智慧设计 揭开生命的奥秘 (1/39)

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当你看到生命里充满不可思议的复杂性时,就会禁不住要问:生命究竟从和处来?
——
保罗尼尔逊(生物学哲学家)宾夕法尼亚州禁制了一所教授智慧设计的学校?????
「智慧设计论」与「进化论」教程争议搬上联邦法院
1859
年,达尔文发表了《物种起源》。达尔文认为所有的生命都是纯粹由盲目的自然力所形成的:包括了时间、机率以及他称之为自然选择的过程。从达尔文的时期起,生物学家利用这样的过程去解释生命的起源。但今天这种解释却受到前所未有的挑战。
揭开生命的奥秘介绍一批当代的科学家:他们正在努力推介一个深具影响力却又富有争议性的概论智慧设计论。这部引人入胜的记录片考察一个足以使我们对生命的理解有革命性改变的概念,并向世人揭示生命起源的奥秘。《恩宠之星得天独厚的地球》很多科学家哲学家宣称:地球在宇宙的海洋中,只是颗无目的、无意义的尘埃而已。但最近,天文学家证据提出了相反的论调。「恩宠之星」用科学的见解、真实的照片和精美的电脑动画,带领大家去了解人类生存的条件。为什么只有地球才具备呢?是否蕴藏着什么启示?生命与条件的配合是碰巧吗?还是它在指向更深层的真理:地球存在的目的、意义,到底是巧合还是智慧的设计?

                           揭开生命起源的奥秘
  
我们从哪里来?怎么来到这里?什么促成我们的存在?和现实世界的关系又是什么?当你看到生命中有不可思议的复杂性和多样性的时候,一定会想是谁带来这些生命的呢,。难道仅仅是偶然的自然选择?不是由智慧力量造成的吗,或是有别的在起什么作用?其中是否有什么目的、计划或设计,是某种智慧力量设计的产物?这是最基本的问题。由此,我们得对生命进行新的探索。许多科学家都对被广泛接受的进化论有质疑,其中有以为迈克*贝西博士对自然选择怎么能组装成细胞中复杂的结构,提出了质疑。我想纯粹的以化学方法已经不可以解释地球上的生命起源。我们应该寻求一种新的途径来解释生物体中遗传信息的密码来源。许多科学家、哲学家在努力寻找一种新的理论来代替英国博物学家达尔文的进化论学说,作为现代生物学的中心理论。
  1831
年,达尔文当时只有22岁,参与了大英帝国的一个长达5年的科学考察。他乘坐的船--猎犬号,从英格兰出发,绕过南美洲的南端,向北行驶,来到太平洋上的一个火山岛--加拉帕哥斯群岛。达尔文在距离南美洲西岸600英里的荒无人烟的小岛上,看到了种类繁多的鸟类、爬行动物和哺乳类动物,这些珍贵品种非常特殊,他在别的地方从没见过。达尔文化了一个的时间,观察了大量的动物,作了大量的笔记、收集标本,就离开了小岛,以后再也没有回去过。25年后,达尔文提出了一个地球上的生物是如何起源的理论。1859年达尔文发表了《物种起源》。这本书对科学界、甚至对整个西方文化产生了重大的影响。达尔文认为,所有的生命都是纯粹由盲目的自然力量形成的,包括时间、几率,以及他称为自然选择的过程。达尔文不是第一个提出进化论的人,但他似乎是第一个用似乎合理自然的机制来说明,生物经过漫长的时间是可以产生演变的。为了理解自然选择是如何进行的,我们可以考察一下,达尔文在加拉帕哥斯群岛看到的鸟雀种群。在加拉帕哥斯群岛上有13中鸟雀,它们身体的大小和嘴的形状各有轻微的差异,根据达尔文式的理论,鸟雀身体大小的不同和鸟嘴的形状差别,都是自然选择直接影响的结果。一个常被引用的例子,就是那些以种子为食物的鸟雀。在风调雨顺的季节,岛上各处都产生大量小而软的种子,这时候嘴小的鸟雀很容易找到食物;而在干旱的年头,剩下的只有上年留下的包在坚硬、粗糙壳里的种子,这种情况下只有长着粗壮嘴的鸟雀,才能打开坚硬的壳吃到里面的种子。嘴比较粗壮的鸟雀存活下来了,因为它们能够得到食物,其他的鸟雀就不能。这些粗壮的嘴就是现在生物学家所谓的优势,不幸的是,嘴长得较小的鸟雀由于吃不到食物,因为饥饿而灭绝了。如果干旱持续下去,环境使整个群体的特征产生了变化,所以一段时间后,那些粗壮嘴的鸟雀就会继续繁衍下去,因为只有粗壮的嘴才使鸟雀得到食物,才能生存。自然选择是个很有说服力的观点,具有优势的生理特征可以遗传给后代,通过这个过程种群将会发生变化,随着时间的推移,虽然没有任何形式的智慧引导,也会产生不同的物种。达尔文试图用没有设计的、非智慧的、完全自然的过程,来解释生命史中一切现象。当他寻找解释的时候,发现在家畜驯化中所观察到的过程,在野生动物中也同样起作用。对于达尔文来说,自然选择不需要设计者,就能解释生命史中的现象,不需要动用智慧、起因,就能说明生命的复杂现象。结果是自然选择学说代替了设计者的学说。
  
