- 理性的力量:用科學的精神感觸世界
- 古哥古點
- 4500字
- 2024-01-05 18:04:29
2.基因和機器
自進化論問世以來,爭議從未停止過。進化論本身處在不斷地變化之中,時至今日,生物學界所論述的進化,已不同于達爾文時代了。([1])在所有的爭議中,有一個頗具禪意的謎題最為關鍵和有趣——進化的中心到底是什么?進化到底是體現在個體上還是群體上,抑或是作用在基因上?
在科技史上的日心說和地心說之爭中,哥白尼最后戰勝了托勒密。但是物理學家史蒂芬·霍金在他的《大設計》一書中卻提到,地心說和日心說本無所謂對錯,這只是一個運動描述參考系的選擇問題。無論以地球為中心還是以太陽為中心,都能得到一套正確、完整的計算天體運行規律的模型,只不過日心模型要簡潔得多。這樣的“中心”地位之爭,并不僅僅出現在天文學中,它也同樣出現在生物學的發展進程中。

1762年狄德羅《百科全書》中的制釘行業插圖。斯密在《國富論》中用鐵釘制作來說明行業分工的意義

冷凍暫停的生命進程
叛變的機器人
講一個科幻小故事。一家生物科技公司突然宣布能夠提供一種冷凍服務,將一個人裝在生命罐中以接近絕對零度的低溫冷凍起來,兩百年后,冷凍人可以結束封凍,逐漸蘇醒恢復神志。對于許多罹患絕癥或希望長生不老的人來說,肯定有意愿購買此項服務。這意味著,他們可以在兩百年中暫停生命進程,等到重生之時,說不定當時的醫療技術水平已經可以徹底解決疾病與衰老的難題。
假設你愿意購買此項服務,那么會產生一個顧慮:人在冷凍期間,外界需要持續不斷地供電以維持低溫,那么誰來保障電力供應得萬無一失呢?萬一公司為了節省成本用了不靠譜的臨時工呢?萬一你的護工看你不順眼,偷偷拔了插銷呢?萬一發生戰爭、地震之類的突發事件呢……為了打消客戶疑慮,該公司提出一個解決方案,用絕對聽話的機器人維護生命罐。一個生命罐配備一個專門看護的機器人,這些機器人被輸入了特定程序,會忠實地履行照顧各自主人的職責。機器人的設計壽命是三百年,完全可以滿足兩百年的保障需求。
有了這么貼心的設計,許多人開始放心地購買此項服務,客戶數不斷增加。其他公司看到這個業務如此搶手,也紛紛加入其中,市場競爭出現了。為了搶奪市場份額、爭取客戶,各公司都強化了各自推出的機器人性能。有的公司悄悄為自己的機器人植入了侵略性程序,在能源供應不足的情況下,可以襲擊其他公司的機器人,搶奪它們負責照看的生命罐的電源;還有些公司設計出了智能型機器人,可以根據具體環境趨利避害,躲避那些攻擊性機器人的偷襲。此外,還有能進行團隊合作的組合機器人,它們通過溝通建立組織,共同抵御侵略性機器人的襲擊。總之,在激烈的競爭環境下,市面上的機器人無論在體力還是智力方面,都變得越來越強大。
競爭壓力讓一些智能機器人逐漸進化出一種合作策略,那就是可以在資源緊張的情況下,通過相互間的電量調劑來共渡難關,即剩余電力多的機器人打開能量接口向剩余電力少的機器人供電,以增加整個機器人群組生存的總體概率,從而也更有利于機器人自身的生存。但這樣的做法卻使機器人陷入了一個道德困境:它為了自身安全而嚴重危害到機器人主人的存活。生命罐的能量會在輸電過程中減少,這是原始照顧程序絕不允許的。那么機器人在此時應該何去何從?是優先保障自身還是自己的主人?如果你是該項服務的購買客戶,當然會毫不猶豫地說:“必須先照顧我,讓我活下去!這還用問嗎?”但如果你是那個機器人呢?你的答案又會是什么?([2])
有人可能會說,這不過是個科幻故事,我怎么會成為機器人呢?可事實上,以某些生物學家的觀點看來,此時此刻正在閱讀故事的你,其實就是這樣一個機器人,而那個生命罐中的主人,就是你身體里的基因。這聽起來有點不可思議,與大多數人的觀點不同。關于這個爭議,一切要從我們腦海中的進化故事說起。
物種進化中心說
