生命真正存在吗？

伤我心太深

从童年起，我就对生物很着迷。我在加利福尼亚北部长大，花了很多时间在野外玩耍，接触动物和植物。我和几个朋友会趁蜜蜂给花授粉时悄悄接近蜜蜂，用塑料袋套住它们，仔细观察它们黑曜石般的眼睛和金色的绒毛，然后放手，让它们继续采蜜。有时我会在后院自制简单的弓箭，用枝条做弓和箭杆，剥树皮做弓弦，用树叶做箭羽。爸妈带我去海滩玩时，我学会了快速挖到甲壳和节肢类动物的方法，因为海浪退去后它们会在藏身的地方吹出泡泡。我记得很清楚，上小学的时候，有一次到一片桉树林郊游，我看见成千上万只迁徙中的帝王蝶在林中憩息，挤在树枝上，形成棕色的大团，像枯死的树叶;偶尔看到一只翻动，露出里面鲜橙色的翅膀。

像这样的时刻，还有大卫·艾登堡主持解说的那些电视专题片，加深了我对地球生物的迷恋。我弟弟沉迷于积木，精心搭建复杂的过山车，我想的却是搞清楚我家的猫怎么看这个世界，为什么卧在那里发出呼噜声，毛皮、爪子和胡子是用什么做的。有一年圣诞节，我要了一本动物百科全书作为圣诞礼物，撕开包装纸一看，是一本巨大的书，可能有我体重的一半，我坐在圣诞树旁看了好几个小时。因此，我现在靠撰写自然和科学题材的文章为生，也就不足为奇了。

近来，我不禁又对笃爱的生物进行了再思考，并重新审视生命的意义。人们对生命进行研究的历史已很悠久，在研究生命的同时也在努力给它下定义。即使在今天，科学家仍然没能给出一个令人满意或被普遍接受的定义。我在思考这个问题时，想起我弟弟对积木过山车的热爱和我对猫的好奇，我们为什么把前者看成无生命的，而后者是有生命的？归根结底，它们不都是机器吗？当然，猫是一部极其复杂的机器，有令人惊异的行为，这大概是积木永远模仿不了的。但是在最基本的层面，一台无生命的机器和一台有生命的机器之间有什么区别？把人、猫、植物和其他生物归为一类，而把积木、电脑、星星和岩石归于另一类，这能行吗？我的结论是：不行。事实上，我认为生命实际上并不存在。

请允许我详细说明。

给生命下一个严格定义的正式尝试至少可以上溯到古希腊哲学家所处的时代。亚里士多德认为，生物与非生物不同，所有生物都有三种灵魂之一：植物灵魂、动物灵魂和理性灵魂，只有人类才有理性灵魂。基于肺、血液和神经器官，希腊解剖家盖伦提出了一种类似的“生命元精”系统。到了17世纪，德国化学家乔治·埃尔恩·斯塔尔和其他研究人员建立了一种学说，后来这种学说被称为活力论。活力论者坚称“生物体从根本上不同于非生命体，因为它们包含一些非物质元素，或受制于不同法则，与非生命体不同”，而且有机物质不可能来自无机物。随后的实验显示，活力论是完全错误的——无机物在实验室内和实验室外都可以转化为有机物。

科学家试图找出一组可以将生命体与非生命体区分开来的特定的物理属性，而不是给生物体附加某种非物质元素属性。现在，许多广泛应用的生物学教科书并没有给生命一个简洁的定义，而是用了一大串区别性特征，比如：秩序（生物体要么是由带不同间隔和细胞器的单细胞构成，要么是由高度结构化的细胞群组成）、生长发育（以一种可预见的方式改变大小和形状）、自稳态（维护区别于外环境的内环境，比如细胞调节自身酸碱度和盐浓度的方式）、新陈代谢（通过消耗能量成长并延缓衰老）、应激反应（对光、温度、化学物质或其他环境有反应而改变行为）、繁殖（通过克隆或交配来产生新生物，并且将遗传信息代代相传）和进化（一个物种随着时间的推移在基因组上的变化）。

