在19世紀的物理學中,以及在發展物質的原子理論的過程中,科學的還原論被認真地提了出來。近來,生物學家們沿著還原論的思路,在闡明生命的分子基礎方麵取得了許多重大的成就。這些進展鼓勵了人們在許多其他領域也采取還原論的思路。

然而,因到處運用還原論而引起的惡果,已招致了尖銳的批評,作家阿瑟·柯斯特勒說,還原論的看法否定在盲目的力量的相互作用中有價值觀、意義和目的的地位,因而這種看法將其陰影投到了科學的界限之外,影響到我們整個文化的甚至政治的氣候。許多批評者說,試圖把活的生物體解釋成不過是因偶然事件而胡亂結合起來的一堆堆無意義的原子,這嚴重地貶損了我們的存在價值。

就有生命的係統而言,沒有誰否認生物體是由原子集合而成的。錯誤的觀念是把生物體隻當作是原子的集合而已。把生物體說成不過是原子的集合而已,這種說法是可笑的,其可笑程度正如把貝多芬的交響樂曲說成不過是音符的集合而已,或把狄更斯的某本小說說成不過是詞語的集合而已。生命的特性、一首樂曲的主題、一部小說的情節,是所謂的顯現性的。其性質隻有在整體結構層麵上才能顯現出來,而在部分層麵上則是無意義的。部分的描述與整體的描述並不矛盾,二者是互補的,並且在其自身的層麵上是正確的(假如我們仔細看看量子論,我們就會再次遇到一個係統有兩個不同的、互補的描述的概念)。

很多相信宗教的人都準備承認,生命一旦出現在地球上,其後來的繁衍與發展,就可以用物理和化學定律結合達爾文的進化給以完滿的解釋。例如,生物體的生殖,就是DNA螺旋體對自己進行化學複製。這是一種直截了當的機械過程,盡管複雜。但是,生命到底是如何起源的呢?

一個最重大的科學未解之謎:生命的起源

生命的起源一直是個重大的科學未解之謎。其中心問題是臨界值的問題。隻有當有機分子變得高度複雜,複雜到一定程度之後,我們才能認為它們是“活的”,意思是說,它們以一種穩定的形式將大量的信息變為密碼,不僅顯示它們有能力儲存複製自己的藍圖,而且它們也擁有實施複製的手段。這裏的問題是,普通的物理和化學過程在沒有某種超自然作用的情況下,怎麼能跨越這一臨界值呢?地球的年齡大約是45億年。化石中所發現的發達的生命跡象至少是35億年以前的。按理說,在35億年之前就存在著某種形式的原始生命。用地質學家的話來說,當太陽係誕生的陣痛消退之後,生命馬上就在我們這剛剛冷卻下來的行星上立住了腳。這就是說,不管產生生命的機製是什麼,總之這些機製是相當有效的。這促使很多科學家提出結論,認為隻要有了合適的物理和化學條件,生命的發生就是不可避免的。

有人提出,促使生命出現的東西是“原初湯”。原始的地球水分充足,水中有簡單的有機化合物,是由大氣中進行的化學反應形成的。當初的地球,會有無數的池塘湖泊,那裏麵也會有各式各樣的化學反應。經過幾百萬年,越來越複雜的分子形成了。最後,越過了臨界值,複雜的有機分子隨機地自組織就產生了生命。

1953年,著名的米勒——尤裏實驗給這種說法提供了支持。芝加哥大學的斯坦利·米勒和哈羅德·尤裏當時試圖模擬想象中的原初地球的條件。他們如法炮製了那時的大氣——甲烷、氨和氫,還有一灘水,還有閃電(是用放電模擬的)。幾天之後,這兩位實驗者發現,他們的那“灘水”變成了紅色,裏麵有很多對現今的生命來說是重要的化合物,如氨基酸。

這些結果雖令人鼓舞,但並不能因此就認為,這些化合物放在那裏,隻要經過各種化學反應,過幾百萬年之後,這些化合物就會自然而然地產生出生命來。隻要作一下簡單的統計,很快就會發現,有機化合物自發地組成DNA,即帶有遺傳密碼的分子,其幾率幾乎是意想不到的小。“原初湯”中的分子隨機地連結成串組成DNA,這種可能性小得可笑。分子可能的組成方式太多了,偶然碰上一次產生出DNA的機會實際上是零。然而,普裏高津的研究表明,如果離開熱力平衡,很多係統就能自發地將自己組織起來,因此,原初湯不會老在那裏晃蕩。某種外來的影響會打破熱力平衡,使原初湯進入一係列越來越複雜的自組織反應。這種外來的影響可能就是太陽,其強有力的輻射流使不平衡(負熵)得以產生。驅動著現今地球生物圈的,就是太陽的輻射流。外來的影響也可能是別的東西,沒有人知道到底是什麼。總之,一係列自組織反應的終端產品可能就是DNA。