现有的生命定义的缺陷
来源:《太极进化主义》第2篇 | 作者:段勇 | 发布时间: 2021-10-05 | 1982 次浏览 | 分享到:

现有的对生命的定义主要有两种:一种是主要从生命的性质和功能来定义生命,可以叫做功能定义;另外一种是从生物的特有结构来定义生命,可以叫做结构定义(实体定义)。功能定义也有两种,一种认为生命是多种性质的集合,所以又称“集合定义”;另一种强调少数几种或一种性质为生命的本质性质,可以叫做“根本性质定义”。(李建会.与真理为友:现代科学的哲学追思[M].上海科技教育出版社,2002:24-39.)这些定义都有明显的缺陷。

1 四种根本性质定义

根本性质定义目前主要有四种:新陈代谢说、灵活适应说、信息说和繁殖说。

(1)新陈代谢说

新陈代谢说认为活的生命的一个基本的表现就是其体内一直在进行着物质代谢和能量代谢。20世纪40年代,埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger)写了《生命是什么》一书,把这种新陈代谢观点作了进一步发展,提出了“负熵说”生命定义([奥]埃尔温·薛定谔.生命是什么[M].罗来欧,罗辽复译.湖南科学技术出版社,2005.)。到了70年代,这种负熵说被发展成为“自创生说”。

很多非生物也有新陈代谢和获取负熵的功能。例如内燃机能不断地吸入空气和燃料,排出废气,并获取负熵,即把热能转变成机械能。所以新陈代谢和获取负熵不是生命产生的充分条件。在生命产生的过程中,必然伴随着能量转化和利用,但这不是最重要的,非生物也会利用能量、获取负熵和耗散。

我们要找的生命的本质属性必须是所有的生物都具有的,同时又是所有的非生物都不具有的属性。如果把条件放松,那么我们可以列出很多很多生命的属性。例如,任何生物都必须具备物质性,不具备物质性就绝对不是生物;再如,所有的物质都是运动的,生物当然也必须是运动的,而且运动可能对生物还有特殊的意义,我们常说生命在于运动,所以不运动就绝对不是生命;还有广延性、导电性、传热性、化合、分解等很多物理化学属性,数不胜数。随便拿出一本物理书或化学书,我们都可以找出很多与生物有关的物理化学属性。但是当我们寻找生命的本质属性的时候,必须把所有这些属性一概排除在外,因为它们不能把生物和非生物区分开来。同样,新陈代谢和变异也是非生物具有的属性,所以它们也不是生命的本质属性。

我们研究生命的本质是因为它有用,能够为实践服务。有什么用呢?例如在地外生命的探索中,当我们在月球、火星或其他天体上发现了一个奇怪的东西,我们要判断它是不是生命物质,就需要一个标准。这个标准必须能够把生物与非生物截然分开。如果某个特征是生物和非生物都具有的,就不能作为这里的标准使用。还有人工生命的研究、人工智能的研究和地球生物起源的研究都需要这样的标准。在这个问题上必须实行一票否决制,即如果能找到一个非生物具有某种属性,那么这种属性就一定不是生命的本质属性。

(2)灵活适应说

灵活适应的生命概念是由美国里德学院的哲学教授马克•贝多(Mark Bedau)提出来的。贝多把他的生命定义写成这样:X是生命,当且仅当X是灵活适应系统,或X以恰当的方式与灵活适应系统相联系。(Bedau,Mark A.(1998).Four Puzzles About Life.Artificial Life,4(2),125-140.)

这个定义的缺陷是没有说明如何判断一个系统是不是灵活适应系统。很多非生物都是复杂多变的,例如河流、云彩、沙丘,你能说它们不适应环境吗?死亡了的生物和灭绝了的生物是不是灵活适应系统呢?另外,灵活适应是结果,而不是原因。生物的适应能力主要来自于生物异常复杂的结构,而遗传是生物能够维持复杂结构的充分必要条件。所以,繁殖是生物能够灵活适应的充分必要条件。马克•贝多没有说明繁殖与灵活适应的关系。

(3)信息说

李建会认为:“信息定义强调的是,生命在生长和繁殖过程中信息的传递作用。一个实体如果具有冯·诺伊曼式的自我复制或繁殖的能力,那么这个实体就是有生命的。”(李建会.与真理为友:现代科学的哲学追思[M].上海科技教育出版社,2002:37.)

如果传递信息是指自我复制或繁殖,那么这个定义是正确的,但李建会没有强调生物信息传递的特殊性,没有用繁殖去解决目的论的问题,而把传递信息当成鉴别生命的主要依据。很多非生物都能传递信息,所以把能否传递信息当成鉴别生命的主要依据是错误的。

你可以说生命的本质是信息或传递信息,但你不能说非生物的本质不是信息或传递信息。你可以说生命的本质是信息,我还可以说生命的本质是物质,是运动,是能量转换,是系统。但这些判断能作为生命的定义吗?显然不能,因为前项和后项的内涵外延不相等。

  非生物也能传递信息,但生物传递信息的功能与非生物不同,如果把这种不同找出来,才算找到生物与非生物的区别。只有能传递自身结构的全部信息的物质才是生命。计算机也能传递信息,但所传递的信息往往与自身的结构无关,或者不是自身结构的全部信息。

(4)繁殖说

进化生物化学家梅纳德·史密斯(J. Maynard Smith)说,我们应该把任何具有繁殖、遗传和变异属性的实体群体当作是活的。(Maynard Smith, J., Eörs Szathmáry (1999). The Origins of Life: From the birth of life to the origin of language. New York: Oxford University Press Inc.

