How much imagination is needed to understand life
在前面3節，深刻了解了生命科學的世界觀和方法論。
從第4節開始，要正式借助生物學思維這個工具，解析生命現象。
希望能從這兒開始，更好地了解你自己。
先來虛擬一個場景，如果讓你從無到有創造一個新的你出來，什么東西是必不可少的？
我估計你的第一反應是物質。是啊，我們身處一個物質世界，所有東西都是由不同的物質構成的，這是一個比較自然的回答。
那我來追問一句，生命是由什么物質構成的呢？
這個問題對于今天的你來說，大概不是特別難以理解。因為我們很幸運，從小就已經學到了生命科學的基礎知識。
你肯定知道DNA、蛋白質、細胞和細胞膜這些基本的概念。就算你不知道全部細節，但是說到底，生命無非就是這些復雜的化學物質堆積在一起嘛。
但對我們的前輩來說，理解生命的本質，遠遠超出了他們當時的理解范圍。因為生命這件事實在是太神奇了。
比如，在古人看來，一潭死水里居然還能飛出活的小蟲子，說明生命可以*從無到有*自然發生；
反過來，一只鴨子煮熟了，所有物質都還在，但是鴨子卻肯定活不過來，這說明生命也可以神秘地突然消失。
在這兩個過程里，到底都發生了什么神奇的變化？這種變化到底能不能被我們人類理解？
現代人類的歷史有二三十萬年，人類文明也已經有1萬年左右了。在這段歷史里，祖先們始終在猜測生命的本質，特別是什么特殊的物質支撐了生命活動。
先來回顧一下現代科學降臨前，人類對生命物質的3種典型認知，而且是3種錯誤的典型認知。這也恰恰說明認識生命是一個多么困難的事。
三種靈魂：統治人類兩千年的愚昧
探索生命本質的第一種錯誤認知是“神秘主義”。
其實咱們人類是一種思想上挺懶惰的動物。當一個現象非常復雜難解的時候，我們天然就會用神秘主義的邏輯來理解它。
比如，祖先們看到風霜雨雪，閃電打雷，不知道怎么解釋，他們就會創造出無所不能的神來解釋一切。
這個神可以是有具體形象的神仙，比如宙斯和太上老君，也可以是沒有具體形象的法則，比如老子說的道可道非常道，比如陰陽五行和水火氣土。
而生命現象就像我們剛剛說的，是一種非常神奇非常復雜的現象，于是祖先們天然就會依賴用神秘主義的邏輯解釋它。他們會天然地認為生命很特殊，肯定不是由常見普通的物質組成的，一定有什么生命獨有的東西在那里。
神秘主義階段最著名的理論是由Aristotle提出來的，就是那個大名鼎鼎的古希臘哲學家。
亞里士多德提出了“三種靈魂”理論，用這種叫靈魂的物質，來解釋生命的特殊性。
他認為植物有一個靈魂，使它們不斷生長繁殖；動物在植物的基礎上多了一個靈魂，負責感知和運動；而我們人類就有三個靈魂，除了動物的兩個靈魂，還多了一個負責理性思考的靈魂。
請你想想，這套理論解釋生命了嗎？
沒有
因為它只是把人人都能看到的東西，換了幾個抽象的詞重新說了一遍而已，并沒有解決任何問題。
說因為這三種靈魂的存在，物質才有了生命力，本質上就是循環論證。這和說水能流動是因為“水性”、火車跑得快是因為“移動性”一樣。
至于這三種靈魂到底是什么東西，我們除了命名它們之外還能對它們做些什么樣的研究，亞里士多德自己，亞里士多德的時代，顯然還沒有能力回答。
更可怕的是，這個理論從邏輯上阻止了人類對生命本質進行實際的探究。
因為在亞里士多德的理論里，靈魂這東西就只有活著的生物才有，而且看不見摸不著。就算有人把一棵樹或者一只貓層層剖開，用最先進的儀器一點點分析它們的物質構成，也是絕對不可能把靈魂這種東西找出來的。
因此，如果生命的本質真的是這樣，那么人類實際上就沒辦法理解生命了，因為“靈魂”這個東西，在操作層面不可觸碰、在觀念層面難以挑戰。
機械論：生命就是一臺冰冷的機器
神秘主義作為人類對生命的唯一認知，直到17世紀才遇到了挑戰。那時歐洲文明走出了中世紀的陰霾，重新拾起了理性和創造力。
也就是在這段時間里，我們要介紹的第二種錯誤認知出現了。法國哲學家笛卡爾（René Descartes）提出了對生命本質的新解釋，我覺得不妨叫“機械主義”。
笛卡爾認為，哪里有什么虛無縹緲的靈魂，生命現象完全可以用冷冰冰的科學定律來解釋，甚至只需要用人類已知的簡單機械原理就足夠了。
或者換個說法，生命體內一定存在類似于機械這樣的東西，比如發條、杠桿、滑輪、閘門等等。
有個很好的例子生動地展現了他的思想。
笛卡爾的忠實追隨者Jacques de Vaucanson制作了一只機械鴨子。在發條的驅動下，這只鴨子能扇翅膀，吃東西，甚至還能消化食物和排泄，這聽起來很神奇吧。
