敬畏生命,学习生命

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来源:水素杯测评网 2018-09-18 10:34:32

讲话的主要内容是:演化、不确定性、创新性,其精神以及辩证关系思想可以用来指导水素水及氢气医学研究。

——在上海科技大学生命科学与技术学院2018级新生开学典礼上的讲话  吴家睿

各位同学,大家下午好!很荣幸今天有这样的机会来跟各位聊聊天。我就在想,在这样一个场合该给同学们讲什么,如果我跟其他人讲的都差不多,这个报告我其实也没必要讲了。因此,我就要讲点不一样的内容。我是生命学院的执行院长,我就来谈谈生命。在座的,不管是研究生、本科生,甚至是我们这些老师,大家对生命的认识应该都有不一样的地方,那我就来谈谈我对生命的认识。在生命学院的开学典礼上讲生命,应该也不算离题。如果要给我这次讲话加一个题目,我想应该是“敬畏生命,学习生命”。

既然是要敬畏生命,学习生命,那就要理解生命。关于生命的内容很多,在四年的本科生学习期间学不完,研究生阶段还要继续学;所以,我也不可能在这半个小时左右的时间里面,把涉及生命的方方面面都讲一遍。我就总结一下我所认为的生命最根本的三个特征,并从这三个特征讲起。

演化

生命的第一个特征:Evolution。同学们应该都很熟悉,演化;更多的时候我们把它称作进化。美国生物学家杜布赞斯基曾经说过:“不谈论演化的生物学什么都不是”。也就是说,要想理解生命,一定要把它放在时间尺度上来考虑。从最原始的细胞——一个膜包裹着几个蛋白或核酸,进化到现在在座的各位今天坐在这里听我的讲话,40多亿年,是一件很不容易的事情。设想一下,这过程中应该有什么呢,那就是生物体出现了各种各样的变化。没有这些变化,也就不会有我们的今天。学过遗传学的同学们都知道,遗传学里面讲遗传,但也经常讲到变异。有时老师可能会自觉不自觉地把遗传作为一种“正能量”传递给你们,把变异作为一种“负能量”传递给你们:遗传的任务就是要忠实地传递信息,防止变异;而变异就是个坏东西,大多数变异都是有害的,例如肿瘤就是因为各种各样的基因变异而产生的。如果按照这样一个观点来看变异,我们对生命的理解就有失偏颇。其实遗传和变异就像中国文化里面所说的阴和阳一样,谁都离不开谁。没有变异,遗传就毫无意义。

设想一下,如果没有变异的话,今天这个地球上存在的生命也许只有大肠杆菌,也许比这个生物还要原始。生命是要变的。在座的各位包括我们,都是生命界的一个部分,所以我们一定要拥抱变异,欢迎改变。对于变异来说,我这里讲两个理论。第一个理论是大家耳熟能详的达尔文的进化论,这个理论里面最关键的一个词是什么?叫适者生存。

我们的人生同样是一个演化和适应的过程。从你们诞生的那一天,从不会说话,再到你们开始咿呀学语,开始走路,然后开始进幼儿园,小学,中学,到了今天,不停地在变,不停地在发展。你们是“适者”,所以你们生存下来,而且生存得不错,还考进了上科大。

适者生存不仅是一个结果,还是一个动力。你们对过去做了一个告别,进入了上科大。但是,你们在上科大这样一个环境下怎样发展?这仍然是一个适者生存问题。当然,在上科大学习也只是你们人生演化过程中的一个阶段,你们的未来还会有其他的变化。所以达尔文的理论不仅仅是给我们解释屋子外面的花花草草,而是告诉在座的每一位,我们需从演化的角度理解我们自己,去适应新的环境,作为一个适者生存下去。

如何才能成为一个“适者”?这就引出了第二个理论:拉马克的获得性遗传理论。也许有的同学不一定熟悉,其实拉马克提出进化论比达尔文还要早,他对进化论功不可没。但是,自从达尔文的进化论出来以后,人们就逐渐抛弃了拉马克,认为他的理论不正确。为什么呢?因为在拉马克的理论中,是从“用进废退”的观点来解释演化现象。“用进废退”是什么意思?简单地说,外部环境对生物体的影响是会被遗传下去的。而达尔文的理论则认为,变异是自发的、随机的,自然选择只是去选择那些对环境最有利的突变,把那些有害的或者没用的变异给淘汰掉。可以用长颈鹿这个经典的例子来看两个理论的差别:达尔文认为,在机体各种各样的突变中,有某一种突变使得某个长颈鹿的脖子长了点,使得它能吃到更多的树叶,从而比短脖子的长颈鹿更能适应环境,并将这个“长脖子”突变传给下一代,所以我们今天看到的都是长脖子的。拉马克不是这样理解,他按照用进废退的观点说,长颈鹿使劲地伸它的脖子去吃树叶,脖子就拉长了,而且不仅拉长了脖子,它还把这个脖子拉长的信息传递到了下一代。这就是获得性遗传。

