智慧的灵光-第31章

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　　大约在10年前，我已对在细胞新陈代谢中起一种特殊调节作用的某些酶的特性发生了兴趣。在第一次尝试分析这些调节作用的机制时，我们用文献资料表明这种调节相互作用依据酶活性的经典理论很难理解。现在的文献资料表明，这种理论无法解释调节酶。在某种意义上，我们当时所做的只是提出这样一个事实：在调节酶的特例中，实验事实否证了经典理论。在试图提出另一种解释代替它时，我们指出调节相互作用具有非重叠的不同位点。因此调节有赖于作为一个整体的酶分子的构象转换。这似乎是一个非常可能而又合理的猜测。但是我们不得不承认用任何简单的或系统的实验来确证或否定这个猜测都是困难的，尤其是否定这个猜测更加困难一筹。　
　　当我们再来考察积累起来的文献资料时，我们就进入了创造过程的第二步。我们意识到，当底物、激活剂、抑制剂浓度确定时，在几乎所有的研究例子中，酶活性的变化是非线性的。对比与众所周知的“经典酶”理论一致的线性关系，就显现了酶活力非线性的奇异之处。这一点当然没有逃脱人们的注意。但是，还没有人把这种奇怪的特性同调节系统的机制联系起来进行研究。　
　　我们绝不能忽视可以用来辨识一个系统的这种奇异特性，特别是当这种奇异性似乎不仅是一个单独的系统，而且实际上是一类系统的特征时，更要对此加以考虑。我要指出，注意研究这种特性十分重要，活性酶的非线性奇异特性的研究是体现这种重要性的又一个例证。下一步的工作是按照我们的猜测解释这种特性。即将它和这些酶的调节功能联系起来。根据这些动力学资料，既然酶和底物、激活剂和抑制剂的联系似乎是多分子的相互作用（事实上是协同相互作用），那么酶分子表面就有与底物，效应物一一对应的假设的连接位点。而且根据几何学原理，单个多肽链组成的酶不能承受一系列同一位点，因此，我们不得不假设，这些调节酶由亚单位组成，每一个亚单位有一个结合位点。　
　　很抱歉，我冗长地讲个人的工作。我不想为这个理论本身辩护，而只想说明一个人要把看起来极其复杂的特性概括为简明的可检验的理论所经过的全部步骤。让我再次指出，关键的步骤是首先认识到经典的酶活性理论在调节酶的特例中可以被证伪，正如我试图表明的。当我们玩弄符号，以表述做出的猜测时，我们就达到了第二步。事实上，通过书写这些符号，这种内在的对称性就自然而然的呈现出来了，因为这些书写符号反映了有关现象和分子本身的对称要素之间相关联系的基本思想。我也许可以指出在这进展中，画出“图象”（符号）是极其重要的，否则根据词汇的通常意思，我们很难看出哪里产生“想象力”。　
　　当然创造性过程还有其他要素，例如具有注意到在实验中发生的奇怪现象和小事的能力，因为许多小事是发现的来源，有时甚至是非常重要的发现的来源。　
　　在创造过程中，我所称的“技术的胆量”是有关实验者的要素。对一个以某种方法培养起来的科学家来说，放弃那些训练他成长起来的方法，接受全新的他从未接触过的方法是困难的。当然，有许许多多非常优秀的科学家，在他们的领域用培养起他们的那种方法和技术取得了极大的成功。但是一旦他们所习惯的方法和技术的效能或多或少地被穷尽，他们便鼓不起勇气放下那种方法和技术，学习使用新的技术，以便在他们的领域里继续他们的研究。这使我想到，一些出色的遗传学家，当遗传学的很大部分牵涉到化学，当基因研究不再依靠杂交而转向研究分析DNA的片段时，他们就茫然无措了，就掉队了。因为他们没有勇气学习用新的技术、新的方法继续研究。　
　　然而，我称之为“好的鉴赏力”大概是创造过程中最重要的因素，因为，选择题目需要它，选择研究对象，即选择需要进行或加以考虑的实验系统更需要它。那些在实验中很有经济观念的人，那些从不滥用技术的人，那些知道一位数足够，就绝不在四位数上费心的人，那些简化实验，使之高效的人，他们能够把别人两年才能完成的实验在一周或者有时在一天内完成。　
　　此外，理论的漂亮是至关重要的因素。在生物学中，我认为说明这一点的最好例子是DNA的发现过程。顺便提一下沃森的书，这本书没有写真正的智慧的来源，也没有写下猜测的动机，而这些猜测是发现的真正来源。沃森没有把最有趣的东西写进去。　
　　另外，缺乏谦虚，我认为是我们科学家最致命的一个罪过。他们不能在顺利和取得成就时思难思危。然而，思考是创造过程中一个非常重要的因素。　
　　最后，我回到我开始所讲的。我们必须首先接受关于真正科学发现的逻辑的一个相当精确的框架。我认为波普尔的原则是这个框架的基础。就我所知，你只需通读现代文献，特别是要通读理论物理、理论化学和理论生物学的文献，你就会明白，为什么赫赫有名的理论著作毫无用处。原因很简单，它们没有遵循卡尔爵士的分界原则。换句话说，这种理论有这么样个结构，以致于你问一下作者你何以证明你的理论，他将无言以答。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（杨思　译）　
　　　　
细胞生命的礼赞

