在你看到这本书的书名,觉得有趣,把它拿起来的时候,恐怕会不由得想起,这些年已经有了许许多多书名带“生命”“起源”“进化”“简史”之类字样的科学读物,于是怀疑这本书还能有些什么不同,想着在这本书里应该也能看到那些经典而亲切的进化案例,什么奇怪的动物啊,狡猾的植物啊,共生的真菌啊,诸如此类。
但这本书的确非常不同,那些科普读物里引人入胜的进化奇观,这本书的正文里一个都没有。因为我们要讲的故事实在太老,又太新了。
这本书要讲述的事情发生在40多亿年前的冥古宙,那时候整个太阳系也才刚刚安定下来,地球的一天只有9个多小时。月亮距离地球也比今天近得多,在天空中占据的面积足有太阳的9倍大,它正对地球的那一面上还有许多尚未冷却的岩浆海,焕发着暗红色的光,如同一只愤怒的眼睛。地壳还带着凝固时的余温,活跃的地质运动此起彼伏,到处都是裸露的岩石。大气中的降水汇集成了年轻的海洋,海水是弱酸性的,与今天的成分相当不同。
总之一切都是那样的陌生,而如今一切生命的共同祖先,批细胞,正是在这样陌生的世界里出现的。根据2017年找到的新证据,初的生命大约诞生在42.8亿年前到37.7亿年前的深海热液喷口,而地球是在45.4亿年前形成的。如果沿用那个经典的类比,把地球的历史浓缩成24小时,那么,这本书讲的就是凌晨3点钟之前的事情。
但在这个故事之后的整个“白天”,地球上的生命都没有醒目的变化,大都是些显微镜才能看清的单细胞生物。宏观的动物直到6亿年前才渐渐繁荣起来,那已经相当于晚上八九点的光景了。至于被无数科学读物津津乐道的“进化奇观”,更是集中在现存的动植物身上,那些独特的性状通常只有区区几百万年,甚至几十万年的历史,都是那浓缩的24小时里后几分钟的事情。
你看,这本书要讨论的东西,的确是非常古老的。
“生命究竟源自何处”是我们这个物种懂得沉思以来重要的根本问题。然而在文明史上的大部分时间里,我们并没有能力解答这个问题,或者萌生了“神造万物”的幼稚信仰,或者搪塞出“无机物在原始海洋里随机运动,偶然间变成了个细胞”这样泛泛到了荒谬的答案。
这当然不是什么人的过错,该怪那40多亿年的时光磨灭了太多的证据,也要怪生命实在太复杂了,哪怕是简单的批细胞,也包含着数以十万计的蛋白质分子,而一个蛋白质分子又包含着成千上万的原子,它们维持着精密三维结构和化学平衡,形成了已知宇宙中微妙的控制系统。
所以,如果要追究遥远的冥古宙是如何出现了批细胞,我们必须拥有的技术,能够潜入细胞里面的微观世界,从那形形色色的分子与反应中探寻起源的蛛丝马迹。因此,你会在这本书里看到生命科学在近60年中取得的许多成果,尤其是近20年来的突破,其中的大部分还没来得及与公众“见面”。
你看,这又必然是崭新的东西。
在这古老与崭新之间,这本书雄心勃勃的地方,就是要给出一个其他科学读物都不曾给出的完整回答,这个回答不再是面对海洋与星空的浪漫畅想,而要从无机世界的二氧化碳和氢气开始,一步一步地讨论活跃的有机物要如何产生,遗传基因和新陈代谢要如何建立,直到个细胞出现并成熟,获得独立生存的能力。
可以预料,无论是对于这本书的作者还是读者来说,要获得这样一个回答绝非容易的事情。其中直接的原因是生命的起源问题实在太庞大了,在实际的科学研究中不可能囫囵地交给某一个研究者。恰如我们要吃牛肉并不会把一整头牛摆上灶台,而要经过一番“庖丁解牛”,把牛切割成趁手的小块,再拿去煎炒烹炸焖溜熬炖。