这样一个清单根本没有任何逻辑可言。从来没有人能够成功地编制一组物理属性，将所有生物统一起来，并将所有被标记为非生命的排除出去，总有例外发生。例如，大多数人都认为水晶是非生命的，但是水晶具有高度组织性，而且还能生长。火也是，它能消耗能量而且会变大。相比之下，细菌、缓步类动物，甚至一些甲壳类动物可以进入长时间的休眠，在此期间它们根本不生长，没有新陈代谢和变化，但又不是严格意义上的死亡。怎么给树上掉下来的一片树叶归类？大多数人认为，树叶在树上时是活的，因为它的许多细胞一直在不知疲倦地做功，其中包括将阳光、二氧化碳和水转化为食物。但树叶从树上脱落的那一瞬间，它的细胞并没有立即停止活动。那么，树叶是在落地的过程中死的吗？或者落到地面时它死了？或者它所有的细胞都死了才算死亡？如果你从植物上摘一片叶子，把它保存在实验室里，让它获得营养，它还是生命吗？

这种两难的境地使得人们针对生命提出的每一种特性都备受考验。对环境反应的天赋不局限于生命体——人类设计了无数机器替我们对付环境，甚至用繁殖来界定生命也无济于事，许多动物个体无法独自生产。这里有两只猫，因为它们在一起能够生产小猫，所以是活的？那里有一只猫，因为它不能繁殖自己的基因，所以就不是活的？还有长生的灯塔水母这个特例，它可以在成熟体和幼年期之间无限更替。它这样徘徊不定，从常规意义上讲既不是在生产后代或克隆自我，也不是在老化，然而，大多数人承认它还活着。

那么进化呢？在像DNA和RNA这样的分子中存储信息并将这些信息传递给自己的子孙，以及通过改变遗传信息来适应不断变化的环境的能力，这对生物来说当然是独一无二的。许多生物学家都把进化看作生命的主要区别性特征。20世纪90年代初期，在美国航空航天局讨论在其他星球上寻找生命的最佳途径时，斯克里普斯研究所的杰拉尔德·乔伊斯和同事们为生命提出了一个定义，被广泛引述，即：一个有能力进行达尔文式进化的自我持续系统。这个定义清晰、简洁而且全面，可是管不管用呢？

让我们看一看这个定义是如何解释病毒的。因为病毒能使定义生命的问题复杂化，在这方面它比其他任何东西都厉害。病毒实质上是被包裹在蛋白质壳内的DNA或RNA分子链，没有细胞或新陈代谢，但是有基因而且能够演化。然而，乔伊斯解释说，为了构成一个“自我持续系统”，有机体必须包含繁殖和达尔文式进化必需的所有信息。由于这种限制，他认为病毒不满足这个操作定义。病毒必须侵入细胞并且以这个细胞为载体来复制自身。在最近的一次采访中，乔伊斯说：“病毒基因组只在宿主细胞的环境下演化。”

只要你好好想一想，就会发现美国航空航天局对生命的定义不能像其他定义那样容纳病毒的模糊性。虽然人们普遍憎恶生活在人体肠道内的寄生虫，但它是非常真实的生命形式，有繁殖所需的所有遗传信息;可是，如果人类肠道中没有它生存所需的细胞或分子供它窃取，它就不会繁殖。同样，病毒有复制自身所需的所有遗传信息，但是它没有必需的细胞机制。

蠕虫也差不多。蠕虫和病毒都必须在其宿主的“环境下”繁殖和进化。事实上，病毒比蠕虫的能力强得多。病毒可以立即行动，只要细胞核内有一点蛋白质就可以开始大规模复制，而蠕虫的繁殖则需要利用另一动物的整个器官，而且只有在蠕虫存活了足够长的时间来进食、生长并产卵时才会成功。所以，如果我们使用美国航空航天局的定义将病毒从生命领域撵出去，就必须进一步排除形形色色的寄生虫，包括蠕虫、真菌和植物。

如果把生命界定为一个能够进行达尔文式进化的自我持续系统的话，我们就不得不承认有些计算机程序也是有生命的。例如，利用遗传算法模拟自然选择来达到一个问题的最优解：这些位数组对特性进行编码、演化、互相竞争以便繁殖，甚至也交换信息。同样，像Avida这样的软件平台，能创造“由能够以类似DNA突变的方式改变数位构成的”“数位有机体”。换句话说，它们也能进化。密歇根州立大学的罗伯特·彭诺克在《发现》中告诉卡尔·齐默：“Avida不是对进化的模拟，它是进化的实例，达尔文思想的核心部分就在其中。这些东西复制、变异，彼此相互竞争，这就是自然选择的过程。如果这是生命定义的核心，那么这些东西也能算作生命。”

