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《自私的基因》第二章 复制基因(1)

天地伊始,一切单一纯简。即使是简单的宇宙,要说清楚它是怎样开始形成的真是谈何容易。而复杂的生命,或能够创造生命的生物如何突然出现,而且全部装备齐全,我想,这无疑是一个更难解答的问题。达尔文的自然选择进化论是令人满意的,因为它说明了由单一纯简变成错综复杂的途径,说明了杂乱无章的原子如何能分类排列,形成越来越复杂的模型,直至最终创造人类。人们一直试图揭开人类生存的奥秘,而迄今为止只有达尔文提供的答案是令人信服的。我打算以比一般还要通俗的语言阐明这个伟大的理论,并从进化还未发生以前的年代谈起。

达尔文的“适者生存”其实是稳定者生存(survival of the stable)这个普遍法则的广义特殊情况。宇宙为稳定的物质所占据。所谓稳定的物质,是指原子的聚合体,它具有足够的稳定性或普遍性而被赋予一个名称。它可能是一个独特的原子聚合体,如马特霍恩(Matterhorn),它存在的时间之长足以值得人们为之命名。稳定的物质也可能是属于某个种类( class)的实体,如雨点,它们出现得如此频繁以致理应有一个集合名词作为名称,尽管雨点本身存在的时间是短暂的。我们周围看得见,以及我们认为需要解释的物质——岩石、银河,海洋的波涛——虽大小不同,却都是稳定的原子模型。肥皂泡往往是球状的,因为这是薄膜充满气体时的稳定形状。在宇宙飞船上,水也是稳定成为球形的液滴状,但在地球上,由于地球引力的关系,静止的水的稳定表面是水平的。盐的结晶体一般是立方体,因为这是把钠离子和氯离子聚合在一起的稳定形式。在太阳里,最简单的原子即氢原子不断熔合成氦原子,因为在那样的条件下,氦的结构比较稳定。遍布宇宙各处的星球上,其他各种甚至更为复杂的原子正在形成。依照目前流行的理论,早在开天辟地发出“大砰啪”爆炸声之时,这些比较复杂的原子已开始形成。我们地球上各种元素也是来源于此。

有时候,在原子相遇时,经化学反应而结合成分子,这些分子具有程度不同的稳定性。它们可能很大。一块钻石那样的结晶体可以视为一个单一分子,其稳定程度是众所周知的,但同时又是一个十分简单的分子,因为它内部的原子结构是无穷无尽地重复的。在现在的生命有机体中,还有其他高度复杂的大分子,它们的复杂性在好几个方面表现出来。我们血液中的血红蛋白就是典型的蛋白质分子。它是由较小的分子氨基酸的链组成,每个分子包含几十个精确排列的原子。在血红蛋白分子里有574个氨基酸分子。它们排列成4条互相缠绕在一起的链,形成一个立体球形,其结构之错综复杂实在使人眼花缭乱。一个血红蛋白分子的模型看起来像一棵茂密的蒺藜。但和真的蒺藜又不一样,它并不是杂乱的近似模型,而是毫厘不爽的固定结构。这种结构在人体内同样地重复6万亿亿次以上,其模型完全一致。如血红蛋白这样的蛋白分子,其酷似蒺藜的形态是稳定的,就是说,它的两条由序列相同的氨基酸构成的链,像两条弹簧一样倾向于形成完全相同的立体盘绕模型。在人体内,血红蛋白蒺藜以每秒约400万亿个的速度形成它们“喜爱”的形状,而同时另外一些血红蛋白以同样的速度被破坏。

血红蛋白是个现代分子,人们通常用它来说明原子趋向于形成某种稳定模型的原理。我们在这里要谈的是,远在地球还没有生命之前,通过一般的物理或化学过程,分子的某种形式的初步进化现象可能就已存在。没有必要考虑诸如预见性、目的性、方向性等问题。如果一组原子因受到能量的影响而形成某种稳定的模型,它们往往倾向于保持这种模型。自然选择的最初形式不过是选择稳定的模式并抛弃不稳定的模式罢了。这里面并没有什么难以理解的地方。事物的发展只能是这样。

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