第一推动 生命系列:生命的逻辑:遗传学史

推荐序 陈嘉映 这本书的书名是“生命的逻辑：遗传学史”，顾名思义，是从遗传来理解生命的逻辑。本来，生命是个较宽的概念，遗传是生命现象中的一支。不过，越往现代，生命概念就与遗传概念交织得更紧，的确，生命体跟其他物体的根本区别在于生命体会遗传。人们当然早就通过繁殖现象对遗传有所了解，龙生龙凤生凤，老鼠的孩子会打洞。然而，直到几十年前，我们才把繁殖理解为组成生物体的分子的复制，这种复制与晶体的复制不同，生物体中的大分子的结构完全是由遗传物质的碱基序列决定的。 从这个角度来看待生命体，生命科学的大多数分支都可以视作遗传学，用光或声来操控活体组织中的神经元就叫作光遗传学、声遗传学。当然，生命体跟环境的互动，包括生命体之间的互动，也是重要的生命现象，但要对这些互动进行科学研究，*后仍离不开对遗传基因的研究。 作者说到，在很长时间里，生物学里有两条迥异的进路。一条是综合论或者演化论，另一条是原子论或者还原论。演化生物学关注的是群落、行为、生物体之间以及生物体与环境之间的关系，关注的是远程原因，目的在于说明是何种力量和路径指引生命系统演化为今天这个样子。对综合论者来说，整体绝非简单的部分之和。与此对照，还原论者关注的是近程原因，关注器官、细胞和分子的结构和作用。还原论者努力把复杂的现象拆解开，进而以物理和化学里典型的精度和纯度来研究各个组分。整体可能表现出部分所不具备的特征，但是这些特征必然源于其组分的结构。演化论和还原论关注的是两类不同的秩序，而这两类秩序在遗传层面上相遇了。不妨说，遗传组成了生物秩序的秩序——促成演化的正是遗传程序出现的随机改变。 两条进路也许在这个意义上相遇了，但这不意味着它们合二为一。作者说：“个体的规律与群体的规律不是直接相关的规律，无法互相导出。”在微观生物学领域，主导的是因果探究，在宏观演化论的领域，主导的是统计学。作者提示，19世纪中叶，达尔文提出演化论那时候，统计学思想也正在其他学科兴起，突出的如波尔茨曼开创的热力学。格外有意思的是，与牛顿力学不同，演化论与热力学都含有时间不可逆的观念。就像熵的增长有一个方向，演化过程也是不可逆的：一旦某些变异体被自然选择保留下来，某一个生物群体就确定了进一步的方向，不可能再回到先前的状态。 生物学已经挺进到分子层面，然而，这并不意味着生物学今天回到了还原论。在还原主义时代，科学分析必须排除所研究系统或其独特功能之外的任何其他考量，与此不同，今天的生物学无法把结构与功能分开，“而功能不仅取决于生物体，而且也受制于塑造了生物体的所有历史事件……无论是哪个层次的研究——分子、细胞、组织体或者种群——历史的视野都不可或缺。”无论在哪个层面上，对生命系统的研究都需要在两个方向上展开，一个是纵向上的组织逻辑，一个是横向上的演化逻辑。 我在这里介绍本书的一点点内容，是想说明，一般说来，一部好的科学史必定富有思想性。遗传学的发展像任何门类科学的发展一样，主要内容是技术性的，本书也的确介绍了很多技术性的细节。然而，一门科学，除了处理技术性内容，还会面临一些我们普通人也会问出来的一般问题，例如，生命是怎样产生的？生物和非生物有没有本质区别？若有，它们的根本区别是什么？生物学能不能还原为物理学？当然还有：人为什么必有一死？科学能不能创造出永生的人？科学史不同于科学教科书的一个特点在于，它帮助我们从这些一般的思想问题来理解一门科学。 20世纪下半叶以来，生命科学的发展*为迅猛。这本书初版于1970年，中文译本所据的英文版出版于1974年。鉴于生命科学的发展日新月异，这是本老书了。不过，思想不那么怕老，从我一个外行看去，生物学的基本理论这几十年似乎没有发生重要的修正。就此而言，这本书并不过时。至于这几十年来生物学技术的发展，我在这里顺便推荐一本，约翰·帕林顿的《重新设计生命》（李雪莹译，中信出版集团，2018年），我读到的同类著作里，这一本既新又全面，介绍了基因组编辑技术、光遗传学、干细胞技术、合成生物学等方面截止到2016年之前的技术进展。 一本遗传学史，当然包含大量的专业内容，得要傅贺这样攻读过生物学的博士来翻译。另一方面，本书面对的是普通读者，傅贺的译文为此增添了方便，译文多使用较短的句子，行文明白晓畅。 生物学科普我一向爱读，爱读而已，始终是个外行，当然没资格写序。但我猜想，这本书的读者大多数也是外行，我不妨把自己的几点想法写出来，供其他读者参考，或博一哂。