《生命傳》，[英]菲利普·鮑爾 著，王喬琦 譯，中信出版集團出版

如果要給生命找一個類比，來直觀地描述和體現其運作機制，你會怎么選擇？

早期的科學家常常用機器來類比生物體，這個不妥當的比喻顯然過時了。后來，人們借用了技術革命的偉大產物——計算機。不過，這個類比也不準確，甚至充滿了誤導性。

事實上，人類制造出來的任何技術產品都不適合用來類比生物體。生命的復雜性超出了我們此前的想象，任何簡化都會帶來諸多問題。這就是我們為什么需要一種全新的生物學，來幫助理解神秘又復雜的生命運作機制。作者在本書中就探索了這一新的生物學，揭示出基因、蛋白質、細胞、組織和神經系統等每一個層級都有自身的規則和原則，生命正是自這些層級的相互作用與協同運作中涌現。

>>內文選讀

下文節選摘編自該該書“序言”

2000年6月26日，時任美國總統的比爾·克林頓宣布，科學家繪制了第一幅人類基因組序列草圖。也就是說，他們推導出了構成人類DNA（脫氧核糖核酸）的基本化學構件（約30億個堿基對）是按照何種順序串聯在一起的。克林頓說：“此時此刻，我們正在學習上帝創造生命的語言。”

他錯了，但錯的地方不（只）是你想的那樣。

當然，大家對政客說錯話（包括但不限于科學領域的情況）都司空見慣了。不過，當時在場的兩名科學家也沒有立刻糾正克林頓。相反，其中一人——彼時的美國國家衛生研究院院長、曾任美國前總統喬·拜登的科學顧問的弗朗西斯·科林斯——表達了同樣的觀點，為人類掌握了閱讀“自身說明書”的新能力而歡欣鼓舞，畢竟，“此前掌握這項能力的只有上帝”。

許多科學家都會因為這些言論宗教色彩濃重而感到憤怒，但實際上，這還不是問題所在。（除非你是無神論者，或是神學家。）時至今日，提到人類基因組，“生命的語言”和“人類的說明書”這兩個比喻仍是最常出現的。完成（幾乎）全面分析人類基因組任務的，一是人類基因組計劃（HGP）這個國際項目，二是生物技術企業家克雷格·文特爾私人資助的并行計劃。文特爾也出席了克林頓宣布這項成就的儀式，他曾公開聲明自己是個無神論者。

圖源：視覺中國

20多年過去了，事實表明，人類基因組計劃聯盟提供的信息，以及后續對數萬個人類個體基因組的測序結果，正是生物醫學研究的重要資源。當然，這就是人類基因組計劃一直以來的愿景和重要任務。這些信息不僅讓我們距了解生命本身這個目標稍近了一點兒，更是在某些方面向我們證明：人類與真正實現這個目標之間的距離比我們預想的遠得多。因為，即便真的存在某種類似生命語言的東西，我們也不可能在基因組中找到——基因組與人類制作的任何說明書都不一樣。

然而，這類帶有誤導性的基因組比喻一如既往地流行。其中，“藍圖”的比喻是流傳最廣的，其背后的含義是：這30億個字符串構成的“密碼”中蘊含著構筑人體的方案，我們只要知道如何破譯密碼就好了。

實際上，“密碼”這個概念本身就暗示基因組類似計算機程序，是生命運行的某種神秘算法。我們甚至賦予“生命之書”這個比喻更為具體的物理含義：基因組由總共109本不同的書構成，分為23卷（每一卷代表一對人類染色體），每一頁上都密密麻麻地寫著由4個字母（A，T，C，G）按各種順序組成的文字，這4個字母就是構成DNA的基本組分。我很樂意讓讀者自行判斷哪本書——你正在讀的這本或圖中的那本——更清楚地描繪了生命的運作機制。我這本書的目標就是詮釋為什么上述比喻都不恰當，為什么它們需要更新，以及為什么只有拋棄這些不恰當比喻，才能理解生命的運作機制。另外，本書也會嘗試用更合適的比喻代替現有的誤導性比喻。實際上，關于基因組本身的比喻從來就沒有少過，比如樂譜或劇本。在諸多比喻中，有一些比我們最常見到的“密碼”和“生命之書”更為貼切，但沒有一個是完美的。關鍵在于，為了解釋生命的運作機制而探究基因組，很像是為了理解文學作品而查閱字典——當然，這個比喻也不完美。

