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第2章 我们是谁——人的生命(2)

几乎在薛定谔和普利高津分别蟾宫折桂问鼎诺贝尔物理学和化学奖的同时,科学家的质疑扑面而来:生命是可以用物理学规律阐明的吗?生命体从受精卵发育为成熟的个体,它的结构和活动规律由简单变为复杂;从进化的角度看,生物体经历了从低级形态变为高级形态的漫长过程;这两种过程都与热力学第二定律相违背。同时,生命体的目的性,是与已知的服从因果律的物理学规律完全相反的。物理学运动是由现在的条件决定着将来运动的情况,而不是倒转过来。

其实,薛定谔本人并不认为物理学定律可以解释生命的问题。他说:“我们还是不能期望由此导出‘物理学定律’能直截了当地解释生命活体的行为,因为这些行为的最大特点正是在很大程度上以‘有序来自有序’的原理为基础的。你不能期望两种全然不同的机制会给出同一种定律,正像你不能期望用你的弹簧锁钥匙去开邻居的门。”

用化学或物理的语言去定义生命遭遇的困难,是否昭示定义生命需要新的语言?

2.定义生命的误区

定义生命遭遇的误区之一是“生命”概念使用混乱,误区之二是“生命”的属概念定位失当。人们使用“生命”概念往往是在不同的语境下使用的,同一篇文献的前后文中的“生命”可以是不同的含义;“生命”定义的属概念置放错误。这两种状况即使是在严肃的科学论文论着和规范的教材中也是屡见不鲜。

“生命”和“生命体”的混淆:在文献中,“生命”有的时候是指“生命有机体”或“生命体”。有学者在阐发“生命的化学组成”时写到:“所有的生命有机体都是化学元素作为基本成分的”。“生命”和“生命有机体”被误用为同一关系的概念。

生命体是生命形态独立个体,生命是其生存表现,不同的生命体具有不同的生命表现。因此“生命体”是描写独立实体的概念,“生命”是描写非实体的概念。生命定义及其误读很多就是从对两者的混淆开始的。

“生命”与“生物体”的混淆:在文献中,“生命”有的时候是指“生物”或“生物体”。有学者指出:生命是由分子组成的,并解释:“不同的生物体,其分子组成大体相同”。将“生命”和“生物体”作为同一关系的概念误用。在阐述病毒是一种特殊的生命后,这位学者说:“因此,我们说,病毒是一类特殊的生物”。“生命”和“生物”被误用为同一关系的概念。他认为生命是:“凡是表现出生物特征的物体就是生命”,直截了当地指明“生命”即“生物体”。

另一位学者干脆指明:人们往往“用‘生物’这个概念来特指某一种具有生命特征的个体或群体”。这种约定俗成对明确生命定义危害很大。有学者承认:“人们常用‘生命’来统指所有的生物和广义或抽象的生物活动现象。”

“生命”和“生命体结构”、“生命体特征”、“生命现象”的混淆:在文献中“生命”更多的时候是指“生命体结构”、“生命体功能”或“生命体特征”。目前,生理学、生物化学、物理学、分子生物学的生命定义大都属于这一类。

“生命”还有的时候是指“生命现象”。

生物体的定义对象是自然界的一种物质形态或某个实物个体,其属概念以“……系统”、“……物质”、“……结构”为表达方式;生命是生物体的存在方式、运动形态,是区别生物和非生物的本质属性。“生命”定义揭示的内涵是生物体的属性、性状,其属概念是“……存在方式”、“……运动形态”或“……属性”。

“生命”的属概念定位失当。有学者提出,“生命是一种具有特殊结构的大分子物质,这种结构具有使它在自然条件下通过自复制等等正反馈运动维持自身存在的功能”。这一言简意赅的生命定义将“生命”的属概念误置为“……物质”和“……功能”。诸如“生命是分子结构”,“生命是动力学上稳定的实体”,“生命是开放的阶序系统”,“生命是能自我复制、突变与进化的系统”等等,均属于属概念定位失当。

人类对于生命体结构和特征的认识是一个不断进步、不断更新的过程。

定义生命如果不能超越“生命体结构”或“生命体特征”等物质形态,将不仅是逻辑学上的不严谨,更重要的是本体论上的错位,将导致生命定义永远面临不断变换的尴尬,陷于莫衷一是的境地,失去科学理性的海拔,甚至丧失相对真理的地位。

