第一章 制造一個人要花多少錢

“多像個天神!”

——威廉·莎士比亞，《哈姆雷特》

很久以前，還在美國念初中的時候，我記得生物老師教過，構成人體的所有化學物質，花上差不多5美元，就可以在五金店買到。我不記得實際的數目了，可能是2.97美元，也可能是13.5美元，反正即使是放在20世紀60年代，那也是筆小錢。我還記得當時自己大吃一驚：居然只要花這幾個錢，就能造出一個像我這樣滿臉疙瘩的懶家伙？

這件事讓人深感丟臉，以至于這么多年我一直難以忘懷。問題是：這是真的嗎？我們真的只值這么點錢嗎？

許多權威人士(你或許可以把這里的“權威人士”解讀為“星期五都沒人可約會的科學系本科生”)嘗試過許多次(主要是為了好玩)，計算構建一個人要花上多少材料費。近年來最值得尊敬、最全面的一個嘗試，或許來自皇家化學學會。它在2013年的劍橋科學節上，計算了構建演員本尼迪克特·康伯巴奇(Benedict Cumberbatch)必需的所有元素要花多少錢。(那一年，康伯巴奇是科學節的客座導演，用起來正趁手，而且他也算是個有著典型體格的人類。)

總的來說，根據皇家化學學會的計算^[1]，構建一個人需要59種元素。其中6種——碳、氧、氫、氮、鈣和磷——占了我們身體的99.1％，其余的大部分元素都有點出人意料。沒有體內的鉬，或者釩、錳、錫和銅，誰會想到我們不完整呢？必須說的是，我們人類對部分元素的需求量其實非常少，只能以百萬分之幾，甚至十億分之幾來度量。例如，身體中每出現999,999,999又1/2個其他所有原子，其中就只有20個鈷原子^[2]和30個鉻原子。

人體里最多的成分是氧，占可用空間的61％。所以說，幾乎2/3的我們是由這種無味氣體組成的，這似乎有點違反我們的常識。我們之所以不像氣球那么輕盈有彈性，原因是氧大多跟氫相結合(氫占了你的另外10％)，構成了水——而水，重得嚇人，如果你曾試過搬動一個兒童戲水盆，或是穿著完全濕透的衣服走過路，你就一定會知道水有多沉。自然界中最輕的兩種東西——氧和氫——組合成了一種很重的東西，這個事實不免讓人覺得有些諷刺，但這就是你作為人的本質。氧和氫也是你體內較為廉價的兩種元素。假設你的體形跟本尼迪克特·康伯巴奇相當，你體內的氧價值8.90英鎊，氫價值16英鎊多一點。你里面的氮(占2.6％)單價更高，但按體內的含量，僅值27便士。但之外的一切就相當昂貴了。

根據英國皇家化學學會的數據，你需要大約30磅的碳，這將花費44,300英鎊(對各種元素，他們只用純度最高的那種。英國皇家化學學會可是不會用便宜貨來造人的)。鈣、磷和鉀，雖然需要的量極少，但它們會讓你的價值再增加47,000英鎊。其余的大多數元素，每單位體積的價值更加昂貴，好在你只需要很微小的分量。釷的價格差不多是每克2000英鎊，但因為它只構成了你的0.0000001％，所以，按你的身體所需，你用21便士就能買到。你需要的所有錫，價值4便士，而鋯和鈮只花你2便士。0.000000007％的你是釤，但它顯然都不值得你花錢，在皇家化學學會的賬本上，它的登記費用是0.00英鎊!

在我們體內發現的59種元素里，有24種傳統上被稱為“基本元素”，因為我們沒了它們真的不行。其余的則好壞參半：有些顯然是有益的；有些興許有益，但我們說不準是哪些方面有益；其他的既不有害也不有益，只是搭了個便車；只有極少的幾種是徹底的壞家伙。例如，鎘是體內最常見的第23種元素，占你體重的0.1％，但毒性嚴重。我們擁有它不是因為身體渴望它，而是因為它通過土壤進入了植物，而我們吃植物時也順便攝入了它。如果你住在北美，你可能每天會攝入大約80微克的鎘，它對你可沒有半點好處。

人體在元素水平上的絕大部分運作方式，都是我們至今仍在研究的課題。把你體內幾乎所有的細胞抽出來，它們還包含100多萬個硒原子，但不久之前，還沒有人知道硒原子的用途。我們現在知道，硒能制成兩種重要的酶^[3]，高血壓、關節炎、貧血、某些癌癥都與缺少硒有關，甚至還可能使精子數量減少。因此，為體內加入一些硒(堅果、全麥面包和魚類中的硒很豐富)是個好主意，但要是攝入過多，你的肝臟會受到無可挽回的毒害^[4]。跟生活中的大部分事情一樣，找平衡是一樁微妙的活計。