“始臣之解牛之时,所见无非全牛者;三年之后,未尝见全牛也”,在我们的心目中,“生命起源”是一个完整的问题,但在现代科学的眼中,它是许许多多个子问题,分派给了生命科学的不同部门:遗传学家要比对现代生物的亲缘关系,寻找继承自祖先的性状;生物化学家要研究细胞如何制造各种必需的物质,推测哪种物质更加基本;分子生物学家要揭示核酸与蛋白质如何协作,找到这种协作的初样貌;结构生物学家要观察生物大分子拥有怎样的三维结构,重建它们的进化历程;等等。
这种拆解让整个研究变得顺利起来,子问题拆解得越精细,回答也就越具体,但也给我们这些急切的人添了不小的麻烦:我们不能从哪一次研究,或者哪一位研究者那里获得一个完整的答案,而必须调查生命科学的众多领域,搜集不同研究者对每个子问题的回答,再设法像拼拼图一样,把这些局部的回答组织成一个完整的回答。
对作者来说,他会在处理这些拼图的时候遇上很多的难题,不免歧路亡羊。因为不同的研究者从不同的实验现象出发,会得到各不相同的假说。有些假说会互相印证,拼成一幅更大的图景,这很好。但又有些假说彼此抵牾,作者又不得不做出取舍。然而在许多子问题上,不同的假说达到了众说纷纭的地步,就如同许多套拼图混杂在了一起,这种取舍就变得相当困难了。坦率地说,一个作者不可能准确评估所有的假说,而一定会遗漏,甚至误解一些什么,所以正如书中强调的,我们终得到了一幅详细的图景,但那并非盖棺论定的答案,它将对未来的纠正与发现保持着开放的态度,甚至期待另一个作者展开更加精彩的图景。
而对读者来说,我们对生命科学的认识不能只是蜻蜓点水的涉猎,而要对重要的基础知识了然于胸。至少,我们要在高中的生物课上达到良好的成绩,然后在这本书的前两幕里掌握一些更加细节的知识——在很多时候,这需要拿出一些认真学习的劲头来。
你或许已经习惯了那些轻松的读物,却与这种劲头睽违已久,但这种劲头是不可或缺的。今天的人们或许觉得太阳系里恒星、行星和卫星的关系是小孩子就该知道的常识,但是牛顿之前的人为了这份知识却付出了不可思议的努力,像“运动的物体不受外力影响就不会停止”这样简单的规律都耗费了2 000多年的光阴才终于得到承认,只因现实中的人类从来没有见过不会停止的运动。
同样,40亿年前那个诞生了生命的环境也超越了所有人的生活经验——它不但是古老的,而且是微观的。那是一个万有引力可以忽略不计,分子间的电磁作用却强大得不可抗拒,物质的运动充满了随机性,在不可测量的瞬间里飘忽闪现的诡异世界。
要理解它,我们就会不可避免地接触许多陌生的知识,尤其是要接触许多化学的术语,这或许会让有些读者感到厌烦与抵触,但这是根本不可能避免的:我们已知的一切生命都是化学反应的集合,要了解它的起源却不想接触化学,这与修建空中楼阁是同一种不可能的贪婪。
的确,这个时代有数不清的通俗科学读物让读者们体验了“在消遣娱乐中不费吹灰之力就掌握了许多知识”的愉悦。对于消遣涉猎来说,这或许是可行的好办法;但要探究一个千古难题,我们就要做好思想准备,付出必要的努力了。
所以这本书并不期望你能手不释卷一气呵成地通读完全,而更希望你能不断地停下来思考,倒回去阅读之前没有弄明白的章节,再继续向下看——恰似人类探索未知时的寤寐思服,辗转反侧。
但愿这会成为一本值得你在许多年里反复阅读许多遍,仍能找到新的收获的书。