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撰文 | 陳嘉映
這本書的書名是“生命的邏輯:遺傳學史”,顧名思義,是從遺傳來理解生命的邏輯。本來,生命是個較寬的概念,遺傳是生命現象中的一支。不過,越往現代,生命概念就與遺傳概念交織得更緊,的確,生命體跟其他物體的根本區別在於生命體會遺傳。
人們當然早就透過繁殖現象對遺傳有所瞭解,龍生龍鳳生鳳,老鼠的孩子會打洞。然而,直到幾十年前,我們才把繁殖理解為組成生物體的分子的複製,這種複製與晶體的複製不同,生物體中的大分子的結構完全是由遺傳物質的鹼基序列決定的。
從這個角度來看待生命體,生命科學的大多數分支都可以視作遺傳學,用光或聲來操控活體組織中的神經元就叫作光遺傳學、聲遺傳學。當然,生命體跟環境的互動,包括生命體之間的互動,也是重要的生命現象,但要對這些互動進行科學研究,最後仍離不開對遺傳基因的研究。
作者說到,在很長時間裡,生物學裡有兩條迥異的進路。一條是綜合論或者演化論,另一條是原子論或者還原論。演化生物學關注的是群落、行為、生物體之間以及生物體與環境之間的關係,關注的是遠端原因,目的在於說明是何種力量和路徑指引生命系統演化為今天這個樣子。
對綜合論者來說,整體絕非簡單的部分之和。與此對照,還原論者關注的是近程原因,關注器官、細胞和分子的結構和作用。還原論者努力把複雜的現象拆解開,進而以物理和化學裡典型的精度和純度來研究各個組分。整體可能表現出部分所不具備的特徵,但是這些特徵必然源於其組分的結構。演化論和還原論關注的是兩類不同的秩序,而這兩類秩序在遺傳層面上相遇了。不妨說,遺傳組成了生物秩序的秩序——促成演化的正是遺傳程式出現的隨機改變。
兩條進路也許在這個意義上相遇了,但這不意味著它們合二為一。作者說:“個體的規律與群體的規律不是直接相關的規律,無法互相匯出。”在微觀生物學領域,主導的是因果探究,在宏觀演化論的領域,主導的是統計學。作者提示,19世紀中葉,達爾文提出演化論那時候,統計學思想也正在其他學科興起,突出的如波爾茨曼開創的熱力學。
格外有意思的是,與牛頓力學不同,演化論與熱力學都含有時間不可逆的觀念。就像熵的增長有一個方向,演化過程也是不可逆的:一旦某些變異體被自然選擇保留下來,某一個生物群體就確定了進一步的方向,不可能再回到先前的狀態。
生物學已經挺進到分子層面,然而,這並不意味著生物學今天回到了還原論。在還原主義時代,科學分析必須排除所研究系統或其獨特功能之外的任何其他考量,與此不同,今天的生物學無法把結構與功能分開,“而功能不僅取決於生物體,而且也受制於塑造了生物體的所有歷史事件……無論是哪個層次的研究——分子、細胞、組織體或者種群——歷史的視野都不可或缺。”無論在哪個層面上,對生命系統的研究都需要在兩個方向上展開,一個是縱向上的組織邏輯,一個是橫向上的演化邏輯。
我在這裡介紹本書的一點點內容,是想說明,一般說來,一部好的科學史必定富有思想性。遺傳學的發展像任何門類科學的發展一樣,主要內容是技術性的,本書也的確介紹了很多技術性的細節。
然而,一門科學,除了處理技術性內容,還會面臨一些我們普通人也會問出來的一般問題,例如,生命是怎樣產生的?生物和非生物有沒有本質區別?若有,它們的根本區別是什麼?生物學能不能還原為物理學?當然還有:人為什麼必有一死?科學能不能創造出永生的人?科學史不同於科學教科書的一個特點在於,它幫助我們從這些一般的思想問題來理解一門科學。
20世紀下半葉以來,生命科學的發展最為迅猛。這本書初版於1970年,中文譯本所據的英文版出版於1974年。鑑於生命科學的發展日新月異,這是本老書了。不過,思想不那麼怕老,從我一個外行看去,生物學的基本理論這幾十年似乎沒有發生重要的修正。就此而言,這本書並不過時。
至於這幾十年來生物學技術的發展,我在這裡順便推薦一本,約翰·帕林頓的《重新設計生命》(李雪瑩譯,中信出版集團,2018年),我讀到的同類著作裡,這一本既新又全面,介紹了基因組編輯技術、光遺傳學、幹細胞技術、合成生物學等方面截止到2016年之前的技術進展。
一本遺傳學史,當然包含大量的專業內容,得要傅賀這樣攻讀過生物學的博士來翻譯。另一方面,本書面對的是普通讀者,傅賀的譯文為此增添了方便,譯文多使用較短的句子,行文明白曉暢。
生物學科普我一向愛讀,愛讀而已,始終是個外行,當然沒資格寫序。但我猜想,這本書的讀者大多數也是外行,我不妨把自己的幾點想法寫出來,供其他讀者參考,或博一哂。
作者:[法] 弗朗索瓦·雅各布
湖南科學技術出版社
一部簡明生物學百科全書。
陳嘉映作序推薦,諾獎得主雅各布作品。
福柯稱之為:迄今寫就的最精彩的生物學史