什么是生命？整体论对还原论

“上帝就照着自己的形象造人…”

《圣经·创世纪》第1章第27节

“我们是生存机器，是些机器人，被盲目地编了程序，以便保存那些只顾自己的分子，也就是我们所说的基因。”

《只顾自己的基因》理查德·道金斯

神学家认为，生命是最大的奇迹，人类生命是上帝的宇宙总计划中的最高成就。对科学家来说，生命是自然界中最令人惊讶的现象。一百年前，生命系统的起源及演化问题成了科学和宗教有史以来最大冲突的战场。达尔文的进化论动摇了基督教教义的基础。而且，自哥白尼把太阳放在了太阳系的中心以来，进化论又一次使普通百姓感受到了科学分析的深远影响。科学看来好像能够整个地改变人类对自己、以及对人与宇宙的关系的看法。

因为本书主要是讲物理学的书，所以我们不会在本书中详述达尔文的革命性理论及他的理论对教会的影响，也不能大讲在最近的“创世论”运动中反达尔文的情绪为何奇异地复活了。这一切问题在其他的书里都有详尽的记述。本章要讲的是科学家对生物体的看法。要讨论的问题是：什么是生命？生命是否为神的精神的存在提供了证据？

圣经相当明确地说，生命是上帝活动的直接结果，生命并不是上帝创造天地之后所确立的正常物理过程的自然结果。相反，是上帝喜欢运用他的能力，先是造出了植物和动物，接着又造了亚当夏娃的。当然，现在绝大多数的基督徒和犹太教徒都承认创世纪的寓言性质，不想坚持说圣经所记载的生命起源就是历史事实。然而，生命的神性，尤其是人类生命的神性，仍然是当今宗教教旨的一个中心问题。

生命是神造的吗？难道上帝真的在奇迹中没有理会物理和化学的定律，把那些由无生命的物质组成的分子捏来捏去，造出了第一个活物？上帝真是在几千年（或几百万年）之前又巧妙地处理了某种猿一样的生物的基因结构，从而造出了人？或者说，生命真是纯粹自然的（或许是复杂的）物理和化学活动的结果，而人是长期曲折的进化过程的最终产品？生命能否用人工的方式在实验室里制造出来？是不是必须得往里面添加一种成分（神的活力），生命才能活起来？

什么是生命？对物理学家来说，生命系统有两个与众不同的特征，一是其复杂，二是其组织。即便是单细胞生物，虽然原始，却显示出任何人工制品所无法比拟的复杂和精巧。例如，我们可以看看一个低级的细菌。仔细观察就会发现，它身上有复杂的功能和形态的网络。这细菌可以用多种多样的方式与其环境相互作用，它可以四处活动，攻击敌人，接近或逃避某些外部刺激，以一种有控制的方式交换物质。其体内的情况象是一个井井有条的大城市。负责进行大部分控制的是细胞核，其中包含着遗传“密码”，就是使这细菌得以进行繁殖的全套化学指令。控制并左右这细菌的一切行为的化学结构是由多达上百万原子组成的分子。这上百万的原子是以复杂的、高度特殊的方式组合起来的。就生命的化学基础而言，最重要的是核酸分子，即大名鼎鼎的“双螺旋”形状的RNA和DNA（核糖核酸和脱氧核糖核酸）。

一个生物学上的生物体是由完全平常的原子组成的。看到这一点是重要的。不错，生物体的部分代谢功能是从其环境中获得新的物质，并排泄变了质的或用不着的物质。活细胞里的一个碳原子、氢原子、氧原子、硫原子，与细胞外的原子没什么两样。这些原子不停地在一切生物体中进进出出。那么，生命显然不能归结为生物体的构成成分的特性。生命是一种累加现象，象是重量。尽管我们不能怀疑一只猫或一棵天竺葵是活的，然而，假如我们想寻找一种迹象，说明一个单个的“猫原子”或“天竺葵”原子是活的，那我们就得白费力气。

这有时看上去是矛盾的。一些无生命的原子凑到一起怎么就成了有生命的了？有些人认为，不可能从无生命中创造出生命，因此一切活物中必有某种添加的非物质成分，一种生命力，或说是精髓，其本源来自上帝。这就是古老的活力论学说。

经常用来支持活力论的一个论点与行为问题有关。活物的一个显着的特征是，它们的行为看上去都有某种目的性，好象是指向一个具体的目的。这种目的性在较高级的生命形式中最为明显。不过，一个细菌也能表现出它在努力达到某些基本的目的，如取食。

在18世纪70年代，卢奇·加尔凡尼发现，用一对金属棒触动青蛙的腿，青蛙腿的肌肉便会抽动。于是，他得出结论说，这种“动物电流”就是那神秘的生命精髓在起作用。的确，那种认为电流与生命力有说不明白的联系的看法，随着法兰肯斯坦的故事而一代又一代地传下来。法兰肯斯坦是一个人造怪物，在一台电气装置噼叭响着放电时活了起来。