總的來說，按皇家化學學會的說法，構建一個全新人類的全部成本(以親切的本尼迪克特·康伯巴奇為樣板)是個非常精確的數字：96,546.79英鎊。當然，勞動力和增值稅會進一步提高成本。用不到20萬英鎊換一個能帶回家的本尼迪克特·康伯巴奇，應該是個很合理的價格——考慮到方方面面的情況，這不能算一筆大錢，但顯然比我初中老師說的區區幾美元要貴多了。據說，2012年，美國電視網PBS在老牌科學節目《新星》(Nova)里^[5]播出了名為《尋找元素》(Hunting the Elements)的一集，做了一項和英國皇家化學學院完全相同的研究，計算出人身體內基本組成要素的總價值是168美元。這說明了一個隨著本書的推進會變得越發明顯的觀點：有關人類身體的各種細節，往往都十分不確定。

當然，這其實并不重要。無論你花多少錢，也不管你怎么精心地裝配材料，你都沒法用這些材料造出一個人來。你可以把現在在世或者已經去世的所有最聰明的人都召集在一起，賦予他們人類知識的總和，他們也沒法制造出哪怕一個活體細胞，更別說復制出本尼迪克特·康伯巴奇了。

毫無疑問，最叫我們震驚的事情是：我們只是一堆惰性成分，就跟你在一堆泥土里找到的東西一樣。我之前在另一本書中說過，這里不妨再說一遍：構成你的元素唯一特殊的地方，就在于它們構成了你。這是生命的奇跡。

在這顫悠悠的溫暖肉體里，我們延續著自己的存在，而且將之視為理所當然。我們中有多少人知道脾臟在哪兒，它是干什么的？哪怕只知道個大概也行。肌腱和韌帶之間的區別是什么？我們的淋巴結是做什么的？你認為自己一天里會眨多少次眼睛？500次？1000次？顯然，你一點兒概念也沒有。聽好了，你每天眨眼14,000次^[6]——相當于你在清醒的一天里閉著眼長達14分鐘。然而，你從來沒想過這件事，因為每一天的每一秒，你的身體都承受著次數幾乎無法量化的任務：10¹⁵次、10³⁰次、10⁴⁸次、10⁶³次(a quadrillion，a nonillion， a quindecillion，a vigintillion，這些都是真實存在的尺度)。在你根本來不及注意的一瞬間，發生了數量大得超乎你想象的事情。

在一秒之間，或者說，就在你開始讀這句話之后，你的身體已經制造了100萬個紅細胞。它們在你周身飛馳，在血管里穿梭，維持你的生命。每一個紅細胞都會在你身體里游蕩差不多150,000次，不停地向你的細胞輸送氧氣，接著磨損毀壞，把自己交給其他的細胞，為了你的更大利益，它們靜悄悄地被殺死。

要制造出一個你，總共需要7000億億億(7,000,000,000,000,000,000,000,000,000或7×10²⁷)個原子。沒有人能說出為什么這7000億億億個原子這么迫切地渴望成為你。說到底，它們是無意識的粒子，它們自己沒有任何想法或概念。然而，不管怎么說，在你存在的時間長度里，它們將建造、維護數不清的必要系統和結構，讓你哼哼作響，讓你成為你，賦予你形狀和相貌，讓你享受到一種稀罕而又極為愉悅的狀態，而這種狀態就叫作“生命”。

這是一份你根本意識不到的龐大的任務。倘若把你拆解開來，你無比巨大。把你的肺攤開，能覆蓋一座網球場，肺里的呼吸道能從倫敦延伸到莫斯科。把你所有血管的長度加起來^[7]，可繞地球兩圈半。意義最深遠的部分是你的DNA。你的每一個細胞中包含著1米多長的DNA，如果你把體內所有的DNA搓成^[8]一根細細的線，它能延伸100億英里，比從地球到冥王星的距離還遠。想一想這件事吧，光靠你自己就足夠離開太陽系了。從字面意義來看，你就是宇宙。

但你的原子僅僅是積木塊，它們本身并不是活的。生命是從什么地方開始的，這不大容易說明白。生命的基本單位是細胞——人人都同意這一點。細胞里充滿了各種忙忙碌碌的東西：核糖體和蛋白質、DNA、RNA、線粒體，還有其他大量微觀層面上的神秘東西——但它們本身無一是活的。細胞本身僅僅是一個隔間，一個容納上述種種的小房間[1]，它本身沒有生命，就跟其他所有的房間一樣。然而，天知道怎么回事，所有這些東西聚攏到一起，你就擁有了生命。這是科學無法解釋的部分。我有點兒希望它永遠保持這種神秘狀態。

