与分子病理
学国际研究所”(ICP)的奠基人,曾任所长。后来从事科普写作,著有《漫游
活细胞》(1984)、《细胞蓝图》(1991)和上面提到的这部书(1995)。1997年校
董事会决定为表彰德迪夫的贡献,将ICP更名为“德迪夫细胞病理学研究所”。
ICP于60年代筹建,1974年部分落成,当时只有5000平方米的实验室用地,
研究方向为生物化学、细胞生物学、免疫学、内分泌学和分子生物学。
德迪夫写科普著作的原因可以追溯到60年前他个人试图获得关于这世界的可靠
知识的一个青春梦想。早在卢万天主教大学读医学时,“吸引我进入实验室的,
除了解决疑难问题所获得的乐趣,还有强烈的求知欲。似乎对我来说,以合理
性和客观性为支柱的科学,是接近真理的最好方式。”但是迫于学业和专业训练
(学医,学化学,然后学生物化学),他这个梦想被淡忘了。接下去繁忙的科研
工作使他日复一日“穷于应付”,“几乎没有给广泛性思考留下任何时间余地”。
他说:“科学的活跃性使的的思维变得狭窄而不是更加拓展,原因在于不断增加
的事实、概念和技术的专业性。我们挖掘得越深,眼界就越窄。”
但是,对于功成名就的他(1974年获诺贝尔奖),一个偶然的机会到来了,1976
年他受邀请为洛克菲勒大学作圣诞演讲,从此他的青春梦复活了。他开始认真、
全面思考广泛的科学与哲学问题。他试图把生命起源、基因、细胞、进化、生
物多样性、人类的出现、脑、意识、社会、环境、生命的未来、生命的意义等
等主题列入思考的对象,同时讨论它们!他说自己不自量力冒险做这一尝试。
冒险的理由只是,“如果我们想要认识宇宙和我们在宇宙中的位置,这种努力就
必不可少。”
煌煌巨著《生机勃勃的尘埃》兑现了那个青春梦。这部“生命传记”分七个部
分,从40亿年前地球演化开始,以化学和生物化学为“关键词”,描述了生命
的7个历程、7个层次的复杂性:1)化学时代;2)信息时代;3)原细胞时代;
4)单细胞时代;5)多细胞时代;6)心智时代;7)未知时代。值得注意的是,
在作者严谨的论述几近展示复杂生命充满“设计”之时,德迪夫却明确强调他
要努力排除“三论”:第一要排除生机论,即将活体视为一些有生命的精神的产
物;第二要排除目的论,即将生物学过程视为一种目的性活动;第三要排除特
创论,即求助于《圣经》所描绘的文学景象。德迪夫对自己的要求是,对地球
上生命起源和发育的每一步,都依据其祖先和物理化学原因作出解释,即生命
的出现与进化完全是“自然”过程,必须作出自然的而非拟人式的解释。
对这“七个时代”作者都依据最新文献作了生动描述,中译本全书有400多页。
我细读了引言和前三篇,对“最初的生命催化剂”、失氢案件、硫酯的可能作用、
“达尔文摆弄分子”、可能生命形式等印象深刻。但认为他对“线粒体夏娃”的
讲述不如道金斯的《伊甸园之河》;对“人工生命”的讲述过分简单。这里不可
能介绍关于7个时代的丰富内容,还是那句话:不能象读小说一样读科普。
这里简要评论德迪夫对生命产出“可几性”的看法。德迪夫在最后一章以两个
法国人德日进(1881-1955)和莫诺(1910-1976)为参照系,提出了自己的宇
宙生命观:宇宙是生命的温床,生命是可再现的,如给定某些条件,这几乎是
物质的必然表现。德迪夫声称自己完全反对德日进的观点,在科学意义上更接
近莫诺。但莫诺说宇宙并不孕育生命,生命的产生是完全偶然的、不可几的;
而德迪夫却认为宇宙孕育生命,“我们可以认为有数以兆计的过去、现在或者未
来生命灶存在”,“当我们仰望天空时,无论我们向哪个方向转动我们的眼睛,
那里都存在生命”。因此德迪夫认为自己的观点与莫诺及一些进化论学者关于生
命“难以置信的不可几”是矛盾的。
其实德迪夫的“生命无处不在”猜想与进化论者的不可几计算也许并不矛盾。
重要的一点是怎样定义生命。如果把“生命”只理解为我们地球上生命的样子,
那么漫长生命进化史的无数事件清醒地告诉我们(并使我们不得不确信),宇宙
中不太可能再有生命!即使让地球从40多亿年前重新演化一遍,也很难再产生
今天类型的生命,更不用说“没有羽毛的两腿直立的动物”(柏拉图对人的描述。
有一部《体质人类学》上还引述了一个匿名者的说法:“人是那种不饿时还能吃、
不渴时还能喝,一年四季都要做爱的动物。”),那么广义的生命是什么?可在不
同层次上进行定义。一种简单的定义为:可进行信息连续自复制并在复制过程
中保持拷贝的相对稳定性的实体或者虚体。
即使不包括虚体,可能的生命形式也是极其多样的,多到无法想象。假设把所
有可能生命形式想象为一个“相空间”,我们地球上的生命只对应于其中的一点
或者一个小区域(这与在什么层次上进行定义有关)。这个相空间中其它广大区
域中的生命可能是什么样子?从逻辑上看,那些“生命”虽然也是由宇宙尘埃
一步一步进化出来的(进化过程也受自然选择法则支配,达尔文的进化论可能是
宇宙的一般规律),但它们与我们相差甚远,不但与人类,甚至与地球上任何一
种生命也根本不同(地球上各种生命的亲缘关系远较我们想象的要近得多)。科
幻小说/影片中总是把外星人描写成人类的类似物,真是太缺乏想象力和科学知
识。
为了不至于太玄,举一个例子。地球上的生命从遗传信息编码的相似性可以推
断大家都来自共同的祖先。有了生命分子和RNA及DNA后,生命的进化在随机
突变和自然选择法则的控制下逐渐进化。对地球生命而言,构成蛋白质的氨基
酸只有20种,除一种(没有手性)以外另外19种都是“左手性”的。这种“非
典型”(随机序列用语)结果是相当奇特的。假设其他星球上的“类RNA”和“类
DNA”也是由4种碱基构成的,也是3个字母决定一种氨基酸(完全有别的可能
性,如有5种碱基),但20种氨基酸中全部或者有若干种具有“右手性”,那么
那里的“生命”与我们的生命完全不兼容。假设我们的宇宙飞船到了那里(这
不大可能),想以那里的“外星猪”(假设有的话)做食物饱餐一顿,是没用的。
因为吃了那种“肉”,根本不消化。童话中有艾丽斯《穿过镜子》的故事,但在
现实中这是根本不可能的。镜中的事物具有反射对称性,左手性在镜像中必是
右手性。在地球上,生命的镜像一定不是生命。但在宇宙尺度上,则可以设想
多种生命,包括与我们成镜像的生命,因为起初的进化完全有无数种不同道路
可以选择。
结论:生命发展史中偶然与必然始终交织在一起,归根结底我们无非是一堆原
子偶然碰撞的产物,但作为进化的一种暂时的局面(我们还要进化或者死亡)
我们竟具有了心智,能够反思自身,问“我在哪?从哪里来?到哪里去?”这
样可怕的大问题。我们既偶然出世,我们又必然到来;我们自惭形秽,我们也
敝帚自珍。
---- “我相信真相永远只有一个!” |
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