“虐貓狂魔”薛定諤的世紀(jì)之問有望破解？
《弗蘭肯斯坦》（1931）劇照
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人體構(gòu)造這一大自然的杰作曾引起我特殊的興趣；其實(shí)，我對任何有生命的動(dòng)物都懷有強(qiáng)烈的興趣。我常常向自己提出這樣一個(gè)問題：生命究竟是怎樣起源的？這是一個(gè)十分大膽的問題，歷來被認(rèn)為是個(gè)不解之謎。
——《弗蘭肯斯坦》
1818年，瑪麗·雪萊創(chuàng)作了《弗蘭肯斯坦》，它被認(rèn)為是科幻小說的開山之作。
年輕科學(xué)家弗蘭肯斯坦癡迷于科學(xué)，搜尋來人體骨骼和動(dòng)物肌體，創(chuàng)造出一個(gè)人造人，卻又因?yàn)樗某舐刹蓝鴴仐壛四莻€(gè)“怪物”。
第一部科幻小說未必是完美小說，但它的主題樸素地反映著，假如人類擺脫了科學(xué)的束縛，第一個(gè)想實(shí)現(xiàn)的是什么?！陡ヌm肯斯坦》的主題正是那個(gè)最根本的問題——生命源自何處？我們?nèi)绾尾拍芟裆系垡粯又圃焐?/p>
數(shù)千年來，這些問題讓亞里士多德、達(dá)爾文、埃爾溫·薛定諤等開拓人類知識(shí)邊疆的偉大心靈苦苦思索，也成為物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、哲學(xué)等人類核心知識(shí)的交叉點(diǎn)。假如不是因?yàn)槿祟愰L久地沉迷于這個(gè)問題，那么諸多學(xué)科或許都不會(huì)誕生。而如何看待這個(gè)問題，也將影響我們?nèi)绾慰创陨砼c宇宙。
20世紀(jì)40 年代，另一位知名的物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤撰寫了一本標(biāo)題引人注目的書——《生命是什么》（What is Life？）。該書在一開頭便談到了這個(gè)問題，薛定諤寫道：
在一個(gè)有機(jī)體的空間范圍內(nèi)，發(fā)生在時(shí)間和空間中的事件該如何用物理和化學(xué)來描述？初步的答案……可以概括如下：當(dāng)今的物理和化學(xué)雖然在描述這些事件上無能為力，但并不代表這樣的事件不能被這些科學(xué)所描述。
幾十年過去了，雖然這些年來伴隨著諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單不斷加長，人類在分子生物學(xué)領(lǐng)域獲得了巨大的進(jìn)步，但是我們?nèi)匀焕_于薛定諤那簡單而直接的問題，它的確讓人感到困惑。
埃爾溫·薛定諤《生命是什么》，這本小書啟發(fā)了數(shù)代科學(xué)家 圖片來源：wikipedia
生命體和非生命體一樣，都由沒有生物活性的“死”分子構(gòu)成，但是這些分子在一曲完整的“生命大合奏”中相互作用的獨(dú)特方式，形成了十分獨(dú)特的結(jié)果——包括我們在內(nèi)的所有生命體的誕生。
盡管半個(gè)世紀(jì)以來分子生物學(xué)取得了巨大進(jìn)步，但它沒有讓我們明白生命是什么。幾十年前，當(dāng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA并對它的研究愈發(fā)細(xì)致，人們曾樂觀地以為答案將隨著基因的解碼一同揭開。人類基因組計(jì)劃在2000年完成，當(dāng)時(shí)比爾·克林頓在白宮的儀式上宣稱：“如今，我們可以學(xué)習(xí)上帝創(chuàng)造生命的語言?！?/p>
不過，所謂的“生命的語言”顯然還沒有得出令人滿意的結(jié)果，我們知道大量的分子機(jī)制、代謝路徑、膜的生物合成方法，我們了解了許多過程和部件。但是，我們依然不清楚是什么給予了細(xì)胞生命。那通往“應(yīng)許之地”的大門卻仿佛依然遙不可及。就像沙漠中的海市蜃樓一樣，地平線處那象征著綠洲的棕櫚樹在閃爍著微光，當(dāng)這一切仿佛觸手可及的時(shí)候，這景象又消失了，徒留我們?nèi)ンw會(huì)對未知世界難耐的焦渴。
達(dá)爾文的進(jìn)化論解釋了生命如何從簡單生命發(fā)展為復(fù)雜生命，卻沒有解釋最初的簡單生命是從哪里來的 圖片來源：wikipedia
所以，到底是什么造成了這持久且令人不安的困境？
