本元论 第二章 生命的开端2

第二章 生命的开端
——评爱因斯坦、N・维纳、W・R・艾什比、W・薛定谔的哲学思想及其他
张顺江
第四节生命之“几”的发生与发展
在研究讨论了信息熵与热熵的区别以后,我们就可以着手研究讨论生命起源的第二个关键性问题了。这就是生命之“几”的发生与发展的问题,即生命如何从无生命的生物原生质过渡到有生命的生物的问题,也就是要解决从无序到有序,从无组织状态到有组织状态的问题。
一、耗散结构理论的遗留问题
生命起源问题,绝不是什么非平衡系统是有序之源的耗散结构理论问题。尽管我们的一些理论家还在那里大谈什么耗散结构理论打开了宽广的研究道路,降服了“麦克斯韦妖”,找到了“从静到动的桥”,“热力学第二定律所表现出来的退化规律与达尔文的进化规律之间的矛盾,使科学家感到棘手,使哲学家感到深为困惑。
现在普里高津提出的耗散结构理论使这个“最扰人且又似是而非’的问题获得了解决”的时候,普里高津本人通过他的科学研究却得到了如下的结论:实际上,直到现在我们也还不知道“这个整体的统一是如何建立的”仍然需要人们做出努力。
这个结论真使我们的理论家扫兴,但他却深刻地提出了问题。“整体的统一是如何建立的?”在这里,普里高津作为一个科学的巨匠,已经意识到他的理论的局限性是不能解决宇宙的起源和生命的起源问题的。因为他始终没有摆脱热力学和统计物理方法的纠缠,没有找到“有序之源”。
正如钱学森同志指出的Pligogine学派的耗散结构理论不够深刻,不如Haken的协同学,因为有序状态的出现并非一定要系统是开放的。”
二、生命起源的基本理论
普里高津提出的“整体的统一如何建立”的问题,实质上是宇宙开端的问题,是世界统一性的问题、这一问题我们在第一章中已经讨论过了。为了研究生命之“几”的发生与发展的问题,我们简述如下:
(一)世界的本根是物质
世界的本根是物质,现代科学认为物质的最基本组成成分是无序,从而是高度有序(万全)的能量团,能量团以有质量的粒子和无质量的场两种形式存在。物质的最根本的属性是它的“虚实”性即对立统一性。是“虚与实”对立统一的矛盾斗争推动着物质的运动、变化与发展。
(二)宇宙的整体性
物质的虚与实相互占有,使得物质世界构成了一个不可分割的整体。
局部的整体性使物体与物体之间相互镶嵌、相互占有、相互制约,对局部整体性的表现的最一般的抽象就是“力”(引力、电力、强作用力、弱作用力等)。这种在力的作用下表现出来的物体与物体之间的相互关系的最一般的抽象的表述就是“信息”,是信息使宇宙构成了一个统一的整体。
(三)信息的主观量度
物体与物体之间的相互关系在人们的可观度范围内表现出来就是“差异”,对“差异”的定量表达就是变异度,变异度用以2为底的对数表示就称之为信息量。对于状态出现不等概率的系统,信息量的表示式称为信息熵。
现实的就一定层次上物体与物体之间关系的改变(即系统状态的改变),是由作用在物体之间的力引起的运动产生的变化的结果。也就是说,是运动改变了物体与物体之间的关系,即引起了信息熵的变化。
总之,从世界的本根物质性开发出来的整体性,从而得到的“冷子论”、“全信息论”等,和在“三论 中所得到的一些科学规律就是我们解决起源问题的理论和工具。
如何应用这些基本理论解决生命起源问题呢? 下面我们分几个问题来研究。
三、生命的特征——活性
生命的本质是它的活性。这种活性的第一个特性是它的物质性即所谓活性是指它与一定方式存在的物质的不可分割性,而活性是物质处在一种特殊的存在方式下的动态稳定平衡系统所表现出来的高级运动形式。这种动态稳定平衡系统所表现出的高级运动形式的特点如下:
(一)运动的生长性
生命的运动性的一个基本特征是它不同于一般物质运动形式的生长、发育、结果、衰亡的有序活动过程。这一过程包括两种运动形式:宏观的机械运动(尤其是动物)和生生灭灭的循环运动。