最值得注意的地方是，細胞中的任何東西都不行使掌控之責。細胞的每一個組成部分都響應著來自其他部分的信號，這些信號就像許多輛碰碰車一樣碰撞反彈，但不知道怎么的，當細胞與你個體宇宙不同部位的其他細胞進行溝通時，在細胞之間，也在人的整個身體之間，這些隨機的運動產生了平穩、協調的動作。

細胞的核心是細胞核。它包含了細胞的DNA——我們已經提到過，一米長的DNA，蜷縮進了一個可以合理地稱之為“無窮小”的空間。這么多DNA能縮在細胞核里的原因是，它非常細。200億股DNA并排起來^[9]，才頂得上人類最細的頭發那么粗。你身體里的每個細胞(嚴格來說，每個帶有細胞核的細胞)都有兩份DNA拷貝。這就是為什么光靠一個你，就足夠擴展到冥王星甚至更遠的太空去。

DNA只為了一個目的而存在——創造更多的DNA。簡單地說，你的DNA就是一本制造你的指導手冊。就算沒學過生物學，你也肯定從無數個電視節目里聽說過，DNA分子由兩條梯級相連、呈著名雙螺旋形狀的長鏈構成。一段DNA可分為名叫染色體的片段及名為基因的較短單位。你所有基因的總和就是基因組。

DNA非常穩定，可以延續數萬年。如今，靠著DNA的穩定特點，科學家們得以演算出遙遠過去的人類學。你現在擁有的東西，大概沒有哪一件——不管是信件、珠寶，還是珍貴的傳家寶——到了1000年之后還存在，但只要有人肯費心尋找，你的DNA幾乎肯定存在，而且可以恢復。DNA以非凡的保真度傳遞信息。它每復制10億個字母只產生一個錯誤。即便按照這樣的精確度運行，每次細胞分裂大概也會出現三個錯誤或突變。身體可以忽略大多數的突變，但偶爾，突變也會帶來持久的影響。這就是演變(evolution)。

基因組的所有組成部分都有一個執著的目的：讓你的血脈延續下去。你攜帶的基因來自非常遙遠的古代，而且很可能是永恒存在的——這真是個想起來令人震撼的念頭。你將死去，消失不見，但只要你和你的后代繼續繁衍后代，你的基因就會繼續存在。而且，自生命開始以來的30億年，你的個人血脈從未中斷，這一點想起來也肯定叫人震驚。你現在能在這里，多虧了你的每一代祖先都成功地在死前或者脫離生殖過程之前，將自己的遺傳物質傳遞給了新一代。這真是一股成功的鏈條。

基因的具體工作，是為構建蛋白質提供指導說明。人體內大多數有用的東西都是蛋白質。有些蛋白質能加速化學變化，它們叫作酶；另一些蛋白質傳遞化學信息，叫作激素；還有一些蛋白質攻擊病原體，叫作抗體。在所有蛋白質里，最大的叫作肌聯蛋白，它有助于控制肌肉彈性。它的化學名稱長達189,819個字母^[10]，成為英語中最長的單詞，只可惜，字典無法識別化學名稱。沒人知道我們體內有多少種蛋白質^[11]，但估計范圍從幾十萬到上百萬種，甚或更多。

遺傳學上的悖論是，我們極為不同，但在遺傳上實際又是相同的。所有人類共享99.9％的DNA^[12]，但沒有哪兩個人一模一樣。我的DNA和你的DNA有著300萬~400萬個不同之處^[13]，只占總數的極小比例，但它們足以讓我們產生巨大的差異。你體內還有著一百來個只屬于你的個人基因突變^[14]——也就是說，這些基因跟你雙親賦予你的基因無一相符，而是專屬于你自己。

這一切的運作細節到底怎樣，對我們來說迄今仍然是個謎。只有2％的人類基因組負責編碼蛋白質，這就說，只有2％的基因組從事著有明確意義的操作。其余的基因做什么，我們不知道。看起來，大量基因就像是皮膚上的雀斑，它們在那兒，但并沒什么用處。還有一些基因讓人百思不得其解。有一種叫作“Alu元件”的特殊短序列^[15]，在整個基因組中重復超過100萬次，有時還出現在重要的蛋白質編碼基因當中。不管讓誰說，它都是一個完全沒有意義的存在，但它還是占了我們所有遺傳素材的10%。這些神秘部分一度被稱為垃圾DNA，但如今有了個更優雅的名字——“黑暗DNA”，意思是，我們不知道它是干嗎的，以及為什么要出現在那里。一些黑暗DNA參與了基因的調制，但其余的大部分仍有待確定。