當然了，沃康松的鴨子并不是真的能消化食物。它僅僅是依靠發條驅動張開“嘴巴”，把“吃”下去的食物存在肚子里；隨后又把肚子里預先存好的排泄物從屁股那里“放”出來而已。
但是這只機械鴨子火遍了全歐洲，實實在在地引領了機械論生命哲學的風潮。
你看，區區幾根發條就能模擬生命現象，那用更復雜的機械原件來解釋生命活動，看起來邏輯上沒問題吧？
但是很遺憾，機械主義的樂觀情緒事后被證明也是虛假的，生命現象還是比簡單的人類機械復雜多了。19世紀末，德國科學家漢斯·杜里舒在海膽身上發現了一個聳人聽聞的現象，給了機械主義致命一擊。
我先做個背景介紹，海膽是一種生活在海洋的球型生物，說不定你在壽司店里還吃過。一個海膽受精卵正常情況下會一分為二，二分為四，四分為八，這樣慢慢變多，最終長成一個大海膽。
杜里舒做了這樣一件事，他收集了已經一分為二，二分為四的海膽胚胎，然后把四個細胞分裂開來單獨培養。
海膽胚胎四個細胞分離開，各自都可以長成完整的海膽
按照機械論哲學的預測，這四個細胞應該會分別變成海膽的一部分，拼起來才是一個完整海膽。但是實驗結果卻是，四個細胞分別長成了體型較小，但是仍舊形態正常的海膽。
這太奇怪了。畢竟對于任何一種機械，如果大卸四塊的話，肯定會立刻停止工作，怎么可能還會變成四個個頭較小的機械？這種奇怪的現象沒辦法用機械主義的邏輯來解釋。
活力論：生命是獨一無二的特殊物質
但是先別急著悲觀，機械論雖然聽起來希望不大，但我們要介紹的第三個理論又另辟蹊徑。
它不再把生命的本質訴諸于物理規律，而是轉向了化學。
這就是我們要介紹的第三種錯誤認知，我們叫它“活力論”。這個話題要從兩個很牛的牛人說起。
第一個牛人是瑞典化學大師J?ns Jacob Berzelius。他與John Dalton、Antoine-Laurent de Lavoisier一起被稱為現代化學之父。他提出了生命的活力論。
貝采利烏斯認為，生命之所以是生命，因為它具有一種獨特的“活力”性質。而這種活力的來源呢，就是生物體內某些特殊的化學物質。它們只存在于活著的生物體內部，絕不會在自然界憑空出現。
第二個稍晚一點的牛人Louis Pasteur，是微生物學的開拓者。他第一個研究出了狂犬病疫苗。他發明的消毒方法至今仍然被稱為巴氏消毒法。
巴斯德在研究發酵時發現，糖的發酵需要酵母這種微小的單細胞生物參與。所以他認為，既然只有活酵母才能催化發酵過程，那么反過來，發酵就是只有生命才具備的化學反應。
也就是說，生命和非生命的界限，可能像發酵這樣，是僅能在生命體內發生的化學過程。
綜合兩位大牛的看法，我們可以說，他們的理論實際上和亞里士多德的靈魂論有相似之處。
亞里士多德認為生命現象的出現在于靈魂，而貝采利烏斯和巴斯德認為生命現象的存在，在于它們體內存在特殊的活力物質和活力反應——這就是活力論。
所以說到這兒你應該看出來了，靈魂論、機械論、活力論，本質上都是一種生命特殊論。
他們認為生命現象之所以存在，是因為生命體內存在某種驅動生命現象的東西——比如靈魂，比如機械，比如活力物質。生命和非生命的界限，其實就是這些生命特有的東西。
但是必須得說，雖然活力論看起來簡直就是改頭換面的靈魂論，但是和靈魂論不一樣的是，活力論可以接受科學實驗的檢驗。
根據活力論，如果科學家確實在生命體內部，找到了某種特殊的化學物質或者化學反應，而這種物質或反應絕對不可能在非生物環境中出現，那我們就能夠驕傲地宣稱，我們理解了生命的本質。
反過來，如果我們上天入地之后也沒發現生物體內有任何特殊的東西，那至少我們也可以說活力論是一種錯誤的假設，生命現象可能就沒什么特殊之處。
因此，活力論的出現，可以說是人類智慧對生命現象下的一道挑戰書。
我認為，科學之所以從誕生之日起不斷推陳出新，恰恰是因為它的這種勇氣和開放性。在科學的語言里，沒有“自古以來”，沒有“理當如此”。
在證據面前曾經倒下過數不清的科學假說和思想，但是人類對客觀世界規律的深入探索卻從未停步。也正是遵循這樣的邏輯，科學實驗的結果，很快就敲響了活力論的第一聲喪鐘。
歷史的巧合是，建立活力論的是貝采利烏斯，而通過一次實驗、給活力論當頭一棒的居然是他的學生。
1824年，包裹著生命真相的外殼裂開了第一道縫，科學的陽光1萬年來第一次照耀到了生命最底層的秘密。
下一節，看看生命最底層的秘密，究竟是如何被揭開的