运动就要消耗能量,根据前面的分析可知生物运动的能量归根结底是由散布在太空中的阳光经过叶绿体这个冷子装置收集起来而得到的。
(三) 生生灭灭的循环稳定性
生命具有生生灭灭的循环稳定性,也就是说它具有自生殖性。并且在不断地生生灭灭的,具有生->死->生->死、肯定->否定->再肯定->再否定…… 的往复循环过程中保持更高一层次“几”的不变性。
生命的起源问题是个古老的问题,也就是追寻先有鸡还是先有和蛋的问题。现代生物学已经深入到生物大分子结构层次中去。基因工程,遗传工程证明鸡与蛋虽然表现的形式极端不同,但它们都是有共同的“几”,即相同的“生物信息密码”。生物信息密码是由二十种氨基酸,按三联体的顺序排布构成各种不同形式的双螺旋体结构。不同的双螺旋体结构就决定了生育成不同生物的“几”,即内因——根据。
(三)自调节性能所表现出的对千变万化自然条件的适应性
这种自调节性使生物的活性,特别是高级生物的活性表现出具有奥妙的色彩。为了揭示这种奥秘,巴甫洛夫提出了无条件反射和条件反射的理论。随着解剖学的发展和现代科学技术的进步开始探求生命现象的机理,对神经系统、脑系统进行了很精微的功能研究。
特别是现代方法——控制论、信息论、系统论的出现,把生理解剖的科学成果进行了综合的系统的整体的分析与研究,为揭示生命现象开拓了新的途径。现代生命学的研究与当代的自动机和人工智能的研究相辅相成,形成了巨大的内部推动力,推动着技术科学和生命科学的巨轮迅速向前滚动,进一步揭示了自调节性的机理。当人们一旦找到了它的机理,对它的来源就可以进行探本求源了。
四、调节器是生命存在的稳定性机质
《法元论》指出:“元”的稳定性是具体事物存在的根据。一个具体事物能否存在就在于它是否具备抗干扰和保持自身稳定的能力,即是否具备稳定性。那么,生命维持生存的稳定性靠什么来实现的呢?
生命的适应性是指生物体对千变万化的环境条件的应变能力,正是这种应变能力维持了生命体的自身稳定性。现代控制论证明:一个系统要想维持自身的稳定性必须阻塞外界条件对系统的干扰(封闭性),而克服阻塞外界干扰的一般原则是“只有用变异度, 才能消失变异度。”
生命体用什么手段实现这一原则呢?研究证明,生命体是靠自身具备的调节器,阻塞对生命基因有害的变异度流通来实现的。W•R•艾什比在分析了有恒温调节器的浴池、自动驾驶仪以及骑自行车的人在外界干扰的情况下能维持稳定的例子后,指出:“如果它(指生命机体)能以任何方式在;外界干扰因素D与基本变量E之间,获得一种调节器F,在其它条件都不变的情况下,调节器F愈完善,机体维持生存的机会愈大。”而调节器的作用就是堵塞变异度流通,即外界环境对生命机体稳定性的干挠。(过滤提纯)
在生命机体的发展过程中,这种调节器可分保守型和灵巧型两大类。前者是在生命基因与干扰之间插入一个消极地隔绝干扰屏蔽,如乌龟的甲壳、植木的皮等等;后者是具备高超的调节功能,使动物具有机动灵活的行动和进攻、逃避的能力。
五、大自然的创造功能
(一)大自然是永恒的设计者
生命的基本特征是它的活性。从过程上说,这种活性正是为了维持生命机体的自身稳定性,用艾什比的话说就是“维持生存”。通过上面分析可知,生命要想维持生存,对个体来说要有防范和搏击的调节功能,对物种来说还要有生殖的功能。
这两种功能是相辅相成的,如有强大搏击能力的老虎生殖能力则差,而没有什么搏击能力的兔生殖能力就强,这就补足了它们的个体的调节机能。生殖机能是阻塞衰老、死亡,干扰的调节机能,从而保持物种的稳定性。总之,生命的维持生存是因为他自身具备调节器的结果。
现代系统论、信息论、控制论的科学研究巳经证明:人为地设计具有自生殖的自动化系统在理论上是完全可能的。但这并不能解决生命起源问题,因为,人们首先要问,在人类出现以前的笫一个调节器是谁设计的呢?回答是:大自然是永恒的设计者。为说明这个问题,首先必须分析设计的机质。
