125个难题(下)

为什么人的基因这么少?我们在宇宙间是孤居的?

 

 

 

文╱吴家望

 

 

 

(续上期)

 

 

 

四、为什么人的基因这么少?(Why Do Human Have So Few Genes?)

 

达尔文很不简单,他虽然对细胞内部组织一无所知,却能写出有深刻见解的进化论。当时的科学家认为,细胞只是一小团血浆而已。今天,我们才发现细胞的无限复杂和聪明。

说简单,细胞十分简单,只含有四种主要元素:碳、氢、氧、氮;而占细胞重量一半以上的水,只含氢和氧两种元素。说复杂,细胞是万分复杂,即时即刻都在变出无数令人惊叹的魔术。

人体不但含有几十万种作用不同的蛋白质,而且每一种蛋白质都是在人的细胞里造成的:“Made in Cell”!掌管细胞生产和运作的,是数万种不同的基因。而基因内部的DNA,不但是蛋白质生产工厂的指导者,也是遗传资料的掌柜。

基因和DNA如何运作,可能是科学上最不可思议的难题之一。从最简单的原始生物到最复杂的人,DNA的结构和工作都是大同小异。可惜人不能去问问那个几十亿年前最简单的单细胞原始生物:你那些这么复杂的基因和DNA从哪儿来的?你要它们干吗?现在《科学》周刊问了个更凶的问题:为什么人的基因这么少?

科学家们从来认为,人至少需要100,000个基因来指挥蛋白质的生产,维持人体细胞的一切运作。但是现在发现,人只有25,000个基因。这和一种名叫Aenorhabditis Elegans的蚯蚓差不多。我们天天吃的稻米(Oryza sativa),却有50,000个基因!

从前,科学家以为一个基因对应一种蛋白质的生产:一对一。人有一百万以上不同的蛋白质,就必定有一百多万个基因。耗资国库三十亿美元的人类基因组科学项目(Human Genome Project),就是要研究这类问题。

这项研究的背后有一趣闻。这个大规模项目需以强大的电脑为后盾,一般科学组织无能为力。但是,因为此项目有极大经济价值,私人公司就联合起来,组织了赛勒拉公司(Celera Genomics),和政府竞争。结果赛勒拉赢了,提前两年完成这项目。这本是大喜之日,但是,完成项目的科学家却很失望:人怎么只有25,000个基因,比中国科学家发现的稻米的基因(45,000到56,000个)少了一半。

为什么人的基因这么少?记者访问了赛勒拉的电脑专家麦约(Gene Myer);麦约没有答案,却聪明地回答:“真奇妙,我们不懂自己。这后面还有超自然和魔术的因素呢!”他说,“令我惊讶的是生命的建筑。这系统无比的复杂,似乎是被设计的……那儿有个极大的智慧。我不认为那‘智慧’是不科学的。”(注9)。

转眼几年过去了,《科学》周刊还是问同样的问题,同样没有答案。

《科学》周刊似乎想要回答这个人类基因的难题,结果却拖出了一大堆新问题。编者说,即使我们能逐步回答这些问题,我们在很长时间内,还是不可能解答那最中心的问题:我们怎样能把这些细节拼凑起来,解释一个完整的人。

 

 

五、我们在宇宙间是孤居的? (Are We Alone in the Universe?)

 

前面我们提到,宇宙间99%以上的物质是未知的。那么,宇宙间除了地球以外还有没有生命呢?45年来,“际外智慧探测”组织(Search for Extraterrestrial Intelligence, SETI),为要解救达尔文主义生命起源论的破产,兴起了“生命种子可能从太空以外飞来”的理论。《科学》周刊编者的评论是:科学家需要的,不只是一点运气(needed more than a little luck),才能找到太空以外的同志。

几年前去世的天文学家萨根(Carl Sagan),是近代电视台上有名的科学传播专家。作为一个无神论者,他相信,一切生命,从病毒到人,都是蛋白质和氨基酸相互作用的表达。