自然选择这个过程确有其事,并且能够结实一些有限的变异和小规模的变化。但它并不象达尔文期待的那样,能解释生命真正的复杂性。一方面谈的是鸟嘴,另一方面是鸟的本身,鸟嘴结构的微小变化,并不能结实这种生物的来源,这是两个不同层面的现象,是不同的问题。从生物学来讲,最重要的是要解释自然选择在哪里能起到作用、哪里不能起到作用,而且为什么会存在差别。证据是十分有力的,我们都有一种感觉,如果让证据自己说话,它将为我们指出一个完全不同的方向。那就是说,它将使我们对生命本质和起源得出与自然选择完全不同的结论。
  
自然选择只有通过微小连续的变异来发挥作用。她不会发生巨大和突然的飞跃,但必须通过微小而可靠的,虽然是缓慢的步骤进行。----查理斯*达尔文
  
很有趣的是,我们注意到对生命了解的越多、对生物学了解的越多,那么对达尔文主义的疑问就越多。如果生命是出于设计的那就清晰了。达尔文理论不能使人信服的解释生命起源的问题。关于这一点的怀疑,很大程度上来源于现代生物学所揭示的生命最基本的单位--细胞。我们知道一点点的培养液就可以培养多达40亿的单细胞细菌,每一个细菌都充满了电路、组装指令和微型机器。细胞里面的复杂程度是达尔文无法想象的。从生命最基础的单元,也就是分子和细胞的水平来看,我们发现了一些机器,真的,就是分子机器。有些很小的分子象卡车一样可以把物资从细胞的一端,有些机器捕捉太阳能,并把它转化成可以利用的能量。在人体内有许多分子机器,人体有多少功能,就有多少分子机器,所以你想,你的听觉、视觉
嗅觉、味觉、知觉、血液流动、呼吸作用、以及免疫反应,这一切都需要一系列的机器。当我们看到这些机器的时候,不禁要问它们是从哪里来的,标准答案应该是达尔文的进化论,但我看欠缺说服力。有一个生物机器,——细菌鞭毛。它有各种精美的部件,有一个推进器和钩状区、传动轴、驱动机,就好比一个船舷外的发动机。那些驱动细菌在液体中游泳的分子驱动机,每一台都是有多个机械部件组合成复杂的系统,当细胞的一部分被放大到50000倍,这些部件就显露出来了。生物学家利用电子显微镜来分辨细菌鞭毛驱动机的组成部件和它的三维结构。在这个过程中,他们揭示了一个惊人的微观工程。哈佛大学的哈伍德*伯格称它为宇宙中效率最高的机器。这些机器中有些部件能以100000/min的转速运转,并且可以连接到另一个信号感测器上,以便能从环境中接收到反馈的信号。虽然它们旋转的速度如此之却可以立刻停下来,只需要1/4圈就可以停下来马上改变方向,以每分钟100000转的速度做反方向转动。细菌鞭毛有向前和向后的两种排挡,是靠水冷却的质子推动,它有一个定子、
一个转子、一个U型界面、一个传动轴、一个推进器,它们起到这些机器部件应有的作用,我们不是为了方便叫它们这名称,它们确实是有这些部件的功能。自从发现这以来,科学家一直试图解释,转动的驱动机是怎么通过自然选择产生的。可是他们无法作出详细的达尔文式的解释。想知道达尔文的理论为何不能解释这个问题,我们要明白分子机器的特征,就是不可简化的复杂性,它的意思是说,在任何以知的机体或细胞系统中都有许多组成部件,其中有些部件是它的功能所必需的。就是说如果你去掉一个不见,系统就会失去功能。不可简化的复杂性的想法,可以用一个众所周知的非生物机器捕鼠器来加以说明。这种捕鼠器是由5个部件组成的,一个挂诱饵的钩子、一个强有力的弹簧、一个被称为锤子的细而弯的杆、一个用以固定锤子的固定棒、一个固定整个系统的平台,如果其中任何一个部件缺式或有缺陷,这个机械装置将不能工作。这个不可简化的复杂系统里所有的部件,必需同时存在才能发挥正常的功能——捕捉老鼠。不可简化的复杂性也适用于生物机器,包括细菌鞭毛推进器。这个系统是由40种不同的蛋白分子组成的,这些成分是必需的。如果缺少任何部件,鞭毛推进器就不能工作;如果缺少镰刀型的钩或缺少传动轴等等,整个系统就不能在细胞里组成了。从进化论的角度来说,你必须解释怎么才能逐步地建造这样的系统,这个系统只有在所有部件都组装好之后才能有功能。分子机器这个不可简化的复杂性严峻地挑战了自然选择的学说。根据达尔文学说,即使很复杂的生物结构,比如眼睛、耳朵和心脏,都可以随着时间,以较小的步骤积累而逐渐地形成。然而,正如达尔文所阐述的,随机遗传变异只有有利于进化中的集体生存的时候,自然选择在可以成功。
  