　　　　
作者：刘易斯·托玛斯

　　　
　　刘易斯；托玛斯（1913——），美国医学家、生物学家。历任美国明尼苏达大学儿科研究所教授，纽约大学——贝尔维尤医疗中心病理学系和内科学系主任，耶鲁医学院病理学系主任，纽约市斯隆——凯特林癌症研究院院长，美国科学院院士。他创作的科学随笔集《细胞生命的礼赞》，在美国产生广泛的影响。　

　　有人告诉我们说，现代人的麻烦，是他一直在试图使自己同自然相分离。他高高地坐在一堆聚合物，玻璃和钢铁的尽顶上，悠晃着两腿，遥看这行星上翻滚扭动的生命，照这样的描绘，人成了巨大的致命性力量，而地球则是某种柔弱的东西，像乡间池塘的水面上袅袅冒上的气泡，或者像一群小命娇弱的鸟雀。　
　　但是，任何认为地球的生命是脆弱的想法，都是人的幻觉。实际上，地球的生命乃是宇宙间可以想象到的最坚韧的膜，它不理会几率，也不可能让死亡透过。而我们倒是那膜的柔弱的部分，就像纤毛一样短暂、脆弱。而且，人早就在杜撰一种存在，他认为这种存在使自己高于其他生命。几千年来，人就这么脑汁绞尽，用心独专地想象着。因为是幻觉，所以，这种想象今天如同过去一样没有使他满足。人乃是扎根在自然中的。　
　　近年来的生物科学，一直在使人根植于自然之中这一点成为必须赶紧正视的事实。新的、困难的问题，将是如何对付正在出现的、人们越来越强烈地意识到的观念；人与自然是多么密切的连锁在一起。我们大多数人过去牢牢抱有的旧观念，就是认为我们享有主宰万物的特权这种想法正在从根本上动摇。　
　　事例。可以满有理由地说，我们并不是实际存在的实体，我们不像过去一向设想的那样，是由我们自己的一批批越来越复杂的零件逐级顺序组合而成的。我们被其他生命分享着，租用着，占据着。在我们细胞的内部，驱动着细胞、通过氧化方式提供能量，以供我们出门去迎接每一个朗朗白天的，是线粒体。而严格地说，它们不是属于我们的。原来它们是单独的小生命，是当年移居到我们身上的殖民者原核细胞的后裔。很有可能，是一些原始的细菌，大量地涌进人体真核细胞的远古前身，在其中居留了下来。从那时起，它们保住了自己及其生活方式，以自己的样式复制繁衍，其DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）都与我们的不同。它们是我们的共生体，就像豆科植物的根瘤菌一样。没有它们，我们将没法活动一块肌肉，敲打一下指头，转动一个念头。　
　　线粒体是我们体内安稳的、负责的寓客。我愿意信任它们。但其他一些小动物呢？那些以类似方式定居在我细胞里的生物，协调我、平衡我、使我各部分凑合在一起的生物，又是怎样的呢？我的中心粒、我的基体、很可能还有另外许许多多工作在我细胞之内的默默无闻的小东西，它们各有自己的特殊基因组，都像蚁丘中的蚜虫一样，是外来的，也是不可缺少的。我的细胞们不再是使我长育成人的纯种的实体。它们是些比牙买加海湾还要复杂的生态系统。　
　　我当然乐于认为，它们是为我工作，它们的每一气息都是为我而呼吸的；但是否也有可能，是它们在每天早晨散步于本地的公园，感觉着我的感觉，倾听着我的音乐，思想着我的思想呢？　
　　然而我心下稍觉宽慰，因为我想到那些绿色植物跟我同病相怜。它们身上如果没有叶绿体，就不可能是植物，也不可能是绿色的。是那些叶绿体在经营着光合工厂，生产出氧气供我们大家享用。但事实上，叶绿体也是独立的生命，有着它们自己的基因组，编码着它们自己的遗传信息。　
　　我们细胞核里携带的大量DNA，也许是在细胞的祖先融合和原始生物在共生中联合起来的年月里，不知什么时候来到我们这儿的。我们的基因组是从大自然所有方面来的形形色色指令的结集，为应付形形色色的意外情况编码而成。就我个人而言，经过变异和物种形成，使我成了现在的物种，我对此自是感激不尽。不过，几年前还没有人告诉我这些事的时候，我还觉得我是个独立实体，但现在却不能这样想了。我也认为，任何人也不能这样想了。　
　　事例。地球上生命的同一性比它的多样性还要令人吃惊。这种同一性的原因很可能是这样的，我们归根结底都是从一个单一细胞衍化而来。这个细胞是在地球冷却的时候，由一响雷电赋予了生命。是从这一母细胞的后代，我们才成了今天的样子。我们至今还跟周围的生命有着共同的基因，而草的酶和鲸鱼的酶之间的相似，就是同种相传的相似性。　
　　病毒，原先被看作是一心一意制造疾病和死亡的主儿，现在却渐渐现出活动基因的样子。进化的过程仍旧是遥无尽期、冗长乏味的生物牌局，唯有胜者才能留在桌边继续玩下去，但玩的规则似乎渐趋灵活了。我们生活在由舞蹈跳荡的病毒组成的阵体中，它