过去人们不承认获得性遗传理论。然而,今天的研究发现,获得性遗传是成立的,并且很重要。这就是“表观遗传”。表观遗传什么意思呢?简单地讲,表观遗传是在不改变基因序列的前提下,通过化学修饰等方式传递个体对环境变化的响应。换句话说,表观遗传就是一种典型的获得性遗传;它是通过环境的影响来引起生物体的变化。而且现在的研究证明了这种由环境引起的遗传变化也可以传递给下一代。这跟我们有什么关系呢?刚刚说了适者生存;怎么样成为一个“适者”,这个时候你就可以把拉马克的理论用上去了。

使劲地用!用进废退嘛。打个比方,有的同学说,我喜欢玩手游,我整天玩手机,那手游可能就打得很好了。但是,你玩手机的能力进步了,你的其他能力恐怕就要退化了。提升能力的关键是自己,别人能帮的很有限。今天上午看到的很多成功同学的案例;不管是什么样的原因成功的,但是最主要的一点是要“用”。你说要做计算机研究,你不就得在那整天琢磨编程;你要想做生命科学研究,你不就得经常去做实验。中国有句成语叫“熟能生巧”,跟用进废退有什么差别呢?没差别。上科大为同学们提供了一个很好的学习环境,但也是一个很有压力的学习环境。在座的各位,不管是本科生,还是研究生,要想在上科大成为一个“适者”,就应该掌握“用进废退”理论,进什么、退什么,自己要想清楚。我注意到,有些同学觉得,我一直都没离过家,现在好了,远离了家人的管理,可以放松了。没错,大学和过去的中学不一样的地方,就是你们的自主权变大了。对你们自己的管理来说,家长也好,老师也好,已经变成一个次要的角色。所以你们要想成功,要想很好地适应上科大的环境,你们就必须把自己管理好。

不确定性

以上是我们从生命学到的第一课。生命的第二个特征是什么?第二个特征是“不确定性”。同学们可能不是很清楚这个概念,甚至我们的老师都不一定关注它。但是,我认为,这可能是生物体与非生命物体最根本的区别。

在上个世纪中叶,生物学在物理学和化学的交叉推动下,诞生了分子生物学。从此,整个生命科学就“生活”在一个决定论的世界里面,研究的目的就是要找到生命现象背后的确定性。在生命科学中,通常把这种确定性称为“机制”(mechanism)。比如说我观察到一个现象,一个药物能够引起某种细胞死亡;我把这个观察写成文章送到一个杂志,通常这个杂志的评审人或者编辑就会问,你必须要解释一下这个药物杀死细胞的机制。CNS杂志现在为什么不停地在发结构生物学的文章,因为结构是最确定的,结构决定功能;一种特定的结构能够完成一种特定的功能,所以这个情况下是一个确定性的。

但从演化的角度来看,生命是不确定的。在40亿年的演化过程中,物种出现了多少,又灭绝了多少?为什么出现,为什么灭绝?这里面有很大的偶然性。为什么?因为,生命从本质上讲是一个信息系统,生命科学的中心法则就是解释信息在生物体中运行的基本规则:通过DNA复制来传递信息,通过RNA转录和蛋白质翻译来使用信息。信息的本质是什么?信息论告诉我们,信息就是对不确定性的表达。举个最简单的例子:如果我告诉你们,现在外面有太阳,这句话是没有信息的,信息量为零,因为它是确定,太阳已经在外面。但如果我告诉你,明天可能会下雨,这就是一个信息。因为明天下不下雨是不确定的。过去的天气预报只是说明天可能有雨或者可能没雨,现在我们的天气预报进步了,预报说明天下雨的概率是50%还是30%。

回到同学们身上,大家在这个大学里就面临着很多的不确定性。现在你们已经听了很多成功的例子;但是要注意,在这些成功的案例之外,实际上还有更多的是普通的情况,甚至有着不成功的例子。在上科大求学期间,每个同学都有许多不能确定的事情,你的室友,你学习中遇到的老师,你班里的同学,这些都没有在你的规划里,都是不确定的。我们必须在这个充满不确定性的世界里生存,不需要去逃避,而且也逃不掉。

前面讲“演化”时用了两个理论,在讨论“不确定性”时,我们来讲两本书。第一本书,相信有的同学读过,但是绝大部分的同学可能只是听过---《圣经》。《圣经》有《旧约》和《新约》。在《旧约》的“创世纪”里面,描绘了上帝怎么创造世界,包括人类——夏娃女士是用亚当先生的肋骨创造出来的。关键在后面,夏娃和亚当一直住在天堂的乐园里,但他们最后犯错误被逐出了天堂,来到人间。为什么会把人类从天堂里面赶出?因为他们偷吃了禁果,一个能赋予人类自由意志的苹果。在天堂里,一切都是确定的,一切都在上帝的安排下。这个故事告诉我们,人类之所以为人,就是有一个向往自由的灵魂和自由选择的权利。自由是跟不确定性紧密相连的;只有在不确定性情况下,自由才有意义。你可能选择做这个,可能选择做那个,而每个都有风险,但也都有希望。

