從時間的角度來看生命是什麼

在拿到這本封面設計的很有創意的《生物與非生物之間》後,我用一晚上就讀完了這本不算厚的小書。這本書文字考究,遣詞優美。書中既有科研界的內幕揭秘,又有嚴肅的實驗介紹。書的前半部分寫的中學生都可以讀懂,後面的涉及作者親身從事的研究時,要想完全讀懂對外行卻需要查一些資料。但若是沒有了這本書後半部分的案例,那麼作者想在這本書中想要回答的大問題,即「生命是什麼?」就成了純粹的猜想。總體來說,這本書不止適合對生物學一知半解的外行作為科普書來讀,從事生物研究的學生及科研工作者讀來,也會有所收穫。

然而要寫好這本書的讀書筆記卻不是件容易的事,和這本書內容相關的書有兩本,一本是薛定諤的經典著作《生命是什麼》,福本伸一在《生物與非生物之間》也引用了薛定諤的這本書,並對其中的觀點,結合自己的研究成果,給出了自己的修訂。

而另一本與這本書內容類似的書是英國皇家科學院院士 Denis Noble的《生命的樂章:後基因組時代的生物學》,這本書同樣提倡在系統的層面去觀察生物,而不是將基因看成是生物的「本質」,反對簡單的基因決定論,關於這本書,之後還會細細說起。

在混沌研習社上,搜狗的CEO王小川曾就 「公司如何向生物學習」進行過一番精彩的論述。而思考並試圖回答「生命是什麼」這個問題的過程,看似是務虛的純學術討論,其實這個問題你要想透了,是可以將你的回答跨界應用到日常生活中的。這篇小文會說說我通過這本書得到的一些關於認知迭代的不成體系的看法,文中會介紹《生物與非生物之間》的一些內容,之後會談到我的思考。

區分一個物體是否是生物,或者是否曾經有生命,是一件對人來說很容易,但要說清楚是怎麼判斷的,卻不是那麼容易的一件事。你在公園看到一些用油漆偽裝的樹樁,但你能一眼把這些假貨和真實的樹樁上的年輪區分開。這個例子和《生物與非生物之間》中的小石子和貝殼的區別是一樣的。我們說不清生命的定義是什麼,只能找到生物體普遍的屬性,例如自我複製,新陳代謝,細胞結構。但是將細胞中的分子拿出來看,細胞中的每一個分子都不過是一個零件,各自遵循著化學定律運轉,這些定律在人工的系統也一樣存在。於是決定了生命特異性的就應該是一個湧現的性質,一種動態機制。

回答生命是什麼時,薛定諤給出的答案是負熵。但負熵多少是個有些不清不楚的偽概念,我們對熵是什麼,能夠給出公式來計算出一個系統確定的熵是多少,但是從食物中獲得的負熵,卻無法量化,也沒有一個具體的表示機制。所以說負熵其實應該只被當成一個佔位符(placeholder),生命是什麼的答案,如果只是負熵,那未免有些太膚淺了。

根據《生物與非生物之間》這本書中的解釋,生命的本質是動態的自我複製和自我更新。每個人吃進去的蛋白質,會被分解為氨基酸,用在構建在身體的各個細胞中承載著相應功能的蛋白質,人體內的蛋白質的壽命不過幾天,人體就如同一個始終在不斷自我更新的忒修斯之船,蛋白質都是由氨基酸組成,區別只在於氨基酸的排列組合不同帶來的結構差別,不同的結構會由於物理定律的制約在不同環境下產生連接,最終的效果就是不同的蛋白質針對不同的環境發揮不同的作用。

而基因的作用,就是為蛋白質的更新工廠提供圖紙。從進化的角度來看,基因理應被單獨的考量,將這種細例度的視角形象化的表示出來,就有了自私的基因的說法。而若是從細胞的分子層面來看,基因則更像參加開卷考試的學生帶的參考書籍,大部分內容是無用的,或者說有用的內容取決於你在書上做的標記和筆記(表觀修飾)以及考試的內容(周圍的環境)。不同的觀察層次決定了符合情景的不同隱喻方式,任何的隱喻都應該考察其是從何處得來的。

而生命的本質這個問題,既可以是進化層面的物競天擇,也可以是分子層面的持續不斷的自我更新。而將這兩者聯繫起來的,則是「自強不息,厚德載物」這八個看似八杆子打不著的老話,而這裡的聯繫也是回答生命是什麼能帶給我們的啟示。

所謂自強不息,指的是生命維持秩序(對抗增熵)的辦法是不斷的破壞秩序,不是增強系統的耐久性與結構,而是讓系統本身始終處於流動狀態,你吃進去的蛋白質被分解成氨基酸,被用來構建新的蛋白質,而你的體重並沒有相應的增加,這說明相同質量的舊的蛋白質被排出了體外。一個人,一個組織若是想要保持生機,需要考慮的也不應該是建立起一套能傳承千年的具體規章,而應該是不斷的從外界吸收新知,將其打碎了用於構建自己的認知,終身學習,終身歡迎打臉。

一個蛋白質可以有若干個卡口。會有多個蛋白質同時與一個蛋白質互補,從而發生連接。而你構建自己的知識網路時,也要給你的知識留好足夠互補的「卡口」,讓你的知識之間可以組成立體的拼圖。生命的奇妙源於蛋白質間的相互拼圖,每時每刻,這個拼圖的部分都會有報廢的地方,當機體出現異常的時候,拼錯的拼圖也需要被及時的清理出去,在外界環境發生變化是,生命也需要靈活的應對。既要維持內部的秩序,又要適應壞境,而這兩者都建立在反饋循環之上。這對應在人的認知上,不斷構建出的知識顆粒之間被預留了可以和其他領域的知識相互合作的介面,所謂厚德的德怎麼解釋,引用素書的一句話,德者,人之所得,使萬物各得其所欲。讓你不斷構建的知識都有所去處,有各自適用的應用場景,而不是被你堆積在你的認知倉庫(例如你的微信收藏夾),通過學以致用,來承載外物的變化。

最後總結一下,《生物與非生物之間》這本小書,讀起來如同科學家和你嘮家常一般平易近人。你也許會對書中的諸多實驗表示看不懂,但你會對書中描寫的科研界的八卦和吐槽感到會心一笑,比如作者會將老教授比喻為「死鳥」,也會吐槽博士後的待遇低。然而這本書指出人不能像操縱機器那樣操縱生命,這未免會讓人以為生命和非生命之間有著不可磨滅的界限,然而合成生物學的技術進步,以及我們對生命所遵循的規律的深入研究,使得人們逐漸變得可以去重建如同生命般具有動態平衡的複雜系統,人類目前可以從頭合成出酵母的基因組,未來更可以重建出一個細胞,這在《生命的未來》這本書中有所介紹。從生命是什麼這個問題中得到的思考應該使我們重視動態平衡的機制,學習以持續的重構以維持秩序,而不應是機械的將生命與非生命分開。

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生命的躍升

The vital question 讀書筆記


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