他不能理解無法被創造的東西，於是自己設計生命

生命是什麼？「合成生命」是可能的嗎？它意味著什麼？要了解這些，你需要花點時間。

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作者：紀宇彪

• 《生命的未來：從雙螺旋到合成生命》

• Life at the Speed of Light from the Double Helix to the Dawn of Digital Life

• 克雷格·文特爾 著
• 湛廬文化·浙江人民出版社

• 69.90 元

生命是什麼？「合成生命」是可能的嗎？它意味著什麼？要了解這些，你需要花點時間。

2012 年 7 月 12 日，克雷格·文特爾應聖三一學院的邀請到都柏林發表演講。這本《生命的未來》的部分內容就是在聖三一學院演講的基礎上寫成的，分「生命是什麼」「生命的合成」「生命的未來」三個部分。那場演講距離著名物理學家埃爾文·薛定諤初次發表他的《生命是什麼》才短短 70 年——「說起來這只不過相當於一個人的生命周期」，文特爾這樣說。

被神化和妖魔化的文特爾

出生於美國猶他州鹽湖城的克雷格·文特爾少時在學習上不用功，後來他回憶起早年歲月時說：「我只是還沒準備好上學，這種情況一直持續到我 50 歲。」那時候的他，只想一輩子做個在沙灘邊自由自在的流浪漢。時間到了 1966 年，儘管他反對越戰，文特爾還是被徵召為美國海軍的一員。在 3000 多名新兵的智力和技能測試中，這位不學無術的年輕人竟然拿到了最高分，因此文特爾無需衝鋒陷陣，被挑選到了醫務組。他在越戰中倖存，22 歲的他進入了加州大學聖迭戈分校，6 年後他奇蹟般獲得了生化學學士、生理學博士和藥學博士。

1990 年，文特爾參與到總投資 30 億美元的「人類基因組計劃」[1]，但因「人類基因組計劃」懷疑他發明的「霰彈測序法」的準確度，在 1998 年文特爾憤然離開美國國家衛生研究院，用 3.3 億美元的私人投資創辦了塞萊拉公司，一人單挑「人類基因組計劃」的 6 國科學家，聲稱要在 3 年內完成人類基因組序列的測定。當時運轉了 8 年的「人類基因組計劃」僅完成了 3% 的測序任務，兩年後，文特爾宣布塞萊拉公司已經完成了測序工作。

塞萊拉公司董事會覺得開發新葯比發展基因測序工作更有前途，因此把文特爾掃地出門。隨後文特爾創辦了自己的研究院繼續研究合成生物技術，到了 2010 年 5 月，文特爾研究所宣布，他們利用人工合成的基因組創造出了世界上第一個人造細胞。這位再次受到全世界矚目的科學家對著媒體說：

在這顆星球上所有能夠自我複製的生命體中，我們首次擁有了這樣的一員——它的父母，是一台電腦。

在 1993 年，一位在科學領域內聲名卓著的諾貝爾獎得主和文特爾見面時，對他說了這麼一句：「我原本以為你頭上還長著角呢！」文特爾意識到他在媒體面前，似乎也被妖魔化了——因為他挑戰了一些東西。

薛定諤之問——生命是什麼？

文特爾心目中認定的現代生物科學誕生的時間和地點，是 1943 年 2 月的都柏林。

埃爾文·薛定諤[2]他當時也在聖三一學院舉辦一系列講座，題目是《生命是什麼：活細胞的物理學觀》。他第二年就講座內容寫出了《生命是什麼》這本小冊子，這本書試圖讓人們只利用物理和化學原理就搞清楚活細胞內部發生的各種事件。文特爾認為這本書的偉大在於「薛定諤從一個全新的角度對生物學的核心問題進行了正面衝擊：遺傳以及生物體是如何利用能量來保持自身『有序』的？……薛定諤發現，染色體一定包含了『很多種能夠決定個體發展完整模式的密碼本（code-script）』」。

即便到了今天，形形色色的「活力論」[3]依然湧現，它就像宗教一樣，並不會隨著新的科學發展輕易自行消失。這種難以撲滅的神秘主義甚至反過來拖了科學的後腿。活力論者強調細胞的神秘「湧現性」[4]而非 DNA。