(二)设计是调节器的功能
艾什比在他的理论中深刻地分析了设计的机质,结论是设计就是选择,是调节器的功能,设计者其实就是调节器。(自作主宰)
艾什比在《控制论导论》一书中在对“设计”的概念进行了开发以后得出结论,“最后得出具有所需性质的某一架机器,这一过程(设计过程)就意味着选择,并且还意味着那负有进行选择的Ω(设计者)成功地达到了目的”,“因此,做出一架所需要性质的机器(就其不是获得一架具有非所需要性质的机器这个意义来说),这是一种调节动作。”
在这里,艾什比在分析了“设计”的实质后,把调节器的功能归结为“选择”。其实能完成“选择”的动作的“机器本身就是一种调节器。这是一种天才的思想,也就是说,设计工程本质都是选择过程,而能完成这一过程的任何实体,本质上就是一种调节器。这就可以得出结论。调节器的设计制造是由调节器来完成的。
(三)大自然是调节器
既然设计制造过程本质上是选择过程,具有生命特征的机体(调节器)由谁来设计制造的问题就不难回答了。这一过程是由大自然完成的。正如艾什比所说;“因为对于‘从哪一个调节器起开始制造',这个显然会发生问题,我们马上可以回答。作为生物学家,我们的基本事实是,地球很久以来就存在,而自从地球存在以来选择过程一直都在进行,而选择有利于调节器的出现”,“只有当调节器是某种自然选择过程后的屹存者,或是‘被另一调节器所制造(另一选择过程)的,它才能从某一组一般的机构里(其中有许多是非调节性的)选择出来。”所以说,生命的特征是大自然的创造物,大自然是永恒的调节器。
(四)关于设计目的
设计意味着完成一定的目的选择。那么设计目的由谁来定呢?大自然创造生命是不是另有目的呢?是什么目的?其实自然选择是完全没有目的的。正因为自然选择没有目的,但选择的过程却意味着淘汰那些不适者而保留那些适者。而这种经过自然选择得到的剩余模式,才又体现了目的,这种目的也可以称为宇宙的目的吧!
宇宙,大自然这个随机的无目的“机器”,在选择的过程中逐渐地体现出了自己的目的,正如N・维纳所说,“一个系统会表现出目的性,这种目的并不是建造这个系统时有目的地安排的,而只是因为无目的性在本质上是暂时的”,“关于随机的无目的的机器能通过学习过程去探索其本身的目的,这是艾什比的光辉思想”。剩余模式就体现了“宇宙的无目的的目的。”
六、大自然的创造
(一)选择过程分析
生命现象的发生与发展过程,实质上是图2-1所示“生态”系统发展图示,即大自然和它的选择对象构成的矛盾对立统一体不断运动、变化与发展的过程。
就这一过程中的组成成分大自然来说,它是一个设计者、选择者、创造者;而对这一过程中的另一组成成分选择对象来说,它是从无生命的原生质,经过个体的与系统的不断学习、学习、再学习而保留下来的幸存者——剩余模式。
什么是学习呢?这里指的学习就是把握环境条件的约束。所谓约束用艾什比的话说是与科学规律同义。剩余模式之所以被剩余,正是由于把握了约束、利用了约束的结果。
根据“元”的多义性,生命原生质自身有向各种方向变化与发展的可能性,而它到底向何处发展完全是由于外界条件的随机性,即出现不同的约束条件所决定的。
当某一条件引出了生命原生质向某一方向发展的“机”,而这种“机”的前进方向正是适合某一生存条件,而这种条件正是多次出现的约束条件时,生命原生质在这一方向上就能得到顺利的发展,从而淘汰掉不适合这一多次重复出现生存条件的个体,而保留下来的个体正是把握了约束,利用了约束。这一过程就是学习过程。
艾什比指出:“只有在环境存在约束时,才值得学习。”这一点从现象上看,就是:在动物的经验里表现出的一个重要特色就是利用约束。如巴甫洛夫对动物条件反射试验证明,当铃声与食物同时出现多次,动物就能从铃声食物的约束(铃声出现,食物也出现,就是约束)中,学习到只要铃声一出现,它就会分泌唾液。