我现在要讲的另一本书则从相反的角度诠释了不确定性的重要性:如果一切都是确定的,会发生什么?这本书的作者叫西蒙娜·波伏娃,是在法国上个世纪一位伟大的女性。波伏娃是个非常有名的女权主义者,她写的《第二性》一书被视为女权主义的经典之作。波伏娃同时还是一个非常重要的存在主义哲学家,今天我要讲的是她的另外一本诠释存在主义的小说《人都是要死的》。人都是要死的,可一旦不死,会发生什么?波伏娃在书中虚构了一位获得了长生不死的欧洲人,在经历了好多各种各样的朝代变化后,最后他发现不死是一种惩罚,因为一切结果对他而言都是确定的,从而都变得没有意义。所以在这本书里面,作者想强调,我们的存在不是一个确定性的东西,而正是不确定性给人类带来了存在的价值。

西方有位哲学家做过一个公式:把各种各样的生活方式用N表示,而把死亡用零表示;假如把零作为分子,N作为分母。那么一切都是归为零;如果把二者倒过来,分子是N,分母是零呢?无穷大,一切都变得有意义了。也就是说,每一个生物体的演化需要用死亡作为终点,这样才能保证演化过程中的变化和不确定性成为生命的价值之所在。 

遇到一个不确定的因素,一个变化的环境,我们往往都会感到害怕,总是希望要有确定性。但是,如果认真地琢磨一下,你会发现,生活中最有趣的、最有价值的,恰恰在于不确定性。大家想一下在体育运动中,最没有兴趣看的体育项目往往就是确定了输赢的,例如乒乓球,中国一家独大,稳拿冠军;反之,中国足球就确定了总是要输的。所以我们最喜欢看的,通常是那种最不确定的、最有可能冒出“黑马”来的体育项目。

所以,对你自己的生活来说,要去勇敢面对这种不确定性。自己一定要走这条路,或那条路,是吧?其实也不一定,你今天进了生命学院,我假定你现在的确热爱生命科学,但是并不意味着说你明天不改换门庭,投到信息学院的怀抱。我们的生命、我们的生活都是来自偶然性。我们在上科大的学习生活,我们未来的发展都充满不确定性。生活并不是像成功人士告诉你们的那样,好像只要努力就一定会成功,没这回事。

创新性

我们现在来讲生命的第三个特征,生命最值得我们学习的一个方面:创新性。所有非生命的东西,不管它是化学系统,还是物理系统,都可以用一个方程式来表示。也就是说,它们基本上都逃不出方程所规定的范围。而生命并没有这回事。大家想想看生物学的中心法则,根本就不能框住生物体内信息传递的方式。我们今天来看这40亿年生命的发展历程,有多少种生物学形态?一个原核细胞经过某种变化,突然变成一个真核细胞;真核细胞又变成什么,多细胞。多细胞生物还变出了植物和动物两大门类;动物中又出现了水里游的,天上飞的,和我们这种在地上走的物种。太有创造性了!都不在规划内!

生命的创造性从根本上来看是继承了宇宙中最本质的东西——宇称不守恒。因为时空对称的破缺带来了生物体的有序性;因为有序才使得生物体成为一种信息系统。生命演化的基本方向就是从简单到复杂,信息量越来越大。我不知道再过一百亿年,这个地球上会冒出什么。但是,如果我回过头去看这四十多亿年的演化史,我真是非常地敬畏生命,不仅能够走到今天,而且一路上创造出如此丰富的种类,乃至人类的诞生。

我想用两个符号来谈谈我对生命的创新性的理解。第一个符号是“句号”。句号像一个圆,代表着结束。让我们想象一下,如果人变成了一个句号的时候,会发生什么?你就会自我封闭;“一切我都知道”,“老子天下第一”;你会不自觉的排斥新东西。而这一排斥就丧失了创造力。所以,我希望你们在上科大,不论你有多聪明,多博学,千万不要变成个句号。

那应该变成什么呢,很简单,应该变成一个“问号”。首先想一下问号的形状,那是一种开放的形态,永远也不封闭起来。生命就是一个开放体系,不断地吸收外界的物质、能量和信息,然后才能不断地去创造。其次想一下问号传递的含义:谦虚;总是意识到自身的不足,永远不停地学习、再学习。但是,在这个谦虚的基础上,并不是把自己变成一个唯唯诺诺,没有独立思考的人。想一下问号代表的精神,不迷信、不盲从。生物体总是把从外部获取的东西经过自我内部的消化,然后才会转换成可用于创造的新材料。

总结一下,生命作为一个高度有序的开放系统,具有很大的不确定性,通过不断地与变幻莫测的环境的相互作用不停地进行演化,创造出了今天地球上如此多姿多彩的样式。我们作为生命的一部分,在我们的生活和学习过程中也要像生命那样,具备开放谦虚的心态,积极地面对遇到的各种不确定性,创造一个实现自我价值的精彩人生。

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