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生命来自外太空吗?
来源:《创造》杂志  作者:杂志主编
弗朗西斯.克里克(Francis Crick)是DNA双螺旋结构的发现者之一,也是“生命源自外太空”的著名支持者。

他提出外星人将生命送到地球,称为“定向泛种论(directed panspermia)”。这种想法的另一种形式,简称“泛种论(panspermia)”,就是生命在宇宙中的其他地方出现,并以微生物的形式,通过陨石或彗星来到地球,以这种方式向地球“播种”了生命。两种版本的泛种论都有效地将生命起源的难题推出了科学的范围以外。关于泛种论假说,唯一可测试的环节是微生物在冲向地球的陨石上或在陨石中的存活能力。这个问题已经过测试,结果对泛种论不利,微生物无法存活。

人们进行外星文明探索(SETI)和太阳系外行星探索的原动力在很大程度上是为了发现生命在天外形成的证据。但即使将整个宇宙作为实验室也无法解决生命起源的问题:生命永远不会自发形成,如下所述。

生命起源的概率计算

对于化学物质演化成生命的概率,已经有许多人进行了尝试性的计算,但所有这些尝试都使用了简化的、让生命自发起源更有可能性(即概率> 0)的假设。

Rubik cube数学家弗雷德.霍伊尔(Fred Hoyle)爵士以各种方式说明了生命自然形成的极端不可能性,甚至连一种有功能的聚合物分子,如蛋白质,也不可能自发形成。霍伊尔说,“现在想象有1050个盲人[编辑补充:如果他们肩并肩站立,整个地球系都容不下他们],每个人都转动着一个被打乱的魔方,试着想象他们同时让魔方各面都转到相同颜色的几率。如果上述目标能够达到的话,你才有机会通过随机排列的方式,获得生命所依赖的众多生物聚合物中的一个。除了生物聚合物之外,就连活细胞的操作程序(遗传信息)也要在地球上的原始汤中随机形成,如此概念简直是痴人说梦。生命必定是一种宇宙现象。”

实际上,我们可以计算出只获得一个长度为150个氨基酸的小蛋白质的概率,假设只存在(手性)正确的氨基酸,并假设它们将以正确的方式连接在一起(聚合)。有20种不同的氨基酸,150个氨基酸的可能排列的数量是20150 ,或者说得到正确的蛋白质的概率约为 10195分之一 。为了避免有人反对说:不是每个氨基酸都必须按照确切的顺序排列,这只是使用一种小蛋白质进行计算,并且只计算几百种生命必须蛋白质(许多蛋白质的长度大得多)中的一种,如果同时计算DNA序列自发形成的概率,会使这个问题严重地复杂化。实际上,有些蛋白质的序列即使发生了少量改变,也会失去全部功能。

那时霍伊尔认为生命必须来自外太空。后来他意识到,在没有指导(没有智慧参与)的条件下,即使将整个宇宙作为实验室,生命也不可能在任何地方通过物理和化学的过程而形成:

“从无生命物质中形成生命的可能性是104,000分之一……它足以埋葬达尔文和整个进化论。没有原始汤,在这个星球上和任何其他星球上都没有,如果生命的起源不是随机的,那么生命肯定是有目的的智慧产物。”

如果没有目的和智慧,那么104,000分之一这个数字会不会否定生命在宇宙中任何地方发生的可能性?我们可以这么说吗?

麻省理工学院研究员塞思.劳埃德(Seth Lloyd)计算了所谓的宇宙大爆炸(据称是在137亿年前发生的)之后的一切可能发生的事件(或“基本逻辑运算”)的总数量,结果是不超过10120。这就设定了理论上可能进行的实验数量的上限。此上限意味着概率为104,000分之一的事件将永远不会发生,即使是我们计算的一种150个氨基酸的小蛋白质在整个宇宙中也不可能自发形成。

然而,生物物理学家哈罗德.莫罗维茨(Harold Morowitz)得出的概率要低得多,为1010,000,000,000分之一。这是从含所有细菌基本零件的肉汤(例如,理论上可以通过加热含活细菌的培养液,杀死它们并将它们分解成基本成分而获得)自发组装而得到最简单细菌的机会。

莫罗维茨是无神论者,但他认为生命不是偶然因素的结果,而是出自可用之能量的某种属性,该属性驱动了能够使用能量的实体(即“生命”)的形成。这听起来很像地母盖亚的神话,因它为宇宙赋予了泛神论的神秘属性。