所以动物的的学习是对约束的把握。这也就是说,环境对生命体的重复干扰, 就能使机体保留那些能抵制这种干扰的变异,从而完成生命机体的学习过程,也就是生命体的发生发展过程,与此同时,大自然也就完成了选择过程,即设计。
对这一过程,N・维纳有一段精辟的分析。他说:“一个动物进行学习,那它就是一个能够被它过去的环境变成另一个不同的动物的动物,因而它在自己个体生活的时间内对周围环境的影响是可调节的。一个动物进行繁殖,就是它能够产生出另一个虽然不是和它完全相同,至少是近似相同的动物。所谓近似相同,就是在时间的进程中不是不发生任何改变。如果这种改变本身是能遗传的,我们就有了供自然选择发生作用的原始材料。如果行为方式有遗传不变性,那么在各种有了变异的行为类型中,那些被传播开的行为方式,总可以发现它们对于种族的继续生存有某些好处,因而能使自己稳定下来,另外一些对种族的继续生存有害的行为方式也就会被消灭。与个体的发育学习比较,上述结果就是某种种族的或系统发育的学习。个体发育和系统发育的学习都是动物根据环境来调节自己的方式。”
生命的各种形式正是通过这种学习而产生的,这就是生命的起源:大自然创造下的一种特殊物质存在方式的形成过程。
(二)生命发生的机理探微
通过上面的分析可知,生命的发生是大自然的创造物,是生命原生质自身不断经过学习、学习、再学习的结果。通过这种学习,生命原生质产生了具有生命质的特征的活性和保证活性能运转的动力来源——冷子装置——叶绿体的机体以后,生命才诞生了。而这种生命的质的特征又具有遗传的性质,即保守性。(封闭性)遗传机质的最大功能是以极其精微的方式保存了生命的特征,并再传给下一代。
就生命原生质来说,向谁学习?是向环境学习。也就是说,在生命原生质的发展过程中即在大自然的创造过程中,生命原生质和外界环境构成了一个矛盾的对立统一体。在这个对立统一体中,生命原生质与它所处的环境不断进行着材料、能量和信息的交换。
大自然的规律,即约束是客观地必然存在的。正如艾什比所说:在有约束的情况下,就值得学习。显然,生命原生质的学习过程是在分子层次上进行的,这就是有机原生质的分子排序,也可以说是大自然的选择。生命原生质的多义性和环境条件的随机性会引出生命原生质各种各样不同的“机”,即向各种各样方向发展的可能性,而经过大自然的选择,保留了那些能稳定存在的“机”的发展方向,淘汰掉了不适合生存的发展方向的“机”。这个不断变化的过程,在宏观上引起生命发生发展的结果,一般称之为“进化”。
现代科学,尤其是分子生物工程、遗传工程证明。不管多么复杂的生命机体,它们质的统一性是存在的。这种质的统一性不再归纳为一句不解决具体问题的最抽象的哲学范畴——物质性。
就当代科学的认识而言,生命的统一性是四种酸(核苷酸)和二十种氨基酸构成的生物信息密码,信息密码不同就决定生命机体的不同。生物物种的千姿百态,都可以看作是四种核苷酸构成生物“信息密码”的大分子的“同分异构现象”。
经过大量研究证明:生物质从微生物到人类,在遗传密码上竟是一致的,它显示了惊人的统一性,过去长期被认为是十分神秘的遗传现象竟以简单而明确的核酸、蛋白质分子之间信息传递和结构变化得到了阐明。这一有力的事实能使我们在理论探索上得到什么有益的结论呢?
首先,生命的质,在当代归朴于生物信息密码“子”。这对于现代生存的具体的生命来说,就是“先天之元气",即生命生长发展之“几”,(一般有性繁殖是受精卵)。生命的多样性是由四种核苷酸和二十种氨基酸的数量多少和不同排布所决定的。这就如,不管是什么高楼大厦,原来它们都是由砖、瓦、砂、石、木材、水泥、钢材等多种建筑材料的多少和不同排布构制而成的一样。在构制大厦的过程中是以图纸、文件为程序的,不同的图纸,文件,不同的建筑程序(信息),就能构制出不同的大厦。这种构制生命的图纸、文件是谁来设计制造呢?它又隐藏在何处呢?
