描述
开 本: 大16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787500291138
关于生命、关于智慧,关于我们自己,我们知道一些,我们不知道许多,还有更多东西远在想象之外。不管是理解我们的过去,还是规划我们的未来,都需要借助生命科学的力量。
一本娓娓讲解生命科学、理解地球生命和人类智慧的科普力作。
一本看清我们是谁、从哪里来、将向何处去的好书。
关于生命,越了解,越敬畏,越热爱。
本书通过生动的文笔和有趣有料的生物学故事,揭开了生命科学神秘的面纱,不仅生动地解读了生命的定义及奥秘,而且详细地追溯了生命的起源和演化,展现 了人类探索生命奥秘的伟大历程,讲述了科学家在揭示生命奥秘过程中的重要发现。 阅读本书,有助于读者重新认识生命的过去、现在和未来,更好地认识地球生命以及其他智慧生命。
序曲 地球人和外星人 /
第1章 生命是什么:从灵魂论到物理学 /
三种灵魂 /
活力论的兴衰 /
烧瓶里的原始地球 /
生命是什么 /
第2章 能量:生命大厦建筑师 /
从砖头瓦块到生命大厦 /
以负熵为生 /
化学渗透:生命的微型水电站 /
生命来自热泉口 /
第3章 自我复制:基业长青的秘密 /
思想实验中的生命演化史 /
不是鸡不是蛋,既是鸡又是蛋 /
RNA世界 /
第4章 细胞膜:分离之墙 /
生命的外壳 /
看见分离之墙 /
第一个细胞是怎么来的? /
第5章 分工:伟大的分道扬镳 /
吃还是被吃? /
分工:希望和代价 /
从细胞分工到君临地球 /
第6章 感觉:世界的模样 /
上帝说:“要有光!” /
从“要有光”到“我看见了” /
从信号到信息,从视觉到全部世界 /
第7章 学习和记忆:应对多变世界 /
刺激-反射:一个极简主义者的大脑 /
单身派对定律 /
20纳米 /
聪明老鼠 /
假如记忆可以移植 /
第8章 社交:从乌合之众到伟大社会 /
小细菌的大社会 /
团结就是力量 /
性别的出现和复杂社交 /
求偶社交:对面的女孩看过来 /
语言:伟大社会的基础 /
第9章 自我意识:我是谁 /
镜子里的自己 /
我思故我在 /
镜像神经元和人工智能的自我意识 /
“我”到底是什么? /
第10章 自由意志:最重要的幻觉 /
自由意志:确实有,还是最好有? /
本能不自由 /
人类心智:白板还是蓝图 /
在下定决心的一刻,选择早已做出? /
哪怕自由意志不存在,我们还是我们 /
尾声 关于生命, 我们知道的和我们不知道的 /
后记 /
/第1章/生命是什么:从灵魂论到物理学
生命是什么?或者说,一个东西到底需要具有什么样的特征,才会被我们地球人类看作生命?
基于日常经验和直觉,我们很容易回答这个问题。路边的一堆石头瓦砾,对比一棵树,一只猫,一个人,区别似乎是显而易见的。杨柳新枝,春华秋实,我们看得到树木的变化;一会儿上蹿下跳,一会儿呼噜噜睡觉,我们也看得到小猫的变化。至于我们人类自己,除了吃喝拉撒睡,还能用语言交流,能理解抽象的概念。这一切都和那一堆静静待在那里、看起来没有丝毫变化的瓦砾石头很不一样。
但是这些“不一样”背后的本质差别是什么呢?我们看到的这些“变化”又是如何产生的?是哪些要素构造和推动了生命现象呢?而最终我们将不得不面对的问题则是,这些构成生命现象的要素,真的是人类智慧可以最终理解的吗?
三种灵魂
最后这个问题看起来似乎不言而喻。读者想必都受过相当一段时间的正经科学教育,自然而然地会用唯物主义的眼光来看待生命:生命现象再复杂精巧,也必定是有物质基础的,也必定是存在一个科学解释的。哪怕今天我们还不知道这种物质基础和科学解释是什么。
但是在很长一段时间里,人们普遍相信生命具备一种神秘难解的特性。
这一点倒也不难理解。在我们的前辈看来,生命现象实在是奇妙得不可思议。生命看起来居然能够自然发生——一潭污秽的死水里会飞出蚊子,一堆腐烂的野草里会爬出萤火虫;生命看起来居然会持续变化——小孩子会逐渐长大成人,青草也可以岁岁枯荣周而复始;生命居然还可以一去不复返——煮熟的鸭子不会飞,逝去的亲人从此阴阳两隔。这一切都提示着,生命现象看起来必然具备一种超越了具体物质组成的、形而上学的神秘特性——我们姑且叫它“生命特殊论”好了。
古希腊的亚里士多德是古代世界许多哲学和科学思想的集大成者,他把这种神秘特性称为“灵魂”。在他看来,这种叫灵魂的东西看不见摸不着,却能够赋予生命体各种各样的神奇属性。
亚里士多德认为植物有一种灵魂,促使它们不断地生长繁殖;动物则多了一种灵魂,负责感知和运动;而我们人类有三种灵魂,除了动物的两种灵魂外,还有一种负责理性思考的灵魂。
刻薄一点说,这套理论不过就是把人人都能看到的东西,换了几个抽象的词重新说了一遍而已。植物能长高长大,还能开花结果,这一切必须有个东西来驱动,所以植物必须有负责生长繁殖的灵魂。动物除了生长繁殖之外,还会吃,会叫,会运动,所以还需要指导感知和运动的灵魂。至于我们人类自己,作为万物之灵,我们还会思考,会做数学题,因此需要理性灵魂的驱动。