原始地球上的物理條件非常極端,各類化學小分子不斷地產生和分解。在某種機緣巧合的情況下,一些復雜的化學大分子產生了。([3])化學大分子們如同中了頭彩,恰好組合出某種具有可復制性的不可思議的精妙結構,其復制機理或許類似于現在的RNA分子。在這一可復制結構的基礎上,膜組織的偶然出現造就了最原始的單細胞生命。單細胞生命通過不斷地復制、組合,進化為多細胞生物。此后,通過千萬代的繁殖、遺傳和變異,在自然選擇作用下出現了越來越多樣、越來越高級、越來越復雜的生物,直到人類的登場。
這種認知的核心觀點是:物種都是逐步進化而來的,基因是人和其他物種延續后代、實現進化的手段。即物種是世界的主角,基因只是物種內部的組成成分,這就是物種進化中心說。
物種進化中心說非常自然且直觀,因為我們活在世界上,最容易感受到的就是形形色色的物種。人類文明出現以來,人們嘗試回答的都是“人從哪里來?生命從哪里來?我們和其他物種有什么關系?”諸如此類的問題。這些問題的共同之處,在于把現存世界上的各物種當作不同要素,希望理清要素之間的相互關系。這就好比天文學家追問天體間有什么關系,或化學家追問各種化學元素間是什么關系一樣自然。
牛頓揭示出天體運行依靠的是萬有引力,門捷列夫替人們排列出元素周期表,但更加石破天驚的,還是達爾文告訴我們的事實:所有的物種都來自進化。這意味著,所有的物種都有共同的祖先,它們的相互關系不是獨立的。就像天體,它們也不是排列的元素,而是長相各異的兄弟。
基因進化中心說
然而,當著名科普作家理查德·道金斯在20世紀70年代重新閱讀這個故事時,突然意識到一個關鍵點:所有的物種歷經無數的生育和死亡,究竟是為了什么?僅僅是為了延續后代嗎?雞生蛋和蛋生雞構成了一個循環,所以才好像無窮無盡,但是為什么一定要認為蛋是雞繁衍自己的工具呢?這個循環為什么不可以用另一種方式來解讀:雞是蛋延續自己的工具。理查德·道金斯并不是第一個如此設想的人,塞繆爾·巴特勒在1878年出版的《生命與習慣》一書中就說過:“母雞不過是一個雞蛋制造另一個雞蛋的方式?!彼裕麄€故事的角色關系突然出現了180°的翻轉,從“基因是人復制人的工具”,變為“人是基因復制基因的工具”。

一旦這個思路打開,再去看“人利用基因實現自我復制”的這種觀點,的確發覺有問題。其實,人類無法完全復制自己。因為有性繁殖的存在,我們的孩子只有一半的信息來自自己,而到了孫輩只剩下四分之一,依次遞減。若是到了第六代,原始基因的恩澤就只剩下區區1/64了,基本可以被忽略掉。這就像基思·斯坦諾維奇所說:“英國女王伊麗莎白二世是征服者威廉的直系后裔,但是她身上恐怕沒有一個基因來自幾百年前的老國王。”
現在可以來講述地球上的進化故事之理查德·道金斯版本。同樣是開始于地球原始湯,在古地球物理環境中產生了某種穩定結構的分子,它具有類似RNA的自我復制性,我們不妨稱之為復制子。早期復制子在拷貝時會出現大量差錯,眾多的變異開始出現,有些逐漸進化為在精確復制自身的同時又能保持較為穩定的變體。隨著復制子的數量越來越多,原始湯中的復制材料開始變得緊缺。老實巴交的復制子將越來越難以生存,而某些掠奪性分子通過破壞別的復制子來獲取復制材料,進而拷貝自身得以存活,這可以被理解為最早的捕食生命。稍后,總是被捕食的復制子進化出了膜結構,以保護自身免遭破壞,這標志著原始細胞的出現。而這個原始生命,實際上不過是一個為基因提供防御能力的機器。
在接下來的漫長過程中,基因為延續自身生存而開發出的機器越來越復雜,從單細胞機器變成多細胞機器;從低級生物機器變成高級生物機器;從普通機器變成一種叫作“人”的智慧機器。不管這些生命機器多么千姿百態,其本質上全都是裝載基因主人的容器,為主人而搏殺,為主人而工作,為主人而交配,并在主人的生命得到延續后被棄之不理。這就是大部分高級物種的平均壽命都僅僅略高于其最長生育年齡的原因?;蛟诓粩鄰椭浦械玫搅擞郎?,各類物種體內的一串串遺傳密碼才是真正生生不息的兄弟,物種不過是這些兄弟爭奪市場時研發出來的琳瑯滿目的商品?;虻膹姶髣撛煨裕屗鼈儫o須面對殘酷的自然環境,只需躲在舒適的軀殼內,便可遙控一切。從這個層面來看,你還覺得自己不是一個機器人嗎?