我认为乔伊斯的实验是对美国航空航天局的生命定义的又一次毁灭性打击。他和许多科学家一样，赞成一个被称为RNA世界假说的生命起源故事。地球上的所有生命都依赖于DNA和RNA。在现代生物体中，DNA储存用来构建蛋白质和分子机制所需的信息，共同组成活跃的细胞。起初，科学家认为只有被称为酶的蛋白质能够对构建细胞机制的化学反应起到催化作用。然而，到了20世纪80年代，托马斯·切赫和西德尼·奥尔特曼发现，许多不同种类的RNA酶（即核糖核酸酶）与各种蛋白质酶合作，阅读DNA中的编码信息，并逐个构建细胞的不同部分。RNA世界假说认为，地球上最早的生物体仅仅依赖RNA执行所有这些任务——既存储基因信息，又利用基因信息，无须DNA的帮助或蛋白质酶的环境。

它可能是这样发生的：近40亿年前，在地球的原生汤中，自由漂移的核苷酸（RNA和DNA的构建块）链接成越来越长的链条，最终产生核酶。其规模和复杂程度足以复制自身，因此比不能再生的RNA有更大的生存机会。简单的自组装膜包裹着这些早期的核酶，形成首批细胞。除了制造更多的RNA，核酶可能已经将核苷酸加入DNA链，核苷酸可能已自发地形成DNA。无论哪种方式，DNA取代RNA成为存储信息的主要分子，因为它更稳定。蛋白质无所不能，又变化多样，扮演了催化的角色。但是现代生物细胞仍然保留着原始RNA世界可能的残留物，例如，核糖体，还有一群把RNA当作主要遗传材料的病毒。

为了检验RNA世界假说，乔伊斯和他的同事试图制造曾经可能存在于地球原生汤中的自我复制核酶。进入21世纪后没几年，乔伊斯和特蕾西·林肯在实验室里构建了数以万亿计的随机自由浮动的RNA序列，类似于几十亿年前可能彼此竞争的早期RNA和偶然能够结合另外两个RNA片段的分离序列。通过这些序列间的对抗，该序列对最终会产生两个核酶，只要给它们提供足够的核苷酸，它们就可以无限复制。这些裸RNA分子不仅可以再生，而且还能变异和进化。比如，核酶已经改变了它的一小段遗传密码以适应变化着的环境条件。

乔伊斯说：“它们符合生命的操作定义，是自我持续的达尔文式进化。”但是，要说核酶真正活着，他也不能肯定。他想先看看自己的创造能否产生一个全新的行为，而不仅仅是更改它已经能够做得到的事情，然后才豁出去做想做的事。他说：“现在缺少的是它的创新能力，需要拿出新的解决方案来。”

但我认为乔伊斯没有那么相信核酶。进化是基因内一种随着时间的变化，人们不需要亲眼看到猪长出翅膀或者RNA组装成字母就能看到的活动。6000年至10000年前出现的蓝眼睛（仅仅是虹膜色素的另一种变异）就是进化的一个正常实例，就像第一只长羽毛的恐龙是进化实例那样合理。如果我们将生命界定为“有能力进行达尔文式进化的自我持续系统”，那么不承认能够自我复制的核酶或病毒是生命就毫无道理。但是，我的确看到一个观点完全丢弃了这个操作定义，以及其他所有关于生命的定义。

给生命下定义为什么这么困难？在过去的几百年里，科学家和哲学家为什么都没能找到一个或一组把生命体和非生命体明确区分开来的属性？因为这样的属性不存在。生命是我们发明的一个概念。从最基本的层面上来说，所有存在的物质都是原子及其组成粒子的排列。这些排列范围大，非常复杂，这一端是一个氢原子，另一端可能就是像大脑一般复杂的东西。我们在尝试界定生命时，在一个任意级别的复杂性上画一条线，宣布所有线上的东西是活的，而线下的都不是。事实上，这种分界在心理之外是不存在的，原子聚集突然变活时没有一个临界值，生命体和非生命体间也没有明确的分类特征。我们没能给生命下定义，是因为本来就没有任何东西可以定义生命。

