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从时间的角度来看生命是什么

在拿到这本封面设计的很有创意的《生物与非生物之间》后,我用一晚上就读完了这本不算厚的小书。这本书文字考究,遣词优美。书中既有科研界的内幕揭秘,又有严肃的实验介绍。书的前半部分写的中学生都可以读懂,后面的涉及作者亲身从事的研究时,要想完全读懂对外行却需要查一些资料。但若是没有了这本书后半部分的案例,那么作者想在这本书中想要回答的大问题,即“生命是什么?”就成了纯粹的猜想。总体来说,这本书不止适合对生物学一知半解的外行作为科普书来读,从事生物研究的学生及科研工作者读来,也会有所收获。


然而要写好这本书的读书笔记却不是件容易的事,和这本书内容相关的书有两本,一本是薛定谔的经典著作《生命是什么》,福本伸一在《生物与非生物之间》也引用了薛定谔的这本书,并对其中的观点,结合自己的研究成果,给出了自己的修订。


而另一本与这本书内容类似的书是英国皇家科学院院士 Denis Noble的《生命的乐章:后基因组时代的生物学》,这本书同样提倡在系统的层面去观察生物,而不是将基因看成是生物的“本质”,反对简单的基因决定论,关于这本书,之后还会细细说起。


在混沌研习社上,搜狗的CEO王小川曾就 “公司如何向生物学习”进行过一番精彩的论述。而思考并试图回答“生命是什么”这个问题的过程,看似是务虚的纯学术讨论,其实这个问题你要想透了,是可以将你的回答跨界应用到日常生活中的。这篇小文会说说我通过这本书得到的一些关于认知迭代的不成体系的看法,文中会介绍《生物与非生物之间》的一些内容,之后会谈到我的思考。


区分一个物体是否是生物,或者是否曾经有生命,是一件对人来说很容易,但要说清楚是怎么判断的,却不是那么容易的一件事。你在公园看到一些用油漆伪装的树桩,但你能一眼把这些假货和真实的树桩上的年轮区分开。这个例子和《生物与非生物之间》中的小石子和贝壳的区别是一样的。我们说不清生命的定义是什么,只能找到生物体普遍的属性,例如自我复制,新陈代谢,细胞结构。但是将细胞中的分子拿出来看,细胞中的每一个分子都不过是一个零件,各自遵循着化学定律运转,这些定律在人工的系统也一样存在。于是决定了生命特异性的就应该是一个涌现的性质,一种动态机制。


回答生命是什么时,薛定谔给出的答案是负熵。但负熵多少是个有些不清不楚的伪概念,我们对熵是什么,能够给出公式来计算出一个系统确定的熵是多少,但是从食物中获得的负熵,却无法量化,也没有一个具体的表示机制。所以说负熵其实应该只被当成一个占位符(placeholder),生命是什么的答案,如果只是负熵,那未免有些太肤浅了。


根据《生物与非生物之间》这本书中的解释,生命的本质是动态的自我复制和自我更新。每个人吃进去的蛋白质,会被分解为氨基酸,用在构建在身体的各个细胞中承载着相应功能的蛋白质,人体内的蛋白质的寿命不过几天,人体就如同一个始终在不断自我更新的忒修斯之船,蛋白质都是由氨基酸组成,区别只在于氨基酸的排列组合不同带来的结构差别,不同的结构会由于物理定律的制约在不同环境下产生连接,最终的效果就是不同的蛋白质针对不同的环境发挥不同的作用。


而基因的作用,就是为蛋白质的更新工厂提供图纸。从进化的角度来看,基因理应被单独的考量,将这种细例度的视角形象化的表示出来,就有了自私的基因的说法。而若是从细胞的分子层面来看,基因则更像参加开卷考试的学生带的参考书籍,大部分内容是无用的,或者说有用的内容取决于你在书上做的标记和笔记(表观修饰)以及考试的内容(周围的环境)。不同的观察层次决定了符合情景的不同隐喻方式,任何的隐喻都应该考察其是从何处得来的。


而生命的本质这个问题,既可以是进化层面的物竞天择,也可以是分子层面的持续不断的自我更新。而将这两者联系起来的,则是“自强不息,厚德载物”这八个看似八杆子打不着的老话,而这里的联系也是回答生命是什么能带给我们的启示。


所谓自强不息,指的是生命维持秩序(对抗增熵)的办法是不断的破坏秩序,不是增强系统的耐久性与结构,而是让系统本身始终处于流动状态,你吃进去的蛋白质被分解成氨基酸,被用来构建新的蛋白质,而你的体重并没有相应的增加,这说明相同质量的旧的蛋白质被排出了体外。一个人,一个组织若是想要保持生机,需要考虑的也不应该是建立起一套能传承千年的具体规章,而应该是不断的从外界吸收新知,将其打碎了用于构建自己的认知,终身学习,终身欢迎打脸。


一个蛋白质可以有若干个卡口。会有多个蛋白质同时与一个蛋白质互补,从而发生连接。而你构建自己的知识网络时,也要给你的知识留好足够互补的“卡口”,让你的知识之间可以组成立体的拼图。生命的奇妙源于蛋白质间的相互拼图,每时每刻,这个拼图的部分都会有报废的地方,当机体出现异常的时候,拼错的拼图也需要被及时的清理出去,在外界环境发生变化是,生命也需要灵活的应对。既要维持内部的秩序,又要适应坏境,而这两者都建立在反馈循环之上。这对应在人的认知上,不断构建出的知识颗粒之间被预留了可以和其他领域的知识相互合作的接口,所谓厚德的德怎么解释,引用素书的一句话,德者,人之所得,使万物各得其所欲。让你不断构建的知识都有所去处,有各自适用的应用场景,而不是被你堆积在你的认知仓库(例如你的微信收藏夹),通过学以致用,来承载外物的变化。


最后总结一下,《生物与非生物之间》这本小书,读起来如同科学家和你唠家常一般平易近人。你也许会对书中的诸多实验表示看不懂,但你会对书中描写的科研界的八卦和吐槽感到会心一笑,比如作者会将老教授比喻为“死鸟”,也会吐槽博士后的待遇低。然而这本书指出人不能像操纵机器那样操纵生命,这未免会让人以为生命和非生命之间有着不可磨灭的界限,然而合成生物学的技术进步,以及我们对生命所遵循的规律的深入研究,使得人们逐渐变得可以去重建如同生命般具有动态平衡的复杂系统,人类目前可以从头合成出酵母的基因组,未来更可以重建出一个细胞,这在《生命的未来》这本书中有所介绍。从生命是什么这个问题中得到的思考应该使我们重视动态平衡的机制,学习以持续的重构以维持秩序,而不应是机械的将生命与非生命分开。


扩展阅读

生命的跃升

The vital question 读书笔记







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