雞生蛋還是蛋生雞,這其實是進化過程中被人們爭論的一個有趣命題形式
如果覺得上述說法太過顛覆,可以來看另一個例子。人體內有大量的垃圾DNA。所謂垃圾DNA,就是占據了DNA鏈中的位置卻沒有明顯遺傳作用的DNA序列。為什么會存在這些無效用的基因信息呢?在很長一段時間里,人們一直搞不明白這個問題。其實從基因中心論來看,答案就很明顯了?;虻奈ㄒ荒繕耸鞘棺陨淼膹椭坪蜕孀畲蠡?。發明生存機器是一種手段,但如果能以更低成本的方式完成復制,又何必要去開發物種機器呢?因此,所謂垃圾DNA不過是搭便車的一些基因寄生者,它們利用別的生存機器復制自己,卻不須要負擔任何的制造成本,這就難怪看起來它們沒有任何的遺傳功能了。
基因利益和生存機器利益大部分時間是相同的,但是也有不一致的情況。雄孔雀的尾巴就是最有名的例子。一條又長又大的絢麗尾巴,無論是從運動、捕食,還是其他角度來看,都是雄孔雀軀體多余的負擔,唯一有利的是,它有助于得到雌孔雀的偏愛,提高獲得交配權的概率,而這正是雄孔雀的基因想要的。
當基因利益和生存機器利益沖突時,毫無疑問,基因肯定會要求生存機器忘掉自我優先照顧主人。這方面的例子很多,如雄性螳螂生育后會被雌性螳螂吃掉,母體會犧牲自身照顧幼兒,等等。但是當這種考驗擺在了人類這種高級機器面前時,情況卻出現了微妙的變化,機器好像有了私心,因為人類與其他物種不同,他們是一種弱約束下的生存機器。什么是弱約束呢?不妨以登陸火星的漫游車為例,加以說明。
在地球上開車或使用機械,大多是由控制者直接操縱,控制指令和動作之間的對應是即時性的,也是明確的。這叫作強約束系統。但是,若在火星上投放一輛漫步車,由于長達8分鐘的指令時延,和著陸過程本身的瞬息萬變,所以必須讓著陸器自主控制,人們只能提供一個基本目標和大概的行動規范,如要安全著陸、先打開降落傘、保持平穩、速度不要太快等,至于具體的動作指令,就只能交給漫步車自行管理了。這叫作弱約束系統。
弱約束通俗來講就是主體或代理機器應對復雜局面時,一種必然的策略選擇。具體的生存環境如此復雜,高級生命機器的控制程序必須靈活自主,不可能像強約束系統那樣準確地授受剛性指令。例如:2016年5月20日下午5點20分,在莫斯科餐廳進餐。萬一餐廳關門呢?萬一堵車延誤了呢?所以靈活的控制方式應該是軟性的:預計在某時刻到某處吃飯,有變動隨時處置。
弱約束的自由度會帶來一個巨大的隱患,那就是代理機器一旦有了自主意識,就有可能反過來違抗主體的命令。人類正是在自然進化過程中,產生的第一款開始對抗基因主人的生存機器。如今,人類想要反客為主,打算用轉基因技術顛倒生存機器與基因的主客位置。或許,這就是這么多人擔憂或反對轉基因的一個可能原因吧。因為如果接受轉基因的這個決策,就會違背多數人大腦當中被基因主人植入的基因優先程序。
我們究竟是基因的生存機器,還是基因是我們的繁衍工具,這個問題就像地心說和日心說一樣,是一體的兩面。然而,這種逆向思考的方式是值得推崇的。還記得郭德綱相聲里的一句臺詞:“泰坦尼克的沉沒,對于人類來說是災難,但對于廚房里的活龍蝦來說,不就是生命的奇跡嗎?”