分析证明:大自然是设计构制者。它隐藏在生物信息密码之中,并构成生命之“几”。从这里还可以得到另一个结论,要改变生命之“几”,只能改变生物信息密码。从这里还可以得到另一个结论,宏观进化论是生命现象进化论。科学研究证明:生命个体学习不能改变生命的“几”。否则爸爸经过学习,会解微分方程以后,儿子也就应会解微分方程了。生命之“几”的改变是生物信息密码的改变。要建造不同的大楼,就要有不同的图纸、文件。
环境如何改变生命之“几”呢?什么环境条件才能改变生命之“几”呢?现代科学对这个问题的追逐,创立了分子生物学、甚因工程、遗传工程等学科。科学实践证明:改变遗传密码,影响生物基因,创造新的生命类型不但巳经具有了可能性,而且具有了现实性。这不再是米丘林等人的利用宏观条件的表象进化“创造”,这是抓到生命的统一性,即生命之“几”以后,利用微观条件的本质进化创造。
《法元论》指出:“元”具有“几”变性。元的“几”的改变有如下几种方式:“元”的解体;置换元中的子元;元中子元的重新排布。
《法元论》还指出世界上决没有孤立的“元”,只有处在某一层次的具体的元。元和它的环境构成高一层次的元。生命和它生存的环境构成高一层次的矛盾对立统一体。这个矛盾对立统一体不断运动、变化与发展,不但表现为内部子元的相互关系,而且通过与环境的这种相互依存、相互影响,还使内部的子元变化与发展。在这一运动、变化过程中,子元的“几”就要发生变化。
生命之“几”的改变,归根结底是生物信息密码的改变。这可以用下面的试验得到反证。把老鼠的尾巴割掉,用它繁殖后代,生出的小老鼠还有尾巴,这一过程进行几十代,新生的老鼠还有尾巴。这说明割尾巴的外界环境条件没能改变老鼠的生命之“几”。这给我们什么启示呢?它证明割尾巴的条件没能改变生命的本质。
生物学的发展,从宏观进化论发展到微观进化论, 直接向生命之“几”——遗传信息密码进攻是生物学一次革命性的跃进,有人说是从“渐变”理论发展到中性“突变”理论。
《法元论》论述了渐变与突变没有什么绝对的意义。正如恩格斯所说“离开了飞跃,连最简单的机械运动也不能说明”。宏观进化、渐变的进化,是人的认识的宏观性(未能发现微小的突变),即为抓到进化本质的一种表现形式,一旦抓到了事物的本质,对事物更深一层次进行研究就会发现,这些渐变都是由没观察到的每一个微小的“突变”所构成的。这些每一个微小的突变,积累到一定程度,在人的可观制范围内表现出来(即产生了明显的变化性),人们才认为是发生“质变”。
生命发展的长河正是不断突变的历史。这一概念给我们极大的启示。为什么几十亿年才能完成的大自然对生命的创造,而冬天人工培育新种,在几年、几代中就能完成新品种的创造呢?
在这里我们首先研究一下怎样才成改变生命之“几”这个事实。
割老鼠尾巴不能改变老鼠的生命之“几”,父亲学习不能改变儿子的基因,可见改变生命基因是困难的。为什么困难呢?因为生命之“几”的改变,只有改变生物遗传信息密码,而要想改变生物遗传信息密码,只有改变原核细胞——受精的“卵细胞”。因为只有“它”(在有性繁殖中)才贮藏了发育成新的生命个体的全部之“几”。它在自然中的存在是短暂的,在适合的条件下马上分裂,而在不适合的条件下又很快死去,这是一方面。
另一方面要在它暂短的存活中对如此精微的结构有所影响绝非易事。这里就要问大自然是怎样影响它的呢?是通过什么手段来影响它的呢?这看来似乎是个谜?可以从两方面去研究:
从它的产生方向去研究,精虫和卵细胞的不同,产生的原核细胞也不同,从而获得具有不同生命之“几”的原核细胞。这是历来的用杂交育种科学方法的理论根据。显然这种杂交在大自然中是存在的。但是,在生命发生发展的过程中,这是在有性繁殖以后的事了,那么在这之前是什么手段直接改变原核细胞的生命之“几”呢?大自然是否具备改变分子层次上的精细胞结构的手段呢?
