生命的征象：生物分子

随看随想

生命的产生使人困惑，生命的奥秘让人沉醉，除了哲人从宏大的思想层面进行思索之外，科学家的探索也让我们目醉神迷。在这个意义上，科学显示出强烈的人文性。我们在了解分子生物学探索生命奥秘的过程中，能够加深对生命的认知。分子之间相互协作呼应之复杂，让我们想到人类的社会机制，我们是不是在不自觉地呼应身体最深层的奥义，而这正是宇宙法则神奇之所在呢？（杨赢）

科学家与诗人达成一致令人略感欣慰。1949年，英国生物学家J.B.S.霍尔丹因“什么是生命”这个问题陷入了深深的思考。在文章开头处，他这样坦陈：

我并不打算回答这个问题。其实，我甚至怀疑究竟有没有可能对这个问题给出个完满的回答。因为我们都知道活着的感觉是什么，就像我们能感觉到红色、疼痛和力气。我们却无法用别的什么词语描述它们。

艾米莉·狄金森说得更加简练：自然真意人皆悟，道常无名未可言。

而霍尔丹则继续探索道：生命是种化学过程的模式。这种模式有特殊的性质。它和火焰燃烧的模式相似，但又比火焰多了自我调节的功能……因此，当我们说生命是一种化学过程的模式时，我们说出的内容确切而且重要……但若要全然照此解释生命，则无异于把生命还原成机械作用，我相信这是不可能的。

生命是否只是些相互作用的分子，极其繁复却也能从原理上阐释？抑或生命还涉及更多的东西？我们还不知道。科学家采用自底向上的方法来研究，他们做出尽可能少的假设，只提出能够加以检验的学说。这种方法会不会最终触及一个极限，那之后科学再也无力延伸，这我们说不清。不过，现今这样的终点还没有明显出现。生命——我们可以宽泛地将其定义为能够繁殖、能够对外部条件做出反应并从环境中获取养分的有机体——确实有可能仅仅只是分子及分子间的关系而已。而且，这种可能性确实极大。不过这并不令人失望，反而是非同凡响的。分子们串通一气竟然能创造出《李尔王》，正是这种无限的可能造就了这个神奇的世界。

可是，我也认为人类的思想（更不用说思想所创造的奇迹）永远不可能仅用分子的理论来解读，就像我们也不可能用字母表来解读李尔王。大多数科学家也都相信如此。现象是分层级的，我们不可能只考虑发生在第一梯级上的事情，然后就理解所有梯级上的事情。无论我对晶体管工作原理了解得多么透彻，我都不可能从中推断出为什么电脑会死机。如果我播下种子没有发芽，那最好应该考虑土壤中养料、湿度和温度的问题，而不该对种子进行基因分析。从事科研的很多技能都有赖于弄清你在研究哪一个层级，进一步讲就是要明白什么与研究相关，什么无关。

在我们探索生命世界的分子之前把这些说清楚很有必要，因为生物学的分子观点常常被贴上还原论的标签，即试图在基因的分子层面上解释生命的方方面面。有时候，分子观点确实是推进研究的最佳方法，因为分子毕竟是生命基础的最小功能单元。但如果我们像多数科学家一样能够同意，在阶梯上降到微观世界层级就必须抛弃其他范围的关于生命的问题和答案（比如意识是什么），这样的下降就不会引起明显的异议了。

实际上，通过分子观点这条途径，我们还能更清楚地认识我们自身的自然基础。分子生物学帮助人们填补上了查尔斯·达尔文进化论的主要鸿沟，即自然选择的机制问题。分子生物学至少让我们略知一二，生命如何出现在这遍布气体、岩石和水的星球上。它拯救了生命，缓解了痛苦。它帮助我们理解，为什么药物并非总是如愿发挥效用，为什么抗生素的滥用会培养出超级病菌，艾滋病毒怎样为非作歹。对生命分子的研究成为20世纪后半叶的主流科学，而且看起来还将在我们未来的生活中发挥更显要的作用。这个科学领域中的知识可能将会越来越普及，而不再是奢侈品。

人们一度认为，有机化学和别的化学不一样。19世纪早期，不少科学家相信有机物质是生命有机体中生命活力发生作用的产物，化学家是不可能在实验室中仿制的。但到了1818年，颇有名望的瑞典化学家约恩斯·雅各布·贝采里乌斯从生命活力的思想中隐约看到了某种循环证明，阻挡了人们进一步发展的希望：

从我们的观点来看，动物体内多数现象的原因都隐藏得很深，永远无法找到。我们将这些潜藏的原因称作生命活力。和很多其他的概念一样，前人欺骗性地导向这样的论点只是徒劳，而我们为自己则创造出这个词语，不能附加新的观念。

紧接着，贝采里乌斯又提示我们怎样更上一层楼：

这种生命的力量，不是我们身体的组成部分，也不是身体的某种机能，也不是一种简单的力量。实际上，它是身体机能与原料之间相互作用的结果……

这正是关键。理解生命的分子基础，与其说是要去搞懂生命分子都是些什么，不如说是要理解生命分子相互间做些什么。生命的分子本性并不是一场陈列，而是一支舞蹈。在后面的章节中，我会叙述其中的一些舞步。而在这里，我想简要地介绍部分角色。

在霍尔丹的时代，人们常将生命看作一系列化学变化，就像是把实验室里的玻璃仪器连成巨大的网络。科学家们相信，一切的关键就在于代谢作用，即我们如何从食物中获取能量。但是，光把细胞的组分分子提纯扔到锅里可造不出有机体来。现代的分子生物学则关注时间与空间下的组织。生命分子在细胞各个隔间中是如何排布的？它们怎样在周围移动？它们怎样相互沟通来统一步调？我们现在之所以能够提出这些问题，正是因为我们已经可以在分子层面上来研究细胞，对工作的分子进行测量和拍照。于是，细胞成为了一个社群。

不过这个社群可是相当复杂的。分子生物学的困难之处与理论物理学并不相同。它的概念并不陌生、抽象，或者在数学上很艰深。分子生物学之所以困难，是因为同时发生的事情太多。当我们的分子机器运转错误时，我们会有惊吓甚至休克的反应，但更惊人的是它竟然还是完全可以运转。分子机器经常如此，它设计的目标就是要十分牢靠，以面对这个世界的变迁。分子机器里有检查点，有安全机制，有备用预案，还有细致的记录存档。没有任何人造机器能达到细胞这般缜密的组织程度。

（选自菲利普·鲍尔《牛津通识读本：分子（中文版）》，刘熙译，译林出版社2010年版）

《中国教师报》2021年09月08日第9版