显然,亚里士多德的灵魂理论并没有真的解决任何问题。说物质因为这三种灵魂才有了生命力,和说水能流动是因为“水性”、火车跑得快是因为“移动性”一样,属于循环论证式的自说自话。至于这三种灵魂到底是什么东西,我们除了命名它们之外还能对它们做些什么样的研究,亚里士多德和他所处的时代显然还没有能力回答。
除此之外,亚里士多德的灵魂理论有一个非常令人不安的特点。他说的这种叫灵魂的东西,并不是一种具体的、看得见摸得着、可以对此开展观察和研究的实在物质,而是生命的一种“表现形式”。
换句话说,按照亚里士多德的理论,灵魂这种东西只有活着的生物才有,而且并不和任何具体物质绑定。就算有人把一棵树或者一只猫层层剖开,用最先进的仪器一点点分析它们的物质构成,也是绝对不可能把灵魂这种东西找出来的。这就从逻辑上阻止了人类对生命本质进行任何实际的探究。如果生命的本质真的如亚里士多德所言,那么人类只能千秋万代地在“灵魂”这个不可触碰、难以挑战的概念面前顶礼膜拜。
这种听天由命的不可知论态度遭到了许多人的猛烈批判,特别是当欧洲文明走出中世纪的阴霾,重新捡拾起理性和创造力之后。
在17世纪的法国哲学家勒内·笛卡儿(Rene Descartes)看来,哪里有什么虚无缥缈的灵魂,生命现象完全可以用冷冰冰的科学定律来解释,甚至只需要用人类已知的简单机械原理就足够了。
笛卡儿的这种思想被他的忠实追随者、法国发明家雅克·德·沃康松(Jacques de Vaucanson)用一种戏剧化的方法呈现了出来。沃康松制作了一只机械鸭子。在发条的驱动下,这只鸭子能扇翅膀,能吃东西,甚至还能消化食物和排泄。
当然了,沃康松的鸭子并不是真的能消化食物。它仅仅是依靠发条驱动张开“嘴巴”,把“吃”下去的食物存在肚子里;随后又把肚子里预先存好的排泄物从屁股那里“排”出来而已。但是这只火遍了全欧洲的机械鸭子却实实在在地引领了机械论生命哲学的风潮。既然简单的几根发条就能以假乱真地模拟出运动乃至食物消化吸收的功能,那假以时日,人类的能工巧匠真的能仿制出生物体的某些机能,也不是不可想象的吧?再推演得更远一步,我们是不是也能说,生命现象不管看起来多么复杂,多么不可思议,应该也是某些简单的机械原理驱动的吧?它应该也是可以被我们人类所理解的吧?我们又何苦需要一个高高在上的灵魂概念来解释生命呢?
但是很遗憾,这种早期的乐观主义情绪却没能持续多久。回头来看,在那个时代,相比起生命现象的复杂程度,人类的知识储备实在是太薄弱了。
再举一个我们耳熟能详的例子:动物从受精卵到成熟个体的发育过程。在上百年的时间里,人们一直没有找到办法能把机械理论和胚胎发育的过程自洽地融合在一起。一枚小小的受精卵能够从小变大,最终变成一个和父母相似的生物,这件事怎么看也不像是杠杆滑轮一类的机械系统能够解释的。就算假设受精卵里存着一幅生物体的设计蓝图,那总得有建筑师按照这张蓝图施工吧?这个建筑师又藏在哪里呢?
在19世纪末,德国科学家汉斯·杜里舒(Hans Driesch)更是发现了一个耸人听闻的现象。他收集了处于四细胞期(即受精卵经过了两次细胞分裂)的海胆胚胎,然后把四个细胞分裂开来单独培养。按照机械论哲学的预测,这四个细胞应该会分别变成海胆的一部分,拼起来才是一个完整的海胆。但是实验结果却是,四个细胞分别长成了体形较小,但是形态仍旧正常的海胆!这种奇怪的现象,
如果不动用某种类似于“灵魂”的概念,来说明生命现象有某种凌驾于物质之上的、系统性的甚至精神性的规律,好像还真的不好理解。毕竟对于任何一种人类机械,如果大卸四块,估计都将立刻停止工作,怎么可能会变成四个个头较小的机械?
因此说来也很无奈,在亚里士多德逝世两千年后的19世纪,他大多数具体的科学论点,比如五种元素构成世界、物体运动是因为推动力的存在,都已经被后辈科学家无情地抛弃或是修正了。然而他关于生命源自“灵魂”驱动的理论却近乎完整地保留了下来,并且以所谓“活力论”的形式重新成为科学主流。甚至连铁杆的机械论者笛卡儿,在谈及人类心智的时候还是举起了所谓“二元论”的大旗。尽管他宣称动物和人类的身体可以还原到基本的物理化学定律,但是在他看来,人类心智还是太过复杂奥妙,是无法用机械论解释的。
当然,毕竟两千年过去了,人类的科学知识储备和亚里士多德时代相比不可同日而语。因此,相比自说自话的“灵魂”论,生逢其时的“活力”学说有了更清晰的科学基础。
活力论的兴衰
18世纪,现代化学诞生了,许多原本复杂难解的自然现象得到了解释。法国科学家安托万-洛朗·德·拉瓦锡(Antoine-Laurent de Lavoisier)利用燃烧实验推翻了燃素学说。从此人们才开始明白,
跳动的火苗、五颜六色的烟火,这些让人目眩神迷的现象,实质上只是不同物质和氧气的化学反应。为了解释常见化学物质的构成,拉瓦锡还从古希腊人那里借用了“元素”的概念,认为世间万物都是由不同元素(即不可再分的化学物质)组合而成的。
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