在较为晚近的这些年里，有一些所谓超自然现象的研究者声称，他们曾以一种相当玄妙的方式把通灵能力与先进技术结合起来，直接探测到了那神秘的生命力。有人出示了一些模糊的照片，上面显示出一些从各种活物身上（其中有人的手指）发出的雾状、丝状射线或光斑。

不幸的是，很难找到任何真正的科学证据来证明这些关于生命力的猜想。显然，那种假想的生命力将其自身显现出来的唯一途径是通过生命；生物显示生命力，非生物则不显示生命力。但这样一来，便把生命力弄成一个词语了，它就不再是关于生命的解释了。我们若说一个人，或一条鱼，或一棵树有生命力，这话是什么意思呢？意思不过是说这人，这鱼，这树是活的。至于在含糊而神秘的“实验”中所显示的生命力，因这些实验不可重复，所以这些实验及实验结果声名狼藉，显然很容易被指控为欺骗，于是很少有哪个专业科学家把它当真。

乞灵于某种生命力来解释生命的人犯了一个错误。这错误就是忽视了这一事实：由多个部分构成的一个系统可能在整体上会有一些其单个部分所没有的性质，或有一些放在单个部分上便无意义的性质。现在再来举一个例子。报纸上有一张由众多的小点组成的人脸照片。若是只看一个个的小点，看得再仔细也看不出一张人脸。只有把报纸拿开一些，较为粗略地把众多的小点看成是一个整体，才能看出人脸的形象来。这形象不是众多小点本身的一种性质，而是小点集体的性质。人脸是在图形里，而不是在组成图形的一个个小点里。同样，生命的奥秘也不在原子里，而在原子的缔合模式里，其模式即其组合方式。就是说，生命的奥秘在于DNA和RNA之类的分子结构所包含的信息之中。一旦了解了整体现象的存在，也就用不着去寻找什么“生命力”了。原子用不着被“激活”才能产生生命现象。只要将原子以那种合适的复杂方式进行安排，就会出现生命。

我们现在正在讨论的东西有时被称作“整体论”对“还原论”。过去的三个世纪以来，西方科学思想的主要倾向是还原论。的确，“分析”这个词在最广泛的范围中被使用，这种情况也清楚地显明，科学家习惯上是毫无怀疑地把一个问题拿来进行分解，然后再解决它的。但是，有些问题（如钢丝锯）只能通过综合才能解决。它们在性质上是综合的或“整体的”。一幅钢丝锯的图画，就象报纸上由众多小点组成的人脸图像一样，只能在更高一层的结构层面上才能够看得出来，单凭一个个的锯齿是看不出锯来的。这就是说，其整体大于其部分的总合。

在19世纪的物理学中，以及在发展物质的原子理论的过程中，科学的还原论被认真地提了出来。近来，生物学家们沿着还原论的思路，在阐明生命的分子基础方面取得了许多重大的成就。这些领先的进展鼓励了人们在学问的许多其他领域也采取还原论的思路。

然而，因到处运用还原论而引起的恶果，已招致了尖锐的批评。作家阿瑟·柯斯特勒说，“还原论的看法否定在盲目的力量的相互作用中有价值观、意义和目的的地位，因而这种看法将其阴影投到了科学的界限之外，影响到我们整个文化的甚至政治的气候。”①许多批评者说，试图把活的生物体解释成不过是因偶然事件而胡乱结合起来的一堆堆无意义的原子，这严重地贬损了我们的存在价值。

英国神经生物学家唐纳德·麦克埃是位着名的基督教教旨的辩护者。他对在当代生物学家当中盛行的他所谓的“不过是”态度提出了挑战。在《钟表形象》这本书中，为了说明他的论点，他举了一种常见的广告为例。这种广告是由数百只时明时灭的电灯组成的。按顺序时明时灭的电灯组成了讯息。一个电气工程师可以用电路理论准确而完整地描述这电灯组成的系统。然而，若说这广告因而不过是一复杂电路中的电脉冲而已，这说法就是荒谬的。不错，使用电路理论进行的描述，就其本身的描述层面而言，既不错误，也不是不完整；但这描述却没有提到广告所显示的讯息。广告讯息的概念是电气工程师工作范围之外的东西，只有将组成广告的几百只电灯的明灭看成是一整体时才能够显现出来。可以说，广告讯息比电路和电灯高一个结构层面：它是一个整体特征。

就有生命的系统而言，没有谁否认一生物体是由原子集合而成的。错误的观念是把生物体只当作是原子的集合而已。把生物体说成不过是原子的集合而已，这种说法是可笑的，其可笑程度正如把贝多芬的交响乐曲说成不过是音符的集合而已，或把狄更斯的某本小说说成不过是词语的集合而已。生命的特性、一首乐曲的主题、一部小说的情节，是所谓的显现性的。其性质只有在整体的结构层面上才能显现出来，而在部分层面上则是无意义的。部分的描述与整体的描述并不矛盾，二者是互补的，并且在其自身的层面上是正确的（假如我们仔细看看量子论，我们就会再次遇到一个系统有两个不同的、互补的描述的概念）。