而在薛定諤看來，「當前的物理學和化學明顯表現出了『無能為力』的狀態，但這絕不能成為我們合理懷疑這些事件可以用物理學和化學方式來解釋的理由。」

但依然有繼續致力於研究「生命」的科學家，比如約翰·馮·諾依曼進一步發展了圖靈的思想，構想出一個能夠自我複製的機器；又比如沃森和克里克在 1953 年發表論文描述了優雅的雙螺旋分子結構。

他促成了第一個人造細胞的誕生

在 1998 年之後的測序工作中，文特爾發明的「霰彈測序法」類似生活中玩的拼圖遊戲，先將整個基因組打亂，切成隨機碎片，然後測定每個小片段序列，最終利用計算機對這些切片進行排序和組裝，從而確定它們在基因組中的正確位置。文特爾利用這個方法快速完成了流感嗜血桿菌和生殖支原體的基因組測序。那如何合成一個完整的基因組呢？

文特爾把第一個合成基因組的目標瞄向了生殖支原體，這種生命體的基因組擁有 582 970 個鹼基對，合成的精確度要求是每 10 萬個鹼基對中的錯誤少於一個。有趣的是，他們為了和原始基因組區分開來，像藝術家給自己的作品簽名那樣給新的基因組也留下簽名。他們設計了一些「水印序列」——它們能夠拼出「J.克雷特·文特爾研究所」和「合成基因組學」以及投身到這個研究領域項目中的那些關鍵科學家的名字。

他們用氨基酸對應英文字母給 DNA 設計了一套密碼系統，書寫了自己的名字和郵箱，還替這條人造染色體建立了自己的網頁，甚至也把網址也在遺傳序列中。你在其中一個水印中還可以找到喬伊斯的小說《一個青年藝術家的畫像》中的句子：「去生活，去犯錯，去跌入低谷，去取得勝利，去在生命中創造出生命。」在另外一個水印中還有量子物理學家費曼所說的「我無法創造的事物，我就無法理解。」

2010 年他促成了第一個人造細胞的誕生。從此，他被稱作「人造生命之父」。

「我無法創造的事物，我就無法理解。」

「未來應該是美好的，從每年都會舉行的國際基因工程機器設計大賽（iGEM）中，我們可以體會到這個願景。」文特爾從參與者身上看到了希望。iGEM 的比賽獎盃是一塊碩大的鋁製樂高磚——象徵著「生命可以通過將子程序組裝在一起的方式構建出來」這個理念。參與者要想拿到獎盃，就必須用一系列標準的 DNA 子程序組裝成新的東西。

文特爾贊同人們去「設計生命」，但設計和創造新的生命形式也會不斷提出一些重要的倫理問題。文特爾舉出了阿西莫夫的「機器人三定律」，他認為完全可以用「合成的生命形式」一詞替代定律中的機器人。

社會上甚至還出現了一些「生物黑客」（biohacker）——他們想不受任何約束地操控生命的軟體，但文特爾說：「我最害怕的並不是技術的濫用，而是我們根本就不會使用任何技術。」

生物學家理查德·道金斯就薛定諤思想的基礎上提出了「伊甸園之河」這個能喚起我們想像的形象比喻。這條緩緩流淌的河流由信息以及能夠創造出生命的編碼構成。

是的，浪漫的比喻和神秘主義固然是迷人的，但如果人們永遠只滿足於此，而不試圖用專業的、冰冷的知識去探求譬喻背後的東西的話，那我們就都是活力論者了。

* * *

[1] 人類基因組計劃，人類對自身密碼的終極探索，而且其中隱藏著治癒癌症、艾滋病等疑難雜症的最終答案。從 1985 年開始籌備，美英法德日中等 6 個國家的頂級科學家，共同參與了這個萬眾矚目的計劃。

[2] 埃爾文·薛定諤（Erwin Schr?dinger，1887 ~ 1961）是量子力學中波動方程的提出者，並因此獲得 1933 年的諾貝爾獎，10 年後，他把他所有的注意力都集中到了生物學領域的一個核心問題上。

[3] 活力論，也稱生命力論（英語：Vitalism，又譯為生命主義、生氣論、生機論、生機說、生命力）在人類歷史上存在長久的歷史，一般認為「生命力」學說在 1828 年維勒成功由氰酸銨合成尿素後被推翻。生機論者的基本立場是：有生命的活組織，它依循的是攸關生機的原理（vital principle），而不是生物化學反應或物理定理；生命的運作，不只是依循物理及化學定律。生命有自我決定的能力。

[4] 湧現，是指細胞大於組成它的分子的總和，而且在特定的環境有特定的表達形式。

* * *

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