生命是什么

作者:文章来源:图书馆点击数:797更新时间:2019-06-12

内容简介:

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。

  

书评:  

本书一层层展开,如探秘小说不断逼近结局,让人欲罢不能。从微观世界到大脑中的宇宙,书里抛出一个又一个大问题,在追寻答案的过程中,一重答案又引出另一重问题,逻辑清楚又充满悬念,人类的生命科学史就在讲述中壮丽展开……立铭的文笔科学理性,又充满个性化的思考,带着温暖的智者之光。他对分子生物学和遗传进化的学识积累非常深厚,科学实验和故事信手拈来。更难得的是,他对人类的哲学历程也理解得十分透彻,在不多的篇幅中,把自古哲人对于生命和人类意识的争论,写得深入浅出,引人思考。

——科幻作家 郝景芳

“作者以物质为基础,以实验为依据,将与认知相关的重要事件和科学发现通过关键的例子展示给大家,让读者通过追寻智慧的思绪和案例,展开一场思想旅行,从中收获生物学思维方式,用生物演化的视角重新理解生命。”

——北京大学讲席教授 饶毅

“立铭的作品是中文科普世界里凤毛麟角的存在。他对科学有独到的深刻解读方式,也有在科普世界里少见的写作视角。而且,立铭是具有人文情怀的作家,他的作品充满了积极对待未知世界的态度和坚信更好未来的信念。读完本书,你可能没有找到“生命是什么”这个问题的答案,但你对“生命是什么”的理解一定会有质的提升。”

——德国癌症研究中心终身研究员 刘海坤

“生命,如果不是因为其确实存在,本来可以很容易地证明其不可能存在。《生命是什么》正是讲述了这样一个大自然的奇迹。立铭用生动、诗意的笔触,带我们经历地球生命几十亿年史诗般的演化历程;通过对生命现象全景式的描述,让我们领略那令人难以置信的神奇。本书吸引我的地方,首先是广阔的视角,从生命的起源到自我意识,从分子生物学到社会学,使读者对生命科学有了一个全景式的了解;其次是本书明晰而生动的叙述,真正把生命科学作为活的科学展现出来,让读者感受到了生命的神奇和诗意。本书在带给我们不断的惊叹和感慨的同时,让我们重新认识生命世界,也重新认识我们自己。”

——科幻作家 刘慈欣

  

摘录:

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。

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,催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。

从灵魂论到活力论,从尿素合成到米勒尤里实验,随着我们一点点地抛弃生命特殊论,一步步将神秘莫测的生命现象还原到基本的物理和化学定律,生命和非生命之间的界限在不断模糊。

对于地球生命来说,在生命体和周围环境之间存在着不言而喻的清晰界限。皮肤毛发包裹着人类的躯体,水里的鱼虾顶着闪闪发光的鳞片或者厚厚的硬壳,树木的躯干上也裹着斑驳嶙峋的树皮。很难想象会存在一种生命,和环境之间有着缓慢过渡的边界。就像我们看不到人体的内脏飞得满房间都是,也不会看到树木若有如无的魅影笼罩成了一片树林。

从某种意义上说,每一个细胞都可以看作一个有着自己独特生活经历和命运的生命体。祖先细胞的DNA分子完成自我复制后各奔东西,携带着祖先的记忆,伴随着细胞本身一分为二,完成生命的繁衍复制。在每一个细胞内部,能量货币ATP驱动着各种各样生命活动的进行,它让红细胞能够吸满氧气在血管里畅游,让神经细胞释放高高蓄积的离子水位产生微弱的生物电流,让草履虫的纤毛轻轻摆动,让大肠杆菌修补外壳上破损的脂多糖。而到生命的尽头,细胞或因为外敌的入侵不幸罹难,或按照自身的生命密码启动了自杀程序,曾经辉煌壮丽的生命大厦轰然倒塌,曾经严整有序的形态、结构和生物分子慢慢破损消亡。

和宏观生命一样,细胞这种微观生命也同样是有清晰边界的。它们被一层仅有几纳米厚的脂类分子薄膜严密地包裹起来,薄膜内部是生机勃勃的生命活动,外面则是危险冷漠的外在世界。实际上,考虑到地球生命都是由数量不等的细胞构成的,我们完全可以认为这层薄膜才是生命和地球环境的边界。

说到细胞功能分化,最极端的例子可能是红细胞。在包括人类在内的哺乳动物体内,红细胞干脆就没有细胞核和任何遗传物质,也就是说,从根本上放弃了繁殖的能力。实际上,新生的红细胞是有细胞核的,但是在它们离开骨髓进入血液前后,红细胞会挤出细胞核,变成大家熟悉的中心薄、周围厚的圆饼形状。抛弃细胞核的好处是显而易见的:这样一来,红细胞就留出了更多的空间装载血红蛋白分子,从而可以一次运输更多的氧气分子。与此同时,没有了细胞核的红细胞更加柔软、遇到狭的毛细血管时可以轻松地变形通过。对于每一个红细胞个体来说,它们付出的代价是彻底断了传宗接代的念想,只能在大约四个月的短暂寿命里机械地搬运氧气分子。对于红细胞所服务的哺乳动物个体而言,则借此机会获得了更充足的氧气供应和更高效的末梢循环系统,同时还顺便减少了红细胞癌变的风险。这些特性在漫长的演化史上,很可能会帮助哺乳动物跑得更快,活得更久,让它们的子孙后代遍布这个星球。

伟大分工的辉煌顶点,可能就是人类的大脑,人类的智慧。

能量和自我复制是生命从混乱无序的环境中萌发并万世长青的两个基本条件。

科学研究从来就不是一蹴而就的坦途,曲折反复、浴火重生是常态。

物质、能量、自我复制这三个要素共同构成了地球生命的基石。如果把今天的地球生命比作辉煌的大厦,那DNA、RNA、蛋白质等物质就是这座大厦的钢梁和砖瓦。来自外部世界的能量摆脱了热力学第二定律的约束,像一个高明的建筑师,搬运着这些物质修建出生命的大厦。在几十亿年的地 球生命史上,生命大厦则是靠(不那么忠实地)复制自身来抵抗命中注定的意外、衰老和地球环境的变迁。

慢慢地,复杂生命诞生了。细胞膜这道“分离之墙”的出现将生命的三要素(物质、能量和自我复制)严密地包裏和保护起来。生命活动的规模从纳米级别的分子尺度扩展到微米级别的细胞尺度。在物质和能量的近距离碰撞中,更复杂的生命活动接连涌现,多种多样的单细胞生命也被持续筛选出来。在此基础上,当单细胞生命的后代决定不再各弃东西,而是粘连在一起共同生活,多细胞生命的出现反而显得顺理成章。多细胞生命允许身体细胞放弃一些功能(比如繁殖)换取一些更强大的功能,为每一个身体细胞提供表演的舞台。在辉煌的生命大厦内,不再是一间间千篇一律的低矮房间,而是有了流光溢彩的外墙、灯火通明的大堂、私密安静的会客室、带落地窗的顶层办公室、中央机房…每一个房间都可以被赋予独特的意义。

(摘编人:吴小玲)

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