梅纳德·史密斯的定义明确地把繁殖和遗传作为生命的本质特征是正确的。但繁殖和遗传是一回事,不能并列,变异不是生物特有的属性;而且他没有强调生物数量突变的作用,没有把这看作是生物适应环境的关键环节。梅纳德·史密斯还说,(他自己的)这种定义对生命起源的解释是不充分的。要解释生命起源就必须同时解释复制和新陈代谢的起源。(Maynard Smith, J., Eörs Szathmáry (1997). The Major Transitions in Evolution. New York: Oxford University Press Inc. p17)但他又没有提出一个同时解释复制和新陈代谢的生命定义。

2 集合定义

集合定义往往是通过列举生命的一系列特征来定义生命,但在生物的特性中,显然有很多特性不是普遍的,不是形成生命的必要条件。如果某个系统只具有其中的一部分特征是不是生命呢?例如,生长和分化虽然是生物特有的,但这不是所有的生物都具有的特征,病毒和单细胞生物都没有生长和分化的功能。

迈尔总结的生物有机体的八大特征是:复杂性和组织性、化学上的独特性(酶、磷酸化合物、脂类等的功能独特且高度专一)、性质(生命世界的研究多数是定性研究)、独特性和变异性、遗传程序、历史性性质、自然选择、不确定性。(桂起权.生命科学的哲学[M].四川教育出版社,2003:95.)

在迈尔总结的这些特性中,有些是现象不是本质,有些不是生物特有的。生物不可预测是因为生物结构复杂,生物能维持复杂的结构是因为生物能繁殖。历史性联系也来自于繁殖。独特性和变异性、自然选择都不是生物独有的特征,很多非生物也具有这些特征。进化的能力来自于遗传和变异,遗传是生物的本质特征,而变异不是生物的本质特征,非生物也有变异。如果说只有遗传物质的变化才叫变异,那么生物与非生物的区别是有没有遗传物质,而不是能不能变异。非生物的变异和自然选择与生物的变异和自然选择没有任何本质区别,只是使用了特定的名称而已。非生物也可以具有化学上的独特性。说生命世界的研究多数是定性研究,这也只能说明生物结构复杂,随着科学的发展,对生物的定量研究会迅速增多。

总之,集合定义中有很多特征不是生物特有的,不能把生物与非生物区分开,有时候人们称某种非生物,例如,火焰、河流、地球有生命力,便是因为它们具有上述的一种或几种特征。同时集合定义中又有很多特性不是普遍的,不是形成生命的必要条件。所以这样罗列无法找到生命的本质特征。

3 生命的结构定义

多数功能定义都没有深究生命现象产生的原因,而只停留在对现象的分析上。新陈代谢是一种现象,灵活适应和信息传递也都是现象。作为定义也许是可以的,但要探寻生命的本质,必须探寻这些现象产生的原因。结构主义系统论的基本出发点是系统的结构决定功能,生物具有与非生物不同的功能,原因在于生物具有与非生物不同的结构。

  19世纪,恩格斯从大分子的角度定义生命。他说:“生命是蛋白体的存在方式,这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断的自我更新。” (马克思恩格斯选集,第三卷[M].北京:人民出版社,1994:422.)

到了20世纪50年代以后,DNA双螺旋结构的发现及其遗传功能的研究进展改变了人们关于生命的本质是蛋白质的看法。开始把生命的分子基础看作是具有自我复制和携带有遗传信息的核酸。本来大家都希望分子生物学可以帮助人们理解生命的本质。然而,在分子生物学革命之后的很长一段时间,主流哲学家和生物学家们似乎完全忽视了生命本质的问题。为什么分子生物学没有解开生命之谜,而当初大家为什么都认为分子生物学能找到生命的本质呢?

分子生物学使用的方法是主要针对成份的还原法,这种还原法曾经成功地为我们找到了物质的本质。物质都是由分子组成的,分子都是由原子组成的,分子的不同属性来自原子的不同组合,而原子的不同来自于质子、中子、电子的组合数目。这种还原法为什么能让我们满意呢?因为这种还原法找到了所有物质的共性,这种共性就是几种简单的成份和它们的组合,而且这种组合关系是比较简单的组合关系。

生命的共性不像其他物质那样是几种简单的成份和它们的简单组合,而是一种特殊的组合关系——正反馈和负反馈等关系,这种结构决定了生命的功能。所以分子生物学家像物理学家一样一层一层地去还原生物的成份不可能找到生命的共性。生命的共性与成份无关,而现有的生物具有特定的成份,分子生物学只研究现有的生物,所以分子生物学即使找到了生命的共性,也不能说这是所有生物的共性。分子生物学只能告诉我们现有生命是如何产生的,即在原始地球的特定环境下,通过化学进化的方式产生。但是,离开原始地球的环境,离开化学进化的方式一定就不能产生生命吗?这是分子生物学无法回答的问题。也就是说,分子生物学不能说明这种方式是不是生命产生的必要条件。

DNA的结构并不等同于有机体的生命,分子生物学只是在观察生命,而不能理解生命。要想理解生命,首先要找到所有生物的共性和所有非生物的共性,然后比较它们的差异,这样才能找到生命的本质,从而给生命下一个确切的定义。而且在所有的生物中既要包括我们见过的生物,也要包括我们没见过的生物,既要包括已经存在的生物,也要包括可能存在的生物。所以生物学家觉得这个问题太哲学,不是他们要研究的问题。