第一号染色体 生命(1)

太初有“词”。这个词以自己携带的信息充斥了整个海洋，永不停息地复制它自己。这个词发现了如何重组化学物质，以便抓住熵的潮流中微小的逆流并给它们以生命。这个词把我们这个星球上的陆地从布满灰尘的地狱变成了郁郁葱葱的天堂。最终，这个词到达了鼎盛期，巧夺天工地造出了一种粥样的、被称为人脑的机器。这个机器发现并意识到了这个词的存在。每次我这么想的时候，我的那个粥样的机器就翻腾个不停。地球有40亿年的历史，我却幸运地活在当今这个时代；地球上有500万个物种，我却幸运地生为一个有意识的人；地球上有60亿人，我却荣幸地生在发现了这个“词”的国家；在地球所有的历史、地理环境与生物环境中，偏偏就在我出生的5年前、距离我出生的地方只有200英里处，我这个物种的两个成员发现了DNA的结构，从而揭示了宇宙中最大、最简单而又最惊人的秘密。如果你愿意，你可以嘲笑我的激情，就当我是个可笑的物质至上者吧：居然对一个缩写词【指DNA。——译者注】都肯倾注这么大的热情。不过，跟着我到生命的源头去看看吧，我希望我能够让你相信这个词是多么迷人。1794年，博学的诗人、医生伊拉斯谟·达尔文（ErasmusDarwin）这样问道：“远在动物存在之前，地球和海洋就充满了植物；远在某种动物存在之前，其他动物就已存在。在这种情况下，我们能否假设：所有的有机生命都源自于，且仍然产生于，同一种有活性的纤维？”这样一个猜想在那个时代被提出来，让人惊愕。不仅仅是因为“所有有机生命都有共同来源”。这一大胆假说比他的孙子查尔斯【查尔斯·达尔文：19世纪英国生物学家，1859年出版《物种起源》，提出所有生命共同起源、变异和自各选择使得物种多样化的观点，是现代进化学说的奠基人。——译者注】有关这一题材的书还早了65年，也是因为“纤维”这一古怪的用词。确实，生命的秘密就是在一条纤维里。但是，一根纤维怎么就能创造出有生命的东西？生命是不大好定义的，但是所有生命都有两种能力：复制自己的能力和制造秩序的能力。有生命的东西都能够造出跟自己差不太多的拷贝：兔子生兔子，蒲公英生蒲公英。但是兔子还会干一些别的。它们吃的是草，却能将其转化成兔子的骨与肉，不知怎么一来，就在混沌随机的世界里造出了有秩序有复杂性的身体。它们并没有违反热力学第二定律——在一个封闭的系统里所有事物都倾向于从有序变成无序。这是因为兔子不是一个封闭系统。兔子是靠消耗大量能量才得以建立一个有序的、复杂的局部结构——它的身体的。用爱尔温·薛定谔（ErwinSchr?dinger）【20世纪著名物理学家，写过一本更为著名的小册子——《生命是什么？》。这本小册子启发过包括沃森和克里克在内的对生命的各种现象作研究的人的思路。——译者注】的话说：生命是从环境里“把秩序喝进来”的。生命的两种能力，关键都在于信息。复制的能力之所以有可能存在，是因为存在一种“配方”，里面有制造一个新的身体所需要的信息。兔子的卵就带有组装一只新兔子的指南。通过新陈代谢来创造秩序同样也靠的是信息——用来建造和维修制造秩序的机器的指南。一只有生殖能力和代谢能力的成年兔子，是由它的生命纤维预先规划设计好的，正如一个蛋糕是在烘蛋糕的配方里就规划设计好了。这个想法可以直接追溯回亚里士多德。他曾说过，鸡的“概念”是隐含在鸡蛋里的，而橡树把自己的计划直接传达给了橡实。亚里士多德的这种模糊的信息学观念，在被物理学与化学埋没了多年之后，又被现代遗传学重新发现。麦克斯·德尔布吕克（MaxDelbruck）【20世纪美国遗传学家，现代遗传学的奠基人之一。——译者注】曾开玩笑地说：这位古希腊哲人应该因为发现了DNA而被追授诺贝尔奖。DNA的纤维就是信息，是一种用化学物质的密码写成的信息，每一个字母都是一种化学物质。而且，DNA密码事实上是用一种我们能够理解的方式写的，这真有点令人大喜过望。就像书面英语一样，遗传密码是写在一条直线上的线性语言；就像书面英语一样，遗传密码是数码式的，意思是说每一个字母都同等重要。更有甚者，DNA的语言比英语简单多了，因为它的字母表里只有四个字母，按惯例被称为A、C、G和T。当我们现在知道了基因就是用密码写的“配方”之后，就很难想象在过去只有那么少的人曾经想到过这一可能性。20世纪的上半叶有一个没有被回答的问题在生物学里一再出现：什么是基因？当时，基因简直是神秘莫测。让我们回到——不是DNA对称结构被发现的1953年，而是此前10年——1943年。10年之后在破解DNA的秘密上做了最突出工作的人，那时候都在干别的。弗兰西斯·克里克（FrancisCrick）当时在朴次茅斯（Portsmouth）那边设计水雷；只有15岁的“神童”詹姆斯·沃森（JamesWaston）刚刚在芝加哥大学注册读本科，而且已立志用自己的一生去研究鸟类学；莫里斯·威尔金斯（MauriceWilkins）在美国协助研制原子弹，罗萨琳·富兰克林（RosalindFranklin）则在替英国政府工作，研究煤的结构。【这四人是在1953年发现DNA结构上贡献最大的科学家。罗萨琳因罹患癌症于1958年去世，年仅37岁，另外三人于1962年获得诺贝尔生理学及医学奖。——译者注】还是1943年，在奥斯维辛集中营，约瑟夫·门格尔（JosefMengele）【第二次世界大战期间最臭名昭著的纳粹医生，在波兰的奥斯维辛集中营在犯人身上进行人体实验，对犯人进行了惨无人道的折磨，有“死亡天使”的称号。——译者注】正对孪生子们进行致命的折磨，他的“科学研究”其实是对科学研究的一种极其恶劣的嘲讽。门格尔是在试图理解遗传学，但他的优化人种论已经被证明不是正确的途径。门格尔的实验结果对他之后的科学家是没有用处的。1943年，在都柏林，一个从门格尔那种人手下逃出来的难民、大物理学家爱尔温·薛定谔，正在圣三一学院讲授一个名为“什么是生命”的系列讲座。他是在试图定义一个问题。他知道染色体载有生命的秘密，但是他不知道染色体是怎样储存生命秘密的。“就是这些染色体……以某种密码写就的程序，储存了每一个体发育的整个模式，以及发育成熟之后每一个体应有的功能。”他说，基因那么小，小得不可能是任何其他东西，而只能是一个大分子。他的这一见解影响了一代科学家——包括克里克、沃森、威尔金斯和富兰克林——去攻克一个顿时不再是无从下手的难题。但是，已经如此接近答案的薛定谔却偏离了轨道。他认为这个大分子之所以能够成为遗传物质的载体，是由于他心爱的量子理论。而他对自己这个想法执迷的研究最后被证明是走进了一条死胡同。生命的秘密跟量子没有任何关系。关于生命的答案并不出自物理学。