计算机操作人员很熟悉层面区分的重要性。现代电子计算机是由一复杂的电路和开关的网络构成的，有一系列复杂的电脉冲经过开关。但这只是从硬件层面上进行的描述。另一方面，同一个电路活动可能是代表解出一套数学方程式或分析一枚导弹的弹道。这样的描述就比硬件高一个层面，而且要使用诸如程序、运算、符号、输入、输出这一类的概念，这些概念在硬件层面上是无意义的。计算机内部某一个作为计算机部件的开关是不会通电进行诸如求平方根之类的计算的。它之所以通了电，是因为电压合适，物理定律使然。用程序来对计算机运算进行高层面的描述，这属于软件层面的事。硬件和软件的描述都描述了计算机内部正在进行的活动，每种描述在其本身所属的范围里都是前后一致毫无矛盾的，但二者是处在完全不同的概念层面上。

道格拉斯·霍夫斯塔特写的那本不朽的书《哥德尔，埃舍尔，巴赫》，以最令人信服的方式描绘了还原论与整体论之间的紧张关系。他通过研究一蚁群的兴衰，用他那令人目眩的“蚂蚁赋格曲”清楚明白地揭示出层面混淆所造成的易犯的错误。群蚁具有一种社会结构，既复杂而且有高度的组织。其社会结构是以分工和集体负责为基础的。尽管每一个单个的蚂蚁其行为种类非常有限，或许连某些现代的微处理机都不如，但整个蚁群却显示出很了不起的智能和目的的层面。建造蚁穴牵涉到庞大而复杂的工程。显然，没有哪一个单个的蚂蚁在其脑子里装有这浩大工程的设计图。每一个蚂蚁都是一架自动机，按程序完成一套简单的动作。这就与硬件层面的描述相似。一旦把蚁群看成一个整体，复杂的图形就显现出来了。在这整体层面上（相当于计算中的软件描述），显现的特性，如具有目的性的行为、组织等等，是显而易见的。就整体而言，图形显现出来。霍夫斯塔特认为，这两个层面的描述并不冲突。诸如“我们应当通过整体论来理解世界，还是应当通过还原论来理解世界”，这样的问题被他斥为无用。运用整体论还是运用还原论，这全看你想知道什么。霍夫斯塔特指出，整体论这种看法在东方长期以来就为人们所赏识，并表现在神秘的东方禅宗哲学中。

尽管我们习惯于认为个体的蚂蚁是首要的生物体，但从某种意义上说，整体的蚁群也是一个生物体。其实，我们自己的身体也是一些“群”，是由在集体的组织中上十亿相互合作的单个细胞组成的。众多细胞之间的联系从某种意义上说，要比蚁群中单个蚂蚁之间的联系紧密一些，但就其分工和集体负责而言，其基本原则显然是一样的。然而，这里要注意的关键问题是，正如在一蚁群中存在着显现的整体特性一样，在细胞群中也存在着同样的特性。若说一蚁群不过是一群蚂蚁而已，就是忽视了蚁群行为的实际存在，其荒谬程度就如同说计算机程序不是实在的，因为它们不过是电脉冲而已。同样，若说一个人不过是一堆细胞而已，而这些细胞本身不过是些DNA之类的片断而已，DNA也不过是成串的原子而已。于是就得出结论说生命是无意义的，这些话便是彻头彻尾的胡话。生命是一个整体现象。

对生命的整体特性有了了解，就可以安心地放弃关于生命力的旧观念了，因为这旧观念的由来也是层面混淆所造成的。那种认为必须将某种魔力加到无生命的物质上才能使无生命的物质“活起来”的观念是错误的。其错误就如同认为组成计算机的电开关必须得到“计算力”计算机才能工作起来，或蚂蚁必须有“群体精神”蚁群才能有整体功能。假如能够把一个个原子按合适的图形组装起来，人工地造出一个完整的细菌，那么毫无疑问，这人工细菌的各个部分会跟一个“自然的”细菌一样活。

物理学家们早就不再以纯还原论的观点来看待自然界了。尤其是在量子论中，从整体上看待测量行为，对于得出量子论的有意义的解释是很重要的（见第八章）。然而，只是在最近的几年里，整体论哲学才开始对物理科学发生较为普遍的影响。这种情况也出现在医学界。医生们把重点放在治疗“整体的病人”上。心理学家和社会学家也开始接受整体论了。整体论科学于是飞速发展成为某种信仰，可能部分是因它与东方哲学和神秘主义合拍。弗里提约夫·卡普拉的《物理学中的道》以及祖卡夫的《跳舞的物理大师们》很好地描述了这种变化的情况。这两本书都利用了现代物理学和传统的东方整体概念如“太一”之间的类似。

人们一旦承认整体论的观点，从而消除了生命力的必要性，便立刻会遇到一个这样的问题：科学，尤其是物理学，能不能描述包括生命在内的那些整体现象？大卫·波姆在《整体与暗含的秩序》一书中，试图建立一种范围广阔的物理学。在讨论生物系统时，波姆说道：“生命本身必须被看成是在某种意义上属于一个整体”。②他继续说，生命是“包含在”一整体的系统中的，这系统包括一些无疑是无生命的部分，如我们所呼吸的空气，空气的分子说不定哪天就被吸收进我们的身体之中。