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大风吹过垃圾场,竟偶然形成一架波音747!

2023-06-07 14:30 作者:yokidane  | 我要投稿


生命起源的偶然性到底有多大?

如果你相信这件事是真的,那么你就能相信进化论是正确的。


        地球上生命的来源、人的来源一直是人们灵魂深处的疑问。对于这个人类恒久的话题,达尔文给出了一个简单的设想,他认为生命是偶然的产物最初的生命可能是一个偶然产生的细胞。那么目前的科学研究是否证明了这一假想呢?

         在一百多年前,科学家认为偶然产生一个小小的细胞不是难事,至少是存在可能性的。然而,20世纪的分子生物学揭示出了生命最微小的部分——细胞的结构,人们不得不承认,细胞是人类所见过的最复杂、最优雅的系统。这种复杂度使得“细胞是偶然产生的”这一假想变得不可能。

         今天我们知道,细胞包括了产生细胞所需能量的发电站,生产生命所必需的酶和激素工厂,记录所有要生产的产品的所有必要信息的数据库,将原材料和产品从一个地方运送到另一个地方的复杂运输系统和管道,将外部原材料分解成可用部分的先进实验室和炼油厂,以及控制进出材料的专用细胞膜蛋白质。而这些只是这个令人难以置信的复杂系统的一小部分。

         进化论科学家W·H·索普承认,“最基本的细胞构成机制,比人类想出来的任何机器都复杂得难以想象,更不用说是由人类制造的了。”[1]

细胞的复杂性令人惊叹

          生物学教授迈克尔·丹顿用一个例子解释了这种复杂性:

         为了理解分子生物学揭示的生命真相,我们必须将一个细胞放大10亿倍,直到它的直径达到20公里,就像一艘巨大的飞艇,大到足以覆盖伦敦或纽约。然后我们将看到一个具有无与伦比的复杂性和奇妙结构的物体。在细胞的表面,我们会看到数以百万计的窗口,就像一艘巨大的太空船的舷窗孔,打开和关闭,允许源源不断的物质流入和流出。如果我们进入一个这样的开放世界,我们会发现自己置身于一个技术至上、复杂得令人眼花缭乱的世界……一种复杂性超越了我们自己的创造能力的世界,这是一个与想象截然相反的现实,在任何意义上,它都胜过任何由人类智慧制造的东西……[2]

          细胞是如此复杂,即使是今天能达到的最高技术水平也无法制造出一个细胞,到目前为止,人造细胞的各种努力都还没有成功过。


          如果说这个用目前人类所有的智能、知识和技术都无法成功创造的细胞,是在原始地球的条件下“偶然”产生的,那么,这种偶然产生的概率有多大呢?

          一个形象的比喻是,细胞偶然产生的概率与印刷厂爆炸后,在油墨飞溅、纸张飞舞的过程中,油墨恰巧在飞舞的纸张上形成有逻辑的文字,纸张恰巧按顺序粘合,最后恰巧产生出一本完美的书的概率大致相同。

         英国数学家和天文学家弗雷德·霍伊尔爵士在1981年11月12日发表在《自然》杂志上的采访中进行了类似的比较。他表示,以这种方式出现高等生命形式的可能性,就像席卷废品场的龙卷风能用那里的材料偶然拼接出一架波音747一样。[3]

         一阵风吹过垃圾场之后,垃圾场里的垃圾在风的吹动下随机组合成了一架波音747,这便是“波音747效应”。科学家用来解释“进化论”中生命最初的产生是“随机和偶然的”与之类似,显然是不可能的。

生命产生于偶然吗?

       这显然让人难以置信,人们会相信飞机在龙卷风中解体成废品,也能相信印刷厂爆炸炸毁了一本书,这些事情符合物理学中的熵定律(事物会朝着混乱失序的方向发展),但是反过来的事情就显得极不合理了。那这种难以置信的事情有可能发生吗?

        我们来看看细胞中的蛋白质偶然产生的概率。

        蛋白质是由一种叫“氨基酸”的小单位组成的巨大分子,这些单位以特定的数量和结构按特定的顺序排列。不同的氨基酸组合会产生不同功能的蛋白质,最简单的蛋白质由50个氨基酸组成,但也有一些含有数千个氨基酸。目前已知人体中有200万种不同的蛋白质,这些蛋白质由20多种氨基酸组成。

左旋和右旋氨基酸

       并不是随便组合一些氨基酸就能形成蛋白质,这里有许多难以置信的复杂设计:

       (1)氨基酸分子有左旋和右旋两种结构,但地球上所有生命体的氨基酸都是左旋的!要构成生命体所需的蛋白质,只能是左旋氨基酸;

       (2)每一种特定的蛋白质都对应着一种特定的氨基酸序列,不同种类的氨基酸必须以正确的种类和顺序连接;

       (3)所有氨基酸必须以一种特殊的化学键,肽键结合。

       必须同时满足以上三个条件,才能产生带有特定功能的蛋白质。

       让我们计算一个由500个氨基酸组成的蛋白质偶然形成的概率:

 

 

偶然形成一个蛋白质的概率=1/10^950

       计算显示,在理想的实验室状态下,一个由500个氨基酸组成的蛋白质分子,偶然形成概率为110^950。这是一个人脑难以理解的数字,是一种纸面上的可能性。实际上,这种情况真正发生的可能性为零。在数学中,小于1/10^50的概率在统计学上被认为发生概率为“0”。要知道,宇宙中的电子数量为约10^79个,虽然很大,但却是一个小得多的数字。