正如我试图想证明的,如果这些修饰是微小而缓慢的,就没有必要来假定,所有这些修饰是同时进行的。自然选择能细察那些极其微小的变异,拒绝不好的变异,保留并积累所有好的变异。”——查理斯*达尔文
  
有些科学家认为当细菌鞭毛功能不存在的时候,达尔文说的微小变异不能创造细菌鞭毛。怎么可能在那些没有鞭毛系统的细菌种群中,进化出象鞭毛这样一种全新的东西呢?而根据达尔文的理论,每一种变化中的细菌种群都必须提供某种优势才能被选择。让我们想象一下这样的情景,在地球早期的历史时代里,一个进化中的细菌,以某种方式发育出一条尾巴,也许还能固定在细胞壁上,然而由于缺少一个完整的发动机组,这个创新并不能给细胞带来任何优势。相反拖着这个尾巴,既不能动,也没有用,因此不会被自然选择所保留,自然选择只会选那些有利于生存的变化。自然选择的逻辑是恩严格的,除非鞭毛系统组装完成而且能发挥作用,否则自然选择无法保留鞭毛系统,因此它不能传给下一代。关于自然选择重要的一点是它只能选取功能上的优势。大多数情况下,自然选择只会去除那些没有用的东西,或是对机体有害的东西,所以说,如果一个细菌有一个不能来做鞭毛的尾巴,自然选择很可能会剔除它。鞭毛能入选的唯一办法,是要它发挥作用,这意味着发动机组的全部部件,必须最初就要到位。所以,自然选择不会给你鞭毛,只有当鞭毛已经存在并能运作,自然选择才起作用。可是达尔文式的理论在怎样创造复杂的分子机器上,仍然没有作出解释。150 年前,科学家们还不了解不可简化的复杂性机器,但达尔文已经预料到这将为他的理论带来麻烦。
  