(三)迈尔的警告

着名生物学家迈尔指出:“将‘生命’类似于灵魂那样而赋予单独存在的确是太危险。”可是,众多的学科和众多的学者忽略了迈尔的警告,在将生命视为单独的存在而定义的路上走得很远。

1.“结构-功能的生命定义”

生理学把生命定义为:“能够完成诸如消化、新陈代谢、排泄、呼吸、运动、生长、发育和对外界刺激作出反应的功能的系统”。从生命体的功能或特征的角度定义生命遭遇了没有穷尽生命体的所有生存表现的质疑:某些细菌不呼吸;工蜂、犏牛和骡子等不具有生殖功能等等。生物化学曾经把生命定义为包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白的系统。

这个结构定义在美国生物学家斯垣利·普鲁辛纳对朊病毒解读中引发质疑。这位独具慧眼的学者讲述了这种只有蛋白质而没有核酸的生命结构并非以核酸为模板,而是以蛋白质为模板复制繁殖的故事。同样受到质疑的还有分子生物学的生命定义。这个定义认为生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作用产生的、可以不断繁殖的物质反馈循环系统。这一结构-功能定义概括了分子生物学重要的理论突破却仍然受到诘难:依照这一界定如何解释病毒、噬菌体、质粒和类病毒之类的物质形态是否为生命体?

其实,只要是从结构-功能的角度为生命定义,就不可能要求“生命”概念穷尽所有的生命现象。其原因于本体论而言,要求“生命”概念穷尽所有的生命现象是不易的,生命体是多层次的复杂系统,不同的生命形态有着不同层次的结构,更有千差万别的功能表现,要求“生命”定义穷尽所有的生命现象是一个抽象的假设。于逻辑学而言,要求“生命”定义穷尽所有的生命现象是不必要的,因为“生命”概念是一个反映集合体的集合概念。集合体所具有的属性,作为其组成部分的个体并不一定具有。正如“我”是“人民”的一分子,但“人民”的属性,“我”不一定全部具有一样。因此,以没有穷尽生命现象而反对某一生命定义的理由是不成立的。不过,人类对生命体结构-功能的认识总是不断进步的过程,总是一定历史阶段的产物,因此,“结构-功能的生命定义”将随着人类的认识而不断被刷新或者说将永远置身于被质疑和被争论之中。

2.“整合生命定义”

为了摆脱“结构-功能的生命定义”屡屡遇到例外而不能自圆其说的尴尬,现代生物学希望通过整合生命的基本功能而走出迷局:生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及刺激感应性等复合现象。这个定义规定,只有一组复合现象同时出现才能满足生命定义。

因为“自身繁殖”不是生命体独具的特征,有些生命体由于生殖系统的先天缺陷并不具有繁殖的特征;“生长发育”不是生命体独具的特征,无机的晶体在形成的时候会发生生长的过程,而有些生命体一旦形成就停止生长;“新陈代谢”不是生命独具的特征,在适当条件下保存着的种子(如古莲子)在一个长时间内可以没有物质和能量交换,但仍然具有生命;刺激感应性不是生命独具的特征,计算机对指令的应答甚至超过某些生命体对刺激感应的敏感程度。

通过“复合现象”来描述“生命”,起到了“非特异性组合构成特异性”的效果,特别值得指出的是,这一“生命”概念的属概念已经定位于“现象”,是一个匠心独具的生命定义。

3.“信息说生命定义”

有学者认为,生命过程本质上都是信息过程。他解释说,一个实体如果具有冯·诺伊曼式的自我复制或繁殖能力,那么,这个实体就是有生命的。冯·诺伊曼已经证明,自我繁殖系统是一个信息系统。这个系统所包含的自我繁殖信息一方面可以起到类似计算机程序的作用,在繁殖下一代的过程中它表达产生出与自己基本相同的新的个体,另一方面它还起到被动数据的作用,在繁殖下一代时可以基本不变地传递给下一代。

不得不承认,生命体的自我复制、自我繁殖信息及其传递在揭示和解释生命体本质属性中地位的重要性。但是不难发现一些非生命体也可以传递信息,用信息传递作为生命与非生命相区别的本质特征是否充分?