这个谜对于现代科学来说是不难揭开的。宇宙射线就是改变分子层次上生物之“几”的一只精细的手。它能象一只精细的“实枪”放出细微的“散弹”,捣乱受精细胞中的生物信息密码。这种“实枪散弹”就是生命产生自然“突变”的机质。至于这种突变对生命发展是否有利,大自然是全然不管的,好与坏要由未来原核细胞所处的环境来衡量。“无目的在系统发展中是暂时的,而剩余模式却表现了宇宙的目地”。
这种在精细结构层次上改变生命之“几”的方法,在现代物理学和现代化学发展的基础上,也就是放射性射线发现后,很快被人们引进生物学中去了。在1927年,首先是马勒把原子和遗传研究联系在一起。他证明,通过X射线照射,可以极大地提高生物的变异速度。为此他获得了1946年诺贝尔奖金。在果蝇实验中,马勒和另外一些科学家很快阐明,当辐射剂量加倍时,诱导的变异速率也相应地翻一番,而产生的变种是稀奇古怪的通常不 需要的特性。
但就人们的目的而言,是可以定上一个标准。如美国为了消灭螺旋锥蝇,是用钴-60放射源产生的r射线(剂量不小于2500伦琴)照射雄蝇,使它失去生殖能力,然后在受虫害的地区大量放逐这种雄蝇,达到饱和程度,不育的雄蝇同未照射过的雄蝇一样,对野生的有生殖能力的雌蝇具有引诱力,雌蝇一生只交配一次,它们同经过人们处理过的不育雄蝇照样能很好的交配,结果是不能繁殖后代,如果受害地区充斥这种雄蝇,那只需两个月,螺旋锥蝇就几乎绝种了。(曝光的原住民女性绝育)
辐射照射并不能保证出现任何需要的特定性状。生种“实枪散弹”完全是随机的,但是它引出来的完全随机的生命之“几”的改变,一旦产生人们所需要的性状时,人们就可以选择这种“突变”的个体,作进一步的繁殖,并强化其有价值的性状。在五十年代末六十年代初期,辐射育种似乎成为打开农业丰收大门的一把钥匙,找到了主要食用作物、观赏植物和纤维用植物的有价值的“突变”。如据G•T•西博格统计“在1970年左右,通过各种辐照方法,主要是用X射线,巳经创造了八十多种具有经济价值的有用突变。结果是使某些庄稼得益非浅。”
在生命起源问题上,生命的发生发展,宇宙射线显然是自然界“进化工具箱”中的一种重要工具,自然界的宇宙射线尽管比人工放射性工具照射的强度小得多,但这种随机的试验是千百万年以来一直在进行着的。生命从发生到发展,时刻也未离开过这种自然试验。在这种试验中,时时刻刻在经受着自然界宇宙射线的“实枪散弹”的轰击,产生各种各样随机的变异体,而不管这种变异个体对“种”的生存是否有利。经过自然界的选择,把一切“有害”变种(不适生存的变种)扫得精光,而完全不考虑道德问题。
可是在原子工业的发展中,不考虑射线对人体的影响这种道德问题就不成了,因此原子反应堆旁的工作,一般是不要女人参加的。
通过以上分析可知:射线是改变生物信息密码的有力工具。从某种意义上来说:大自然是一双构制生命的精细的手。直到现在,人们还未能在观念上把握这双精细的手,也未能更深刻地认识到把握这双手的深刻意义。如果电子学为工业发展带来了第三次工业革命,那么把握这双手,可能带来人们自身的革命。正如G·T·西博格所说:“我们最好的医学工具。我们关于细胞的知识,以及我们把人和机器联合起来的能力,最后总会塑造出我们今天所想象不到的新的人种来。”
现在看来,生命的起源是大自然的精微创造,是以生命原生物质通过系统学习发生的,生命又是通过学习而进一步发展的。无论在生命发生还是发展过程中,系统学习都是主要的机质。至于不同的激素对生命个体发育的作用,只能是使生命之“几”向不同方向成长、是发育的“引几”条件。蜜蜂由于生长条件不同,同一个卵细胞可能发育成工蜂、雄蜂、蜂王,就是由于不同条件引出了不同的“机”,但是这些条件终归没有影响生命之“几”。
当代,对生命现象的“机理”探微,已经归结为分子结构上的特殊性,即归结为具有光学活性的碳化合物的演化导致生命出现。
这一理论的出现,是因为对生命机质精微结构的研究发现:地球上生命中所具有的基本组成蛋白质和核酸均具有“光学活性”,即组成生命机体的氨基酸只是左旋体。而组成核酸的核糖和脱氧核酸分子都是右旋体。
