讓我第一次正兒八經(jīng)思考生物課題的可能是一只蝴蝶。那時(shí)我十二三歲，正是早春時(shí)分，那只黃色蝴蝶撲扇著翅膀飛過柵欄時(shí)，我剛好坐在花園里。它拐了個(gè)彎，盤旋著短暫地懸停在空中，剛好夠我注意到它雙翅上的精致紋路和斑點(diǎn)。之后，一個(gè)陰影驚擾了它，它又飛走了，消失在對(duì)面的柵欄后。那只圖案復(fù)雜、形態(tài)完美的蝴蝶讓我陷入了思考。它與我完全不同，但又有種說不清道不明的熟悉感。和我一樣，它顯然是活生生的：它能移動(dòng)，能感知，能做出回應(yīng)，似乎非常清楚自己要做什么。我發(fā)現(xiàn)自己想搞明白：所謂“活著”究竟意味著什么？換言之，生命是什么？

此生的大部分時(shí)間里，我都在思考這個(gè)問題，但要找出一個(gè)令人滿意的答案卻并不容易。盡管各個(gè)時(shí)代的科學(xué)家們都曾糾結(jié)于這個(gè)問題，但至今也沒有一個(gè)關(guān)于“生命”的標(biāo)準(zhǔn)定義，這是不是很讓人詫異？就連本書的書名[1]“生命是什么”都是從物理學(xué)家薛定諤那兒厚著臉皮偷來的，他在1944年出版了極具影響力的同題著作。他主要關(guān)注的是生命的一個(gè)重要方面：根據(jù)熱力學(xué)第二定律，宇宙不斷趨向無(wú)序和混沌狀態(tài)，那么，在這樣一個(gè)世界里，生物何以能在一代又一代的傳承中保持如此驚人的秩序和統(tǒng)一性？薛定諤準(zhǔn)確地抓住了一個(gè)核心問題，并且認(rèn)定，解開遺傳的密碼就是關(guān)鍵所在——理解基因是什么，以及它們?nèi)绾卧诖H間忠實(shí)地傳遞下去。

在這本書里，我提出了同樣的問題：生命是什么？但我認(rèn)為僅解決遺傳問題并不能得到完整的答案。所以，我將引入生物學(xué)的五個(gè)重要概念，讓我們以此為臺(tái)階，一步步攀升，更清楚地看到生命是怎樣運(yùn)作的。這些概念大多流傳已久，在解釋生物如何運(yùn)作上，已得到廣泛的接受。不過，我將以全新的方式把這些觀點(diǎn)組合起來，并發(fā)展出一套定義生命的統(tǒng)一原則。希望它們能幫你以全新的眼光看待這個(gè)生機(jī)勃勃的世界。

開門見山地說：生物學(xué)家們通常羞于大談特談“大概念”或“大猜想”。在這方面，我們和物理學(xué)家們有天壤之別。我們有時(shí)會(huì)給人留下這樣一種印象，我們更喜歡沉浸在細(xì)節(jié)、分類和描述之中，能讓我們怡然自得的盡是些瑣事：列出某個(gè)棲息地的所有物種、數(shù)甲蟲腿上有多少腿毛，或是給成千上萬(wàn)的基因排序。也許正是因?yàn)榇笞匀坏亩鄻有粤钊四垦Ｉ衩裕踔琳屑懿蛔。覀兯坪鹾茈y找出一個(gè)簡(jiǎn)單的原則或放之四海而皆準(zhǔn)的概念。然而，在生物學(xué)中確實(shí)存在這種重要的統(tǒng)領(lǐng)性概念，而且它們有助于我們?cè)诿鎸?duì)復(fù)雜的生命現(xiàn)象時(shí)厘清思緒，進(jìn)而理解生命的意義。

我要向你們闡釋的五個(gè)重要概念是：細(xì)胞、基因、自然選擇的進(jìn)化、生命的化學(xué)，以及生命的信息。我會(huì)解釋這些概念的源頭和重要性，以及它們之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)，我還想讓你們知道：時(shí)至今日，隨著世界各地的科學(xué)家們提出新的發(fā)現(xiàn)，這些概念仍處在變化和發(fā)展中。我也想讓你們體驗(yàn)一下參與科學(xué)發(fā)現(xiàn)的感覺，所以我會(huì)把這些科學(xué)家介紹給你們，其中不乏我的朋友。我還會(huì)向你們講述我自己在實(shí)驗(yàn)室里的種種體驗(yàn)，比如靈光乍現(xiàn)的時(shí)刻、挫敗的時(shí)刻、幸運(yùn)的時(shí)刻，以及有了新發(fā)現(xiàn)的時(shí)刻——這一刻百年難遇但美妙無(wú)比。我的目標(biāo)就是和你分享科學(xué)發(fā)現(xiàn)有多么激動(dòng)人心，讓你一同感受當(dāng)我們對(duì)自然界的了解越來越多時(shí)的滿足感。

人類活動(dòng)正在把氣候和由它維持的許多生態(tài)系統(tǒng)逼向極限，甚至超出了自然所能承受的范圍。為了讓我們所知的生命延續(xù)下去，我們需要深入地了解從研究這個(gè)生物世界中獲悉的一切知識(shí)。這就是生物學(xué)在未來數(shù)年乃至幾十年里會(huì)變得越來越重要的原因：對(duì)于人類該如何生活、生育、飲食、醫(yī)療以及免受流行病侵害，生物學(xué)越來越能左右我們的選擇。我會(huì)舉一些生物學(xué)知識(shí)的運(yùn)用實(shí)例，以及隨之而來的兩難抉擇、倫理上的不確定性以及可能出現(xiàn)的意外后果。但是，在圍繞這些話題展開討論前，我們首先要問一問：生命是什么？生命是如何運(yùn)作的？

我們生活在一個(gè)浩瀚無(wú)邊、令人敬畏的宇宙中，而在這個(gè)廣闊整體的小角落里繁衍生息的生命是宇宙中最迷人、最神秘的部分之一。本書中的五個(gè)概念好比臺(tái)階，我們可以拾級(jí)而上，逐步揭示定義地球上的生命的諸種原則。這也將幫助我們?nèi)ニ伎歼@個(gè)星球上的生命最初是如何誕生的，以及假如我們?cè)谟钪娴钠渌胤桨l(fā)現(xiàn)了生命，那些生命體又會(huì)是什么樣的。無(wú)論你的起點(diǎn)在哪里——哪怕你自認(rèn)為對(duì)科學(xué)知之甚少，甚至一無(wú)所知——等你讀完這本書，你都會(huì)更加理解：你、我、精巧的黃色蝴蝶，和這個(gè)星球上的所有生物都是息息相關(guān)的，這就是我的終極目的。

我衷心希望我們能攜手同行，在理解生命真諦的旅程中離目標(biāo)更近一步。