        如果我们将这些概率相加,继续计算出更多数量和类型的蛋白质的概率,计算就变得不可想象了。纽约大学化学教授、DNA专家罗伯特·夏皮罗计算了在一种细菌中发现的2000种蛋白质巧合形成的概率。得出的数字是1除以10^40000[4]

        来自威尔士卡迪夫大学的应用数学和天文学教授钱德拉·威克拉马辛赫评论道:从无生命物质中自发形成生命的可能性是一除以一个后面有40,000个零的数字,……它的规模足以埋葬达尔文和整个进化论。[5]

       另外,地球的年龄也不足以让人用“反复试验”的方法形成哪怕是一种蛋白质,更不用说一个细胞了。即使我们假设氨基酸自地球形成以来没有浪费任何时间,就已经通过“试错法”不断结合和分解,形成一个单一的蛋白质分子,发生的概率为1/10^950,发生这件事情所需的时间仍然大大超过了目前所估计的地球年龄。

        更重要的是,以上计算结果是限定在理想的实验室条件下,能够保证充足的原料和恒定的实验温度,且不存在任何干扰和毁坏的条件下的。要知道,原始地球的紫外线强度和随机产生的右旋氨基酸(接触到右旋氨基酸的蛋白质分子会被损坏),都会使以上实验根本不可能顺利进行,更别说概率了。

        虽然进化论很难为蛋白质的存在提供解释,但遗传学科学的发展和DNA的发现为该理论带来了全新的问题。DNA是生命体最为重要的组成部分,存在于细胞核中,他包含了构建生命体的完整蓝图。如果我们要写下用DNA编码的信息,那么我们将不得不编辑一个由900卷每卷500页组成的巨大图书馆。但这个庞大的图书馆比1/100毫米长的细胞本身还要小。


DNA分子模型

        我们计算一个极小的DNA片段偶然产生的概率。例如,一种中等蛋白质可能包含大约300个氨基酸。控制这一结构形成的DNA链上大约有1000个核苷酸,全部由4种基本核酸组成,因此一共存在4^1000种可能的DNA链形式。使用一点代数,我们可以看到4^1000=10^60010600次方等于1后面跟着600个零!这个数字完全超出了我们的理解。

        这仅仅是1000个核苷酸,而人类的每一个细胞中都有30亿个核苷酸!法国科学家保罗·奥格用这样的方式表达了不可能通过核苷酸的巧合积累来形成RNA和DNA:我们必须清楚地区分化学事件形成复杂分子(如核苷)的两个阶段。第一,一个接一个地产生核苷酸,这是可能的;第二,这些核苷酸以非常特殊的序列结合。第二种是绝对不可能的。[6]

        那么,这一切意味着什么?

化学教授佩里·里夫斯回答了这个问题:当人们研究在一个原始的氨基酸池塘中,氨基酸的简单随机组合可能产生大量结构时,人们难以置信地相信生命可能是以这种方式起源的。而更有可能的是,有一位具有总体规划能力的伟大建设者来完成这项任务。[7]

        概率计算清楚地表明,蛋白质和DNA等复杂分子不可能是相互独立的偶然形成的。然而,进化论者不得不面对一个更大的问题,一个非常有趣的悖论:DNA需要在特殊蛋白质的帮助下复制,而这些蛋白质需要通过DNA中的编码信息来合成。否则,他们必须同时、同地靠“偶然”产生。

        在这一点上,一些领先的进化论者被迫承认生命偶然产生的不可能性。例如,著名的进化学家、被誉为“RNA世界”之父的莱斯利·奥格尔博士说:

       蛋白质和核酸在结构上都很复杂,但同时在同一地点自发出现是极不可能的。然而,似乎也不可能只有一个,而没有另一个。因此,人们可能不得不得出结论,生命实际上永远不可能是通过化学手段起源的。[8]

        其他科学家也承认了同样的事实:如果没有催化蛋白质的帮助,DNA就无法完成它的工作,包括形成更多的DNA。简而言之,没有DNA,蛋白质就不能形成,但没有蛋白质,DNA也不能形成。[9]

        遗传密码及其翻译机制(核糖体和RNA分子)是如何起源的?眼下,我们得到的是一种惊奇和敬畏的感觉,而不是一个答案。[10]

        《纽约时报》科学记者尼古拉斯·韦德在2000年的一篇文章中这样写道:关于地球上生命起源的一切都是一个谜,似乎我们知道的越多,这个谜团就越尖锐。[11]


_______________________

[1]W. R. Bird, The Origin of Species Revisited, Nashville: Thomas Nelson Co., 1991, pp.298-99.

[2] Michael Denton, Evolution: A Theory in Crisis, London: Burnett Books, 1985.

[3] ?Hoyle on Evolution?, Nature, Vol 294, November 12, 1981, p. 105.

[4] Robert Shapiro, Origins: A Sceptics Guide to the Creation of Life on Earth, New York,Summit Books, 1986. p.127.

[5] Fred Hoyle, Chandra Wickramasinghe, Evolution from Space, New York, Simon & Schuster, 1984, p. 148.

[6] Paul Auger, De La Physique Theorique a la Biologie, 1970, p. 118.

[7] J. D. Thomas, Evolution and Faith, Abilene, TX, ACU Press, 1988. pp.81-82.

[8] Leslie E. Orgel, "The Origin of Life on Earth", Scientific American, vol.271, October 1994, p.78. [9] John Horgan, "In the Beginning", Scientific American, vol. 264, February 1991, p. 119 .

[10] Douglas R. Hofstadter, G?del, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid, New York,VintageBooks, 1980, p. 548.

[11] Nicholas Wade, "Life's Origins Get Murkier and Messier", The New York Times, June 13, 2000,pp. D1-D2.

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