生命的起源,是生物学问题,还是化学问题?

吴情
2019-01-30 看过

很多人童年时期想必都问过父母,自己究竟是怎么来到这个世界的。除了“迫使”父母撒谎,给自己留下持久的困惑与惊讶外,类似的问题,很快随着时间的推移而淡忘。但不可否认,对于生命,我们总是表现出无穷而强烈的好奇。天文学和航空航天的进步,更是让我们发现,浩瀚的宇宙当中,就我们面前所知,只有地球,太阳系中一个普通的行星上出现过无数生命,为何会如此?真的是上帝或智能设计者相中了地球所致吗?

有关生命起源的著作,数量着实可观,观点也不尽相同,给人以“乱花渐欲迷人眼”之感,茫然无所适从。在这种情况下,以色列本-古里安大学教授埃迪·普罗斯的《生命是什么》,或许能让人眼前一亮。在这本书中,普罗斯不仅详细探讨了生命与非生命的区别,并“逼问”我们这种区别意味着什么,甚至还追溯到了思维的可能与不可能问题(属于认识论的范围),并就生物学的本质、特点,以及未来前景给出了自己的看法。

通过观察身边的各种现象,我们可以隐约发现,在生命与非生命之间存在着无法跨越的鸿沟,后者缺乏前者在新陈代谢活动中展现的有序复杂性、目的性、动态性,以及多样性诸特征。这些特征是如何形成的?它们何以会造成如此大的差异?在继续后面的探索前,普罗斯暂时搁置了对它们的繁复讨论,回顾了历史上诸多有关生命的理论,使读者窥见,生命问题究竟该如何着手。

作为“在精神和实践方面都是一位尽心尽力的生物学家”,亚里士多德曾“用目的论的观点看待自然”,“简单来说,他发现了一个产生并维持生命的过程,这一过程暗示了生命的活动是目的导向的”,“这目的掌控着整个宇宙”。中世纪时期的欧洲,上帝成为至高无上的目的的终极来源或其本身。但16世纪的科学革命,即便不是摧毁了这一世界观,也给予其重创,这个时期的科学家认为,“自然是客观的,自然规律背后并不存在某种目的”。这奠定了此后自然科学的基本原则之一。

因此,从自然科学的角度看待生命的问题,应当是可取的途径。但到底该采用生物学,还是化学,抑或是物理的范式呢?在普罗斯看来,生命的起源,很大程度上“是一个化学问题,而化学问题只有通过化学(或是物理)理论才能找到最佳的解决方式”。当然,他承认著名生物学家查尔斯·达尔文的理论“自然选择”所具有的效力,至少是在宏观层面,但也强调,达尔文没能解决“非生命物质是通过什么方式转变为简单的什么形式”(他的确回答了简单的生命形式如何发展为复杂的生命形式)。

我们面临的有关生命(尽管对它的每个定义都存在破绽或不足,易遭人反驳)的核心问题是,“生命的设计、功能和目的是如何产生并融合到非生命的物质中去的”。关于这个难题,存在“复制优先”和“代谢优先”两种假说。前者认为,“地球上一旦出现了自我复制的物质,那么这些物质将朝着复杂化的方向发展,直到发展为基本的生命形式”,后者却强调,“代谢过程中的协调性能够自发形成,混乱的系统能够成为有序的系统”;二者都不完美,都必须面对热力学第二定律——大意是“有序的系统都将自发地朝着混乱的状态发展”——的悖论。

在这个地方,生物学遭遇到了“身份危机”,用其自己的术语无法解释自身,至少效力远远不敌化学。故不难理解,普罗斯会认为,“作为生物学基本范式的达尔文主义,不过是自然力量的广泛物理化学特征在生物学上的体现”,因此,生物学是并应当是化学的一个分支,而非自成一体,而有关生命的疑问,需要借助系统化学的研究成果,诸多生物学术语,其实严格说来应该由化学术语重新定义或解释。

关于生命的起源问题,也许短时间内无法找到所有研究者能够达成共识的假说或可能解释,虽然令人遗憾沮丧,但这就是事实。另外,这并不意味着关于生命的起源所作的各种猜想或假说毫无意义,它们至少表明我们的科学还有待进步(而非志得意满,认为掌握了一切奥秘)。无论如何,从非生命跨越到生命的巨大飞跃,永远值得惊叹。套用攀登珠峰的登山者的话,那就是,探索的原因在于,珠峰永远在等着他。

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