但是,经过多年天文、物理和生物学方面的综合研究和计算,他发现,因为一个简单的蛋白质含有100种氨基酸,每一种氨基酸又有20种不同的形态,这一简单的蛋白质能偶然形成的概率,是10的130次方之一。因此,即使基本粒子每秒钟能演变10亿次,用宇宙存在的全部时间,也变不出这一蛋白质。再从小到大继续推算,他发现,最终人能从演化而来的概率,是10的2,000,000,000次方之一。但是因为他的无神论信仰,即使面对这样的不可能性,他也不承认宇宙中存在着设计者。从此,他就积极投入SETI的活动,希望能在太空以外找到生命的种子(注10)。

多数著名的演化生物学家,例如辛普森和迈尔(Ernst Mayr),都认为地球是唯一能养育智慧之地。以研究宇宙和人类关系成名的巴罗(John Barrow)和提普勒(Frank Tipler)认为,SETI活动是浪费时间和精力。他们说,正像原子物理泰斗傅密(Enrico Fermi)五十多年前所说,“它们(外太空智慧生物)如果存在,它们必已光临。”(If they exist, they would be here)(注11)

《科学》周刊编者感叹道,45年来,太空天线的探测能力虽然增加了100,000,000,000,000 倍,宇宙深处仍然哑然无声(“Nothing has been heard”)。照目前的能力,科学家只能观测100,000,000个像太阳系那样的星系中的一、二个而已。因为SETI这一科学项目耗资太多,国会有位众议员嘲笑说,这是花老百姓的钱,去寻找“扁头的绿色小人(little green men with misshapen heads)”。这位众议员可能还算客气,不愿挖苦太深,因为即使科学家找到那扁头的绿色小人,这小人的起源,还是个同样没有答案的难题。

 

 

结语

 

如果篇幅允许,我们可以把这125个难题一直讨论下去。我们所讨论的,也都是今天科学智慧设计论所探讨的问题。近年来,美国有好几个州都在更改中学课程,在教进化论的同时也教一些智慧设计论,从而使学生了解宇宙万物不可解释的复杂奥秘。

最近美国总统布希对此也表示支持。但是,美国的无神论组织,却派律师和专家到各州去阻止。美国科学促进协会也一贯公开反对中学生接触智慧设计的科学原理,并反对它的千万会员参与这类活动,显示他们强烈的纯唯物主义的信仰。

最近,世界知名的无神论的学术权威傅卢(Antony Flew)博士,在研究了科学智慧设计论后,也改变了他坚定的无神论信仰。如果傅卢能理解科学智慧设计论,难道千万无辜的中学生,就必须永远被蒙在鼓里吗?(注12)。

仔细一想,无神论者之所以这样作,原因很简单。唯物主义不单是一种哲学,更是一种无神论信仰。这种信仰和任何探讨宇宙万物可能有设计者和创造者的理论势不两立,而达尔文进化理论历来和自然唯物主义信仰息息相通。

但是,时过境迁,达尔文理论已成了今天科学知识巨轮后面的飞尘。《科学》周刊摆出的这125道难题,就是唯物主义所面临的困境的证据,恐怕也是无神论者难以克服的难题。(全文完)

 

注:

  1. Tom Abate, Human Genome Map Has Scientists Talking About the Divine – Surprisingly low number of genes raise big questions, San Francisco Chronicle, February 19, 2001
  2. Carl Sagan (Editor), Communication with Extraterrestrial Intelligence, CETI (Cambridge: MIT Press, 1973), pp. 45-47
  3. John Barrow and Frank Tipler, The Anthropic Cosmological Principle, Oxford University Press, 1986),p.578, and Chapters 9 and 10.
  4. 请参考海外校园第71期和“今选本”第四期上,笔者有关傅卢和智慧设计论的讨论。

 

作者来自上海,数学博士,美国联邦政府资深数学统计学家。

 

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