如果可以证实,确有某种复杂的器官是不可能由无数渐进且微小的变异而形成的,那我的理论就会彻底崩溃了。”——查理斯*达尔文
  
达尔文把地球上的生命历史,比成一棵枝繁叶茂的大树,树的根基部分代表最早的活细胞,而树枝就是从早期原生质中长年累月发展出的更复杂的生命形式。达尔文试图解释生命树的树枝是怎样起源的,他试图表明自然选择如何改造已有的生物,创造出了今天遍满世界种类繁多的动植物。但是到了代表最初生命起源的根基,达尔文就语焉不详了。事实上,他甚至没能在《物种起源》中论及生命怎样从无生命物质中产生的问题。要解释生命起源的问题,就必须解释蛋白分子的起源。直到现在,这种大而复杂的分子,仍然是地球上一切细胞的基本建材。在细胞中,蛋白分子有着广泛的功能,从细胞所有结构需要的框架、细胞骨架、到酶等等。蛋白分子差不多承担细胞内所有功能的责任,所有日常工作,例如清洁细胞、产生能量,都由蛋白分子完成。我们知道蛋白分子对最初生命的重要性,不亚于今天的活细胞,并且即使是最简单的细胞,也是由数千种不同类型的蛋白分子构成的。而这些分子的功能则取决于它们复杂的三维结构。一些蛋白分子的不规则形状,使它们能催化或引发化学反应,因为它们和细胞中的其它他分子就像手套和手一样吻合,而其他蛋白质分子就形成相互连锁的构件。鞭毛发动机的每个部件,就像个圆环,要么是由单一的蛋白分子构成,或者是由一系列的蛋白分子组合成某种特殊的形状。这些蛋白分子本身,又是由称为氨基酸的更小的化学单元串连成长链。这些细胞单元里的结构,是极度错综复杂的,就在组成蛋白分子的氨基酸中。在自然条件下,二十种不同的氨基酸被用来组成蛋白分子,生物学家把它们比作英文中的26个字母,字母可以用来排列成大量可能的组合,而且,就是这些字母的组合序列决定了你是否得到有意义的片语或句子。如果字母排列正确,你得到有意义的文字;如果不正确你就得到乱码。这个原则同样适用于氨基酸和不同的蛋白分子,现在知道,至少存在三万种不同的蛋白质分子,每一个都由着20种氨基酸排列成不同的组合,它们就像字母一样地排列,常常形成有几百个单元长的链子。如果氨基酸排列正确,长链就能折叠起来成为有功能的蛋白质。蛋白分子是由氨基酸互相接合在一起而形成的,它们之所以能形成某个特别的结构,是由它们的排列次序而决定的。氨基酸排列的次序机器关键,因为如果它的序列不正确,就会形成一个没用的链,在细胞中将会被销毁。蛋白质是高度精确的,它的整体功能取决于每个部件的精确排列。但到底由什么来产生氨基酸的精确序列,以至能形成蛋白分子的特别形状或功能呢?
  
在没有遗传指令的帮助下,蛋白分子如何能被组合起来?在今天的活细胞中,氨基酸链并不象一些科学家想象的早期地球上那样,直接由它们之间的吸引力形成。相反,细胞中另一个大分子存贮了蛋白中氨基酸排列的指令,它叫DNA。在DNA紧紧锁牢的双螺旋结构中隐藏着丰富的信息,是由一些精确排列的化学物质组成的,科学家用A C G T四个字母来代表它们。氨基酸构成蛋白分子的指令,是有双螺旋DNA中这些精确排列的A C G T决定的,这套化学密码被称为生命的语言。它经过高度压缩后,被组装成当今宇宙中最精致的信息系统。在原始海洋中,很难想象在一个极其微小的容积中,怎样能聚集几百种不同的成分。这些成分都是生命所必须的。DNA中的生物信息有是怎么来的?再想想那些构成一个最简单的单细胞生物需要的基因序列,如果打印出来,至少要用几百张纸。按定义来说,自然选择不能在第一个细胞产生前起任何作用,因为自然选择只能作用在能够自我复制的、能遗传给下一代的细胞中。没有DNA就没有自我复制,但没有了自我复制也就没有自然选择,所以在没有假设DNA存在以前,你就不能用自然选择来解释DNA的起源。几率、自然选择再加上自我组合理论,都不能解释基因的起源。即使是一个最简单的细胞,要用化学进化来产生也是完全不可能的。在多年研究后,科学开始结实整个生命信息过程的细节,它明显地具有智慧设计的特征。借助电脑模拟,我们可以进到一个细胞中,来看看这个神奇系统工作的情况。进入细胞核之后,我们可以看到紧密缠绕在一起的DNA链,这是生命体中合成每个蛋白分子的指令中心。在转录的过程中,一个分子机器首先解开,一部分的DNA双螺旋使合成某个蛋白分子所需的DNA遗传信息暴露出来。另一个机器这时过来拷贝这段DNA遗传信息,形成一个分子叫做信使RNA,当转录完成后,这个携带遗传信息的细长的RNA分子,穿出了出入细胞核的门卫细胞核孔到了外面。信使RNA被带到细胞质中,一个拥有两部分的叫核糖体的工厂里,将信使RNA安装妥当以后,翻译过程就开始了。在核糖体内部,一个分子组装流水线建成一个特别的氨基酸序列,这些氨基酸是从细胞的其他部分搬运过来的,并常常会连成几百个单位的链条。氨基酸排列方式决定了合成的蛋白分子的种类。当链条组装完后,它离开核糖体到一个桶状的机器中,卷成精确的形状,这形状是蛋白分子功能的关键。当氨基酸链条卷成蛋白分子后,它再次被释放出来,被另一个机器携带到需要它的特定地方。在这样微小的结构当中有这样精密协调的机器装置在运作,这明显具有智慧的设计和制造的特征。正是这些分子遗传学的发现,提供了强有力的证据,这证明地球上的生命是由设计而来的。
  