而用现代实验手段,人工合成的氨基酸和核酸以及在天体(殒石)中发现的氨基酸和核酸均是左、右旋的混合物,即具有消旋化的性质。
这就出现了问题:生命基体中的核酸、氨基酸为什么会有定向旋性?研究发现,只有这种定向旋性才能构成高度有序的生命分子,所以,光学活性就成了解开生命起原的谜中之谜。
大自然是怎样从消旋化的氨基酸中分离出左旋的氨基酸呢?为此,现代学者提出了不少理论、假说,但都不能自圆其说。谜底有待揭晓。
实验表明:左旋体和右旋体在合成中尽管产率相等,但它们生成的能量是有差异的,能量差为10^-10电子伏特。这种微小的差异说明对生命机理的探微还要进入更深邃的研究。大自然既象粗野的莽汉,实施着天崩地裂的宏大壮举,同时也象非常娴静的姑娘,具有一双非常精细的手,定能刺绣出生命之花的锦绢来。
左旋体和右旋体产生的微小能量差异,在人们还不可辩认时,大自然可能早已具备了辨识的能力。人类无限发展的认识能力终会一步一步揭开生命起源之谜,揭开光学活性这个谜中之谜。正如马勒所说:“过去十年,对遗传学的物理化学研究,也就是对形成地球生命基础的机制的研究,其进展的迅速,有如突如其来崩泻直下的洪水一般。”
是的,二十世纪生物学利用现代物理学、化学的新成果和精密的实验技术和手段,已向分子生物学层次展开了全面的进攻,取得了生命发生和发展在分子层次上的辉煌胜利,确认了生命就是蛋白质、糖、核酸等构成不同结构的具有特殊功能的大分子体系。脱氧核酸分子的双螺旋结构和三联体的遗传密码的发现,拓开了生物遗传之谜,阐明了生命的一些基本过程:核酸的自我复制和蛋白质的产生。
在这基础上,利用现代的综合理论—系统论、信息论、控制论,又对遗传、发育、进化等生命现象,展开了从电子、分子、细胞核、细胞组织、器官、个体、种群、群落、生态系统直至生物圈的各个层次上综合的、整体的研究。在研究中不但把各层次相互联系起来作为一个整体,而且把遗传、发育、进化作为一个统一的过程来看待。这就构成了一种立体思维,从而就避免了只见树木不见森林、只见局部不见整体、只见环节现状不见过程、只见事物不见变化、只见宏观不见微观的研究方法,并避免了把突变与渐变、量变与质变对立起来的片面的研究方法。
生命之“几”发生、发展的机理探微,使得宏观进化论上升到新的层次和水平上,也就是上升到探知高深精微的精细结构的水平上。把中性突变理论和宏观进化论对立起来是没有根据的,把微观进化论和生态进化理论对立起来也同样是没有根据的。生命的发生与发展是生物信息密码、个体、群体、生态系统统一、协调一起发生和发展的。这是一个从精微的生物信息密码到生态系统,从微观到宏观的协同运动、变化与发展的过程。
在这一过程中,大自然是设计创造者。它有时起着微观与宏观、变异与保守、选择与淘汰、创造与毁灭的双重作用。在这种丝毫不考虑“道德”问题的双重作用下,大自然用粗野的杀戳、减灭……的大刀雕琢和精心爱护、培养的纤细的手编织构制出一座生命之象,真象一个天才的雕塑家,在雕塑一座巨大的雕像,一面是大刀阔斧毫不留情,一面是细心抛光、精心修磨,经过这一过程而存留下来的“剩余模式”,就构成了“美”的化身——生命之花。
总之,生命的起源是和生物信息密码的起源、生态系统的起源联系在一起的。“突变”中性的理论和宏观的进化理论为变异机理找到了根据。没有中性“突变”的理论,就不知道进化论要求的前提,必然有“变异存在的变异是从哪来的”、“变异的机制是什么”等疑问,使进化中的选择就无从谈起。进化不是生物的属性,正如恩格斯所说:“有机物发展中每一进化又是退化,因为它巩固一个方面的发展而排除其他多方面的发展的可能性”。
而生命之“几”在大自然的“实枪散弹”轰击下有向各个方向发展的随机可能性,而这种向各个方向随机发展的可能性又有在大自然的约束下保留下那些能适应环境者的必然性。必然性寓于偶然性之中,目的性(生物的进化性)寓于无目的之中。
这就是宇宙的目的——剩余模式的产生、生命的起源。