當生物學家被問到為什么基因組（既有我們人類的，也有許多其他物種的）解碼工作沒有為我們認識所謂的生命過程提供多少真知灼見時，他們通常會表示，事實證明，解碼基因組比預想的復雜得多。荷蘭生物學家貝·維林加整個職業生涯都在研究基因如何影響生命與健康。2018年，他在退休時說：“（完成人類基因組計劃后）我們覺得搞定了一切。當然，現實證明并非如此。實際上，不確定的問題反而更多了。”

維林加還相當尖銳地補充說：“說實話，我之前真的認為細胞和分子之間的關系應該會簡單一些（就像基因及其編碼的分子之間那樣）。”實際上，我們都是這么認為的。人類基因組計劃很大程度上也是基于這種想法啟動的。諷刺的是，這個項目本身反而成了一個證明我們應該放棄這種幻想的絕好證據。

然而，放棄這種幻想并不一定就是投降——在令人困惑無比的諸多問題面前，維林加似乎屈從了。相反，人類基因組計劃的發現恰恰像是一封邀請函，上面寫著：“這個問題當然不簡單！我們怎么能想象生命本身究竟是什么樣子呢？但是，我們在基因組中發現的是何等輝煌、巧妙且有用的創造力啊！”

圖源：視覺中國

我們尤其不能把生命等同于計算機這種特殊的機器。誠然，生命會執行某種計算，也確實可以用信息論（這個理論的提出是為了描述現代信息技術）相當好地理解生物學的關鍵特征。此外，將生命比作機器，有時是一種思考生命過程中各個部分具體運作方式的有效途徑，我偶爾也會做這樣的類比。稱我們的細胞擁有類似泵、發動機、傳感器、存儲器和讀出設備的功能，確實是一種淺顯易懂的說法。然而，這迥然不同于現代生物學研究的一種發展趨勢——通過將生物體與電路、計算機或工廠類比，來討論生物體的基本特征。就目前的情況而言，沒有任何計算機的運作方式與細胞類似，至于計算機未來是否會向此方向發展（或者說，仿照細胞工作模式是否會成為設計和制造計算機的一種好方法）則更是遠沒有定論的事。實際上，迄今還從未出現任何與生命系統足夠類似的人類技術制品。生命是一種與任何機器都不同的實體，有自己的邏輯，無法用別的事物做類比。

在整個生物學歷史中，如何定義“生命”始終是一個懸而未決的問題，并且至今都沒有形成公認的答案。不過，描述生命實體的最佳方式之一就是不借助我們通常認為可以定義生命的任何特征或屬性，比如自我復制、新陳代謝和進化。相反，生命實體本身就是意義的創造者。生物體從環境（包括自己的身體）中挖掘對它們有意義的事物，比如水分、營養成分、適宜的溫度。毫不矯情地說，按同樣的邏輯推導，對人類來說，這些有意義的事中還有一件是愛。

把生命類比成機器之所以會失效，一大關鍵在于，細胞在分子尺度上工作，而分子世界的情況與日常世界大為不同。分子運動隨機、不可預測、充斥著噪聲，在這些混亂的特性面前，生命與其說是在努力維持秩序，不如說是在嘗試充分利用這種特性。生命蓬勃發展的基礎便是分子層面的噪聲與多樣性，是偶然出現的意外和波動。要是分子失去了這種混亂的特性，生命就無法運作。

因此，沒有任何特別的地方供我們尋找生命運作方式的答案。生命是一種多層級過程，每個層級都有自己的規則和原理：基因有基因的規則，蛋白質有蛋白質的規則，細胞、組織及其他身體模塊（比如免疫系統和神經系統）也各有規則。對生命來說，這些規則都不可或缺，而且沒有優先級、重要性之分。就像諾貝爾獎得主、生物學家弗朗索瓦·雅各布寫的那樣：“生命可不是一種單一組織，而是一系列像俄羅斯套娃那樣互相嵌套的組織。每一種組織內部都隱藏著另一種組織。”

因此，正如法國巴黎高等師范學院生物學教授米歇爾·莫朗熱所說：“生物功能是在跨越全部生命尺度（從分子到整個生物，甚至要囊括所有生物群落）的各種復雜組織結構中產生的。只有在這種層級結構中才能找到復雜生物功能的起源與解釋，而不是在簡單分子組分這種基因表達的直接產物中尋找。”生命生來就與“眾多”二字聯系在一起。

這種模式竟然真的有效，這確實令人驚詫。如果你和比爾·克林頓一樣，認為創造生命的榮耀屬于上帝，那么我希望你能體會到一點：上帝應該比人類基因組計劃所體現的聰明得多，創造力也強得多。如果你覺得不必將生命同上帝聯系在一起，那么我建議你細細品味生命的精巧與神奇。