4.生命性质列表

着名生物学家迈尔曾列出一个生命性质列表来描述生命:

(1)所有层次的生命系统都有非常复杂和适应的组织;(2)生命有机体由化学上独特的一组高分子构成;(3)生命系统中的重要现象主要是质的,而不是量的;(4)所有层次的生命系统由高度可变的独特个体的群体组成;(5)所有的机体拥有历史上进化来的遗传程序,它使有机体能够参与目的性的过程和活动;(6)生命有机体的类别是由共同谱系的历史连接定义的;(7)有机体是自然选择的产物;(8)生命过程特别难以预料。

为复杂物体下定义,在没有找到以最简洁的语言揭示其本质内涵之前,采取列表对其要点一网打尽的方式不失为一种智慧。迈尔的生命性质列表包括了生命体的重要的生物特征,对解读“生命”内涵颇有助益。但列表中8个描述短句哪一个是“生命”本质抑或都是“生命”内涵的必要条件,列表毕竟未能使人们很明白。

5.医学哲学的生命定义

200多年来,生物学、医学、物理学、化学等众多学科与时俱进,在当时的科学技术给定的层次,百折不挠地为“生命”做出了一个又一个定义,却又一个接着一个被替换、被否定、被发展。其实,被替代被否定被发展的并不是“生命”这一非实体存在,而是对“生命体结构”等实体存在的局限的认识。

将“生物”、“生物体”、“生命体”、“生命体结构”、“生命体功能”、“生命体特征”与“生命”概念混为一谈,正如着名生物学家迈尔指出的那样:“将‘生命’类似于灵魂那样而赋予单独存在的确是太危险。”

生命不是一个实体存在,定义生命需要一种有别于生命科学的抽象层次。为生命体结构等实体定义,是各门学科,特别是生命科学的任务,而为生命这一非实体现象定义,是医学哲学的研究领域。生命的定义对象是生命物质形态的性质、属性、存在方式、运动状态,其逻辑特征是以属概念“……性质”、“……属性”、“……方式”、“……行为”、“……状态”为表达方式;其科学特征是对生命科学研究成果的中度抽象(高度抽象属于哲学范畴)——基于但适度超越于生物或生命体结构或功能的研究。

生命本质属性与其物质结构功能性状有着密切的关系,但生命定义要回答的是生命的本质属性是什么而不是生命的物质结构或功能性状是什么;生命的一般存在方式与生命体的特征是一般与个别的关系,但生命定义要回答的是生命的一般存在方式是什么而不是生命体具体的特征是什么。

生命定义是医学哲学的研究对象并不意味着只有医学哲学工作者才可以定义生命,而是强调定义生命需要有医学哲学的方法、层次和语言。

我国一生命科学家写道:“细胞是生命的基本单位,新陈代谢、生长和运动是生命的本能,生命通过繁殖而延续,DNA是生物遗传的基本物质,生物是有个体发育的经历和系统进化的历史,生物对外界刺激可产生应激反应并对环境具有适应性。生命就是集合这些主要特征,开放的物质存在形式”。

这就是一种医学哲学的生命定义,其巨大进步就是将生命属概念定位于“物质存在形式”而不是生命的物质结构、功能或其他。但这个定义的缺陷是,没有区分“生命”与“生命体”、“生物”等概念。如“细胞是生命的基本单位”应表述为“细胞是生命体的基本单位”等等。

科学大师薛定谔基于并超越物理学层次,从科学哲学的高度诠释什么是生命,为定义生命建树了不朽的典范。1950年,63周岁的薛定谔在爱尔兰都柏林大学开设“科学与人文”讲座。世界科学名着《生命是什么》就是这个讲座的讲稿。那么,在《生命是什么》中,薛定谔是怎样定义生命的呢?

首先,薛定谔严谨地区分了“生命”和“生命有机体”、“生命物质”、“生命物质结构”等不同概念。《生命是什么》中,“生命”出现10次,“生命有机体”或“有机体”出现18次,“生命物质”出现4次,“无生命物质”出现3次,“生命物质结构”出现1次。英文原着中其对应的英文概念分别是“life”、“living organism”、“organism”、“living matter”、“inanimate matter”、“structure of living matter”。

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