最近,无神论哲学家托马斯.内格尔(Thomas Nagel)提出了类似的旨在解释生命和思想之起源的说法。

只要不用相信一个超自然的创造者,好像什么理论都可以提出来。

由于概率计算的困难,使用不同的假设,就会计算出不同的概率。如果我们使用了最有利于生命自然发生的假设进行计算,其结果仍然是极端的不可能,那么这就是一个比使用更现实的假设更有力的论证。更现实的假设虽然让唯物主义的说法更加不可能,但唯物主义者会质疑我们的某些假设。

然而,所有关于生命之化学起源的概率计算都会使用不切实际的、有利于生命化学起源的假设,否则概率就会为零。例如,莫罗维茨计算中使用的含有活细胞的所有成分的肉汤是不可能存在的,因为如上所述,这些化学成分会互相反应,使得它们不能用于制造活细胞所需的复杂聚合物。

著名信息理论家休伯特.约克奇(加州大学伯克利分校)认识到了这个问题:

“原始汤中生命随机起源在概率上是不可能的,就像永动机在概率上不可能一样。虽然本章计算的极小概率并不会令真正的信徒沮丧…… [然而]一个现实的人必会得出结论:生命并非偶然形成的。”

请注意,在约克奇的计算中,他慷慨地假设生命原料可以在原始汤中获得。但是在他书的前一章中,约克奇证明原始汤本身就根本不存在,所以相信原始汤是一种“信仰”。他后来得出结论,“原始汤理论是卫道士们基于其意识形态的自我欺骗。”

更多的坦白

请注意,约克奇并不是唯一一位在这个问题上明确发表言论的知名学者:

“如果任何人告诉你,他或她知道34亿年前地球上的生命是如何开始的,这个人不是一个傻瓜,就是一个骗子。没人知道。” ——斯图亚特.考夫曼(Stuart Kauffman)教授,生命起源研究者,加拿大卡尔加里大学(University of Calgary)。

“……我们必须承认,关于任何生化系统或细胞系统的演变,目前尚没有详细的达尔文主义的解释,而只有各种一厢情愿的推测。” ——弗兰克林.哈罗德(Franklin M. Harold),科罗拉多州立大学生物化学与分子生物学荣誉教授。

“关于从非生命到生命的进化途径,达尔文曾写道:‘目前生命起源只是垃圾思想,还不如想想物质的起源。’我们今天几乎处于同样的黑暗中”——亚利桑那州立大学超越科学基本概念中心主任保罗.戴维斯。

“细胞的新颖性和复杂性远远超过当今世界上任何无生命的东西,以至于我们不知道它是如何实现的。” ——克斯纳(M.W. Kirschner, 哈佛大学医学院系统生物学系主任、教授)和格哈特(J.C. Gerhart, 加州大学研究生院教授)。

“结论:生命起源的科学课题可以归结为寻找一个化学机制,能够实现从第一个自动催化的自我复制周期开始,最后演化到一个共同祖先。目前所有的理论都远远未能完成这项任务。虽然我们仍然不清楚这种机制,但我们现在已经理解了这个问题的广度。”

“进化论的最大缺口仍然是生命本身的起源……从这一堆分子[氨基酸和RNA]到即使是最原始的细胞,差距仍然是巨大的。”——克里斯.威尔斯(Chris Wills),加州大学生物学教授。

即使是唯物论教条主义者理查德.道金斯(Richard Dawkins)也向本.斯坦因(Ben Stein,见电影纪录片Expelled)承认没有人知道生命是如何开始的:

道金斯:“我们知道生命起源中必定发生的一件事,就是出现第一个自我复制的分子。”

斯坦因:“那是怎么发生的?”

道金斯:“我告诉过你,我们不知道。”

斯坦因:“所以你不知道它是如何开始的?”

道金斯:“不知道,没人知道。”

“我们永远不会知道生命最初是如何出现的。 然而,对生命起源的研究是一个成熟、完善的科学研究领域。正如进化生物学的其他领域一样,对于最初生命形式的起源和本质问题的答案,只能算是探索和解释,而不是明确的和肯定的。”

结论

若没有智慧者参与并创造生命,单凭物理过程和化学反应就不会产生生命。创造生命,即使是最简单的生命,所需的智慧都远远超过人类的智慧;人类仍然在摸索着试图完全理解最简单的生命形式是如何运作的。即使是最简单的细菌中也还有很多东西需要我们学习。事实上,随着我们学到的知识越来越多,生命起源的“问题”变得更加困难;答案不是越来越接近,而是越来越遥远。但真正的问题在于:生命的起源大声告诉我们有一个超级智慧的生命创造者,而这正是今天的世俗头脑所不能接受的。

若是科学能“证明”上帝的存在,生命的起源可以说是最好的证据。

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