我认为,进化论的问题,就在于证据说话之前,就人为的先排除了一种可能的原因,这个原因就是智慧创造的。
  
另外,如果生命是从无机物逐渐进化而产生,然后由简单到复杂,由低级到高级不断进化的话,化石中一定可以找到这种进化的证据。可是化石的证据对进化论是非常不利的。在地质和古生物学界,把寒武纪作为隐生宇显生宇的分界。因为在寒武纪之前的地层几乎找不到生物的化石,而寒武纪早期,几十个门的动物的化石突然同时出现,被称为寒武纪生命大爆炸。这是进化论无法解开的一个死结。
  Dr.Phillip E.Johnson
在他的著作中指出:化石记录问题之中使达尔文主义者最头痛的难处是寒武纪大爆炸。大约在6亿年前,几乎所有动物的同时在地层中出现,完全没有达尔文主义者必须有的祖先的痕迹。正如道斯所说,这些动物化石好象有人故意放进去的一样,完全没有进化的历史可以追寻。达尔文在世时还没有证据证明寒武纪之前有任何生物存在。他在《物种起源》中承认这现象目前仍未能解释,而且的确可以用来作为有力的证据打击我现在的要讨论的观点。达尔文又说,如果我的学说是确凿的话,寒武纪之前的世界必定充满各种活物。’”
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  但古生物学的研究正与达尔文所预期的相反。本世纪以来,在加拿大哥伦比亚省发现的伯基斯动物群、澳大利亚弗林斯德山脉发现的埃迪卡拉动物群和1984年在中国云南省昆明市附近的澄江县发现的澄江化石生物群,都进一步证实,在寒武纪,大量的动物门类大量出现,展示了地球上生命的形式的爆炸性的突变,无进化痕迹可寻。一些古生物学家报道说,他们在古老的岩石中(被认为在30亿年前)找到一些原核生物(如蓝绿藻、细菌等)的化石。此类化石有时是难以分辨真假的。即使这些化石是可靠的,这些原核生物与寒武纪突然出现复杂的真核动物之间无任何进化关系。
  进化论者的一种推测是,寒武纪动物群的祖先可能是软体动物,很难形成化石,但这种推论是站不住脚的。因为,在伯基斯页岩中有很多软体动物的化石。在澄江化石群中,许多动物的软体组织如胃、口腔、神经等都保存完好,清晰可辨。
  达尔文进化论的中心思想是自然选择或物竞天择。它主要是说,生物都不断发生变异,不断产生新的性状。有的变异更具有竞争能了,有的则不利于生存。久而久之,生物就不断由低级向高级进化。可是,达尔文关于自然选择的观点面临着越来越多的理论和实践中的难题。
  分子生物学兴起后,一些生物学家开始寻找进化论的理论基础。他们认为,因为在自然界,生物的基因在不断发生突变,基因突变导致生物性状发生变异。也就是说,基因突变是进化的原料,自然选择则是进化的动力。的确,基因突变的现象是普遍存在的,但突变的速率很低,在每一代中只有10-4—10-6。更重要的是,这些突变中99%以上都是致死的或有害的。这种有害的突变怎么可能成为进化的原料呢?
  友人会争辩说,虽然99%的突变是有害的,总有1%或千分之一的基因突变是有益的;这些有益的基因突变经过漫长的岁月即可导致进化。这种争议是缺乏根据的。因为即使以每秒10万次的重组速率,300亿年中尚无法形成一个最原始的生命的DNA分子,在短短的几十亿年的地球历史中(姑且说有几十亿年),以这样低的无害的基因突变速率怎么可能完成从细胞到人的进化过程呢?
  把自然选择作为进化的动力,理论上也是讲不通的。自然选择只是使适者生存。自然选择只是一个被动的“筛”而已,并无主动的导向功能。物种变异加上自然选择,可能增加物种横向的多样性。如像一只白毛鸡演化为黄毛、花毛鸡等。这些鸡处于同一“进化”水平,只在横向增加了亚种、变种等。但自然选择没有把生物纵向地由低等进化到高等的功能。而且这种由单到繁的进化过程是违反热力学第二定律的。自然选择本身既没有能量转换系统又无蓝图或指令系统,故暂时逆热力学定律而导致生物进化是不可能的。
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