簡單的事實(shí)就是，哪怕是像細(xì)菌細(xì)胞一樣至為基本的生命系統(tǒng)，都是一個(gè)高度組織化、遠(yuǎn)離平衡態(tài)的功能性系統(tǒng)，而在一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中則存在成千上萬個(gè)不同分子和分子聚合物之間的互動(dòng)，有的分子本身就具有驚人的復(fù)雜性。這一切都發(fā)生在數(shù)千個(gè)同步進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。
哪怕是最簡陋、最原始的細(xì)胞，都比人類當(dāng)今最先進(jìn)的機(jī)器更精密。如此精密的“納米工廠”，為何能在40億年前誕生在荒涼的地球上？像物理學(xué)家保羅?戴維斯說的，沒有生命，這是理所當(dāng)然的，但生命卻出現(xiàn)了。
難不成，那些像精密工廠一樣的活細(xì)胞完全是隨機(jī)組裝而成的？這種狀況發(fā)生的可能性，用宇航員弗雷德·多伊爾的話說——和一陣狂風(fēng)刮過垃圾場，垃圾就組成了一架波音747的概率差不多。
關(guān)于生命的主要問題就在于此，正如我們會(huì)覺得冷藏室、集能設(shè)備、電池、壓縮機(jī)和制冷劑等部件能自發(fā)地組裝成一臺(tái)功能正常的電冰箱是一件難以置信的事情，即使所有的部件都已經(jīng)齊備，一個(gè)自發(fā)形成的高度組織化、遠(yuǎn)離平衡態(tài)的微型化學(xué)工廠同樣令人難以置信。不僅基本常識(shí)告訴我們一個(gè)高度組織化的個(gè)體不會(huì)自發(fā)形成，一些基本的物理學(xué)法則也反復(fù)說明著同樣的道理——系統(tǒng)傾向于朝著混亂和無序的狀態(tài)發(fā)展，而不是秩序和功用。難怪20 世紀(jì)偉大的物理學(xué)家們?nèi)缬冉稹ぞS格納、玻爾、薛定諤等都覺得這個(gè)問題十分令人困惑。生物學(xué)和物理學(xué)在這個(gè)問題上似乎互相矛盾。
1974年，在發(fā)現(xiàn)DNA 的20 年后，著名科學(xué)哲學(xué)家卡爾·波普爾認(rèn)為生命起源的問題是“一個(gè)科學(xué)無法跨越的障礙”。
因發(fā)現(xiàn)DNA而廣為人知的弗朗西斯·克里克曾在《生命》（1981）中興致勃勃地設(shè)想，生命的產(chǎn)生可能符合“胚種論”——這個(gè)極端的觀點(diǎn)認(rèn)為地球上的生命起源于太空，是由太空的外星生命形式帶到地球上播種的。胚種論的主要問題在于，它只不過是把問題轉(zhuǎn)嫁到了一個(gè)無法定位的宇宙空間，而無論生命是在哪里產(chǎn)生的，根本的問題依然沒有改變：生命是如何從無生命物質(zhì)中產(chǎn)生的？
物理學(xué)和生物學(xué)在這些問題上沒能取得理想的進(jìn)展，但在物理與生物之間起到橋梁作用的科學(xué)——化學(xué)——能夠回答這些有趣的問題，即便這答案還不夠完備。對生命是什么的深刻理解，除了能回答我們是誰、是什么的問題之外，更將給我們帶來對宇宙本質(zhì)及其基本法則的洞見。
（本文部分整理自《生命是什么：40億年生命史詩的開端》）
內(nèi)容簡介
革新薛定諤同名經(jīng)典，與《自私的基因》一起入選“牛津科普里程碑”的大師小書。探尋生命起源的非凡旅程，沒有一個(gè)公式的詩意科普。
“生命是什么？”當(dāng)你腦中浮現(xiàn)這個(gè)疑問，意味著你來到了物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、哲學(xué)等人類核心知識(shí)的交叉口，也意味著你與亞里士多德、達(dá)爾文、埃爾溫?薛定諤等開拓人類知識(shí)邊疆的偉大心靈來到了同一個(gè)謎的面前。
生命，哪怕是至為簡單的生命，都像精密的機(jī)器一樣復(fù)雜。在這顆原本寂寥的星球上，無數(shù)復(fù)雜、美麗、多樣的生命是從何而來？40億年前，究竟發(fā)生了什么？
沒有繁瑣的公式，也不會(huì)贅述基因或者化學(xué)反應(yīng)的種種細(xì)節(jié)，埃迪?普羅斯用他詩意而貼切的比喻，帶你跨越學(xué)科的門檻，直面生命的本質(zhì)問題，讓我們看到在40億年前生命誕生時(shí)刻的壯麗風(fēng)景。
這場生命探索的旅程，將幫助我們更深刻地思考我們是誰，以及生命和宇宙的意義。
制版編輯 | 皮皮魚