我通过电话把这些想法告诉乔伊斯，有些紧张，预料他会笑，告诉我这很荒唐。他毕竟是帮助美国航空航天局给生命下定义的人物。但乔伊斯说过，说生命是一种概念是“完美的”，他同意界定生命的工作在一定程度上徒劳无益。这种操作定义实际上仅仅是为了表达上的方便。他说：“我们当时想帮美国航空航天局找到外星生命，在每一段使用‘生命’这个词时都要给它下个定义。”

科罗拉多大学博尔德分校的哲学家卡罗尔·克莱兰德用了很多年时间尝试界定生命，她也认为给生命下个精确定义的本能会误入歧途，但是她不愿意否认生命的物理现实。她认为最好的态度是把通常作为生命定义的标准当作尝试性标准，要下结论说生命没有本质和界定生命一样，目前时机尚不成熟。

目前真正需要的是一个“得到很好确认的、恰当的广义生命理论”。她拿16世纪的化学家打了个比方。在科学家还不知道空气、灰尘、酸和所有化学物质是由分子组成的时候，他们给水下定义费了好大的工夫，一一列出其属性——湿、透明、无味、可冻结、能溶解其他许多物质，但是一直到研究人员发现水是由两个氢原子和一个氧原子结合而成的之后，才能精确地描述其特点。无论是咸的、混浊的、被染色的、液体的还是凝固的，水总是H2O;也许会有其他分子混合在内，但让我们称为水分子的东西总是在那里。硝酸可能像水，但不是水，因为这两种物质有不同的分子结构。克莱兰德认为，为生命创造分子理论的等价学说需要更大量的样本，而截至目前，我们只有一个例子能够说明生命是什么，即地球上基于DNA和RNA的生命。试想，只通过观察斑马就创建一种有关哺乳动物的理论，那会是一种什么情况。在我们试图确定生命之所以被称为生命时，就是这样的情况。

我不赞同她的观点。在其他星球上发现外星生命无疑会扩展我们对生物如何工作和如何进化的理解，但这样的发现很可能不会有助于我们创建一种新的革命性的生命理论。16世纪的化学家不能准确地描述是什么将水和其他物质区分开来，是因为他们不理解其基本性质，他们不知道每一种物质都是由分子的特殊排列组成的。相比之下，现代科学家对地球上的生物由什么组成一清二楚，即细胞、蛋白质、DNA和RNA。将水、岩石和银器与猫、人类及其他生物的分子区分开来的不是生命，而是复杂性。科学家已经有足够的知识来解释为什么被我们称为生物的东西一般能办到的，非生命体却大多办不到（比如说，解释细菌如何复制自身并且快速适应环境，而岩石为什么不能），而无须宣称生命是这个，非生命是那个，并且两者从不相交。

认识到生命是一种概念并没有让被我们称为生命的东西失去光辉。这并不是说生物和非生命体之间没有实质差异。准确地说，在两者之间，我们永远找不到清晰的分界线，因为生命和非生命只是不同范畴的概念，而非现实。我小时候迷恋生命现象，现在同样迷恋，尽管现在我对生命有了新的理解。我认为，把我们所说的活着的东西联合起来的并非这些东西的内在属性。准确地说，这是我们对这些东西的感知、喜爱，属于我们的自大和自恋。

首先，我们宣布地球上的所有东西都可以分为两组：生命体和非生命体，我们认为哪个比较优越这也不是秘密。我们不但将自己放在第一组，而且坚持以自己为标准度量地球上的其他生命形式。一个事物，如果它与我们越相似，如移动、说话、感觉、思考得越多，在我们看来就越具有活力，尽管用来界定人类的特定属性显然不是定义生物的唯一方式（从进化的角度来说，甚至不是最成功的方式）。

说实话，如果被我们看作非生命的那些东西不存在，我们称之为生命的东西就不可能存在，两者相辅相成。如果我们能够以某种方式看到地球的根本现实，在同一时间的不同规模（即从微观到宏观）理解其结构，我们会看到世界是无数的沙粒，是一颗颤抖着的由原子构成的巨大球体。一个人可以将沙滩上无数几乎相同的沙粒堆成城堡、美人鱼或者任何可以想象的样子，同理，构成地球上万事万物的无数原子持续不断地聚集和分解自身，从而创造出不断变化的形形色色的物质。有些成群的微粒会成为山、海、云，有些会成为树、鱼、鸟;有些相对迟缓，有些的变化速度则快得令人不可思议，方式变化多端，而且极其复杂;有些会成为过山车，有些则成为猫。