第1章
生命體是如此奇妙

有生命和無生命的個體之間存在著驚人的差異，不過這兩種物質形式之間確切的聯系卻讓人難以把握。尤其是生命體中那精密而明顯的設計，引發了人們源源不斷的思考。生命的設計中所清晰展現出的創造力和準確性不亞于世界奇觀。比如，眼睛精密的結構及其虹膜光圈、具有調節焦距能力的晶狀體，以及連接到用于信息傳輸的視神經的光敏視網膜，都是大自然設計的經典范例。但這還僅僅是自然設計的冰山一角。隨著分子生物學在過去六十余年的飛速發展，我們發現自然的設計能力遠遠超出了我們的想象。核糖體就是一個很好的例子，核糖體是存在于所有活細胞中的細胞器。它們在細胞中成千上萬地存在，用于制造生命賴以生存的蛋白質分子。核糖體是一個高度組織化且精密的迷你工廠，它們高效地運作，通過連接上百個或更多的氨基酸，在短短幾秒的時間內大量生產長鏈狀的蛋白質分子。這個精密而高效的實體是一個直徑20～30納米的復雜化學結構，即僅僅200萬～300萬分之一厘米。試想一下，一個設備完善的工廠，卻僅僅存在于一個肉眼完全看不見的微小結構中，這確實讓人贊嘆。所以，來自以色列魏茨曼科學研究所的阿達·約納什（Ada Yonath）、劍橋大學分子生物學實驗室的萬卡特拉曼·拉馬克希南（Venkatraman Ramakrishnan）和耶魯大學的托馬斯·施泰茨（Thomas Steitz），由于闡明了核糖體的結構與功能于2009年獲得了諾貝爾化學獎。

和生命的設計能力同樣讓人嘆服的是它驚人的多樣性，這是人們靈感的持續來源。紅玫瑰、長頸鹿、蝴蝶、蛇、紅杉、鯨魚、菌類、鱷魚、蟑螂、蚊子、珊瑚礁等等，人們驚嘆于自然的奇觀及其不竭的創造力。自然界有上百萬個物種，這還沒包括一個隱秘的王國，也就是細菌的世界。那個看不見的王國本身就具有驚人且令人費解的多樣性，而它才剛開始進入人們的視野。生命的設計和多樣性不過是構成神秘而獨特的生命現象的眾多特質中的兩種。生命的許多特征非常引人注目，不費吹灰之力就可以發現。比如你不可能忽視生命的獨立性和目的性，就連我剛滿兩歲的孫女都不會忽視這些。她可以清晰地分辨出真正的狗和玩具狗。她會愉快地和玩具狗玩耍，但她會害怕真正的狗。她不確定有生命的狗會給她帶來什么意外。她很快就意識到玩具狗的行為是可以預測的，而真正的狗則擁有自己的意識。

生命還有一些特質，是乍看之下不那么明顯的（雖然實驗室中的科學家一望便知），這些特質也不斷地激發人們的求知欲，它們亟待科學的解釋。所以，如果我們想理解生命是什么，我們最好以思考生命體和非生命體的區別為起點，開始我們探索的旅程。最終，要理解生命，我們必須要理解它們所具有的特殊性質，包括這些性質本身以及它們形成的歷程。有些特質，就像我們即將看到的那樣，可以從達爾文主義的角度來理解，盡管關于這種解釋的爭議依然存在；另外的一些特質卻不能從這個角度來理解，它們的本質也始終令我們感到困擾。這些特質無疑曾困擾過20世紀偉大的物理學家們，包括玻爾、薛定諤和維格納，因為它們似乎有悖于基本的現代科學原理。生命還有一些特質連生物學家們也完全束手無策。否則我們該如何理解卡爾·烏斯前段時間描述生命時所說的那段話呢？“有機體是洶涌的洪流中一種堅韌的模式——這是存在于能量流中的模式。”這個晦澀且近乎神秘的說法是由20世紀頂尖的分子生物學家所提出的，他也正是被稱為“生命的第三王國”的古菌的發現者。烏斯的說法再次證明，生命的特質是一個棘手的問題。

所以，我們面前有這樣一個有趣的現象：生物學家們致力于學習生命系統，他們能夠深刻領會生命的復雜性，甚至已經成功觸及了關鍵問題，卻依然對什么是生命感到疑惑。那些對大自然有深刻理解的物理學家也同樣感到困惑。雖然他們都在努力地探索著生命問題的本質，但我們也只能說“生命是什么”這個延續了3000年的謎題，至今仍然是一個謎。那么就讓我們以思考生命與眾不同的特征，以及這些特征為何如此奇妙為起點，開始我們探索的旅程吧。