人們通常把身體比喻成機器，但它遠不止如此。身體一天工作24小時，連軸轉上幾十年，靠水和若干有機化學物運行，(基本上)無須定期保養或安裝備件。它柔軟，相當可愛，有著隨和的機動性和柔韌性，對自我復制懷有熱情，能講笑話，感受親情，欣賞鮮紅的落日和涼悠悠的微風。就你所知，有多少種機器能做到這一切？所以，有一件事毫無疑問：你就是個真正的奇跡!不過，必須說，一條蚯蚓也可以用這話來形容。

我們該怎樣贊美這存在的榮耀呢？嗯……我們大多數人采取的做法是能少鍛煉就少鍛煉、能吃多少就吃多少。想想你往喉嚨里塞了多少垃圾，想想在發光的屏幕前，你以近乎植物人的狀態虛擲了多少時光。然而，身體卻以某種神奇的方式照料著我們，從我們塞進肚里的各種食物里提取營養，讓我們緊密地維持團結，長達數十年。我們用亂七八糟的生活方式來自殺，還真得花上不少時日。

就算你把所有的事情都做錯了，身體也能維持還順帶保護你。我們大多數人都對此做了證明。每6名吸煙者中就有5名不會患上肺癌^[16]。大多數容易心臟病發作的人，并未出現心臟病發作。據估計，每天，你會有1~5個細胞發生癌變^[17]，而你的免疫系統會捕獲并殺死它們。想想看，每個星期幾十次，一年超過1000次，你都有可能患上我們這個時代最可怕的疾病，而每一次，你的身體都拯救了你。當然，極為偶爾的時候，癌癥會發展成更嚴重的事情，有可能害死你，但整體而言，癌癥很罕見：身體內的大多數細胞幾十億幾十億地復制卻不曾出錯。癌癥或許是死亡的常見原因，但不是生活中的常見事件。

我們的身體是一個由37.2萬億[2]個細胞構成的宇宙^[18]，它們多多少少都能隨時隨地、完美和諧地運作。痛感、消化不良、奇怪的瘀傷或疙瘩，差不多就是正常運作過程中所有不完美的表現了。根據世界衛生組織編制的《國際疾病和相關健康問題統計分類》，有數以千計(8000多種)的事情可以扼殺我們^[19]——除了衰老致死，而我們逃過了每一種。對我們大多數人來說，這算得上是一筆不錯的買賣。

老天知道，我們在任何意義上都并不完美。我們有阻生臼齒，因為我們的頜骨演變得太小，無法容納所有牙齒。我們的骨盆太小，不經歷極度的疼痛沒法生下孩子。我們很容易陷入無可救藥的背痛。我們的器官基本上無法自我修復。如果一條斑馬魚弄壞了自己的心臟，它會生長新的組織；如果你弄傷了心臟，那就太糟糕了。幾乎所有動物能自己合成維生素C，我們人類卻不能。我們執行合成過程的每一環節^[20]，但莫名其妙地，缺少了最后一步——生成一種酶。

人類生命的奇跡不在于我們生而具備一些弱點，而在于我們沒有被弱點湮沒。別忘了，你的基因來源大部分并不是人類的祖先，其中一部分是魚，更多的則是生活在洞穴里的毛茸茸的小不點兒。你的身體方案就繼承自這些生物。你是30億年演變調整的產物。如果我們能根據身為智人的需求從頭來過，賦予自己全新的身體，我們會比現在好過得多——我們可以直立行走，而不必弄傷自己的膝蓋和背部；我們可以吞咽，而不必冒窒息的風險；我們也可以生孩子順暢得就像是從自動售貨機里滾下來。但我們人類并不是為此而構建的自己。從漂浮在溫暖淺海里的單細胞斑點開始，我們就踏上了這趟歷史之旅。自此以后發生的一切，是一場漫長而有趣的意外，但也不乏閃耀的榮光。但愿我能在接下來的篇幅里，清晰地講述這個故事。

[1]　細胞“cell”也有“單人艙房”的意思。——譯者注

[2]　當然，這個數字是猜測而來，但有其根據。人體細胞有各種類型、大小和密度，實際上是沒法計數的。37.2萬億這個數字，由2013年意大利博洛尼亞大學的伊娃·比安科妮(Eva Bianconi)領導的一支歐洲科學家團隊提出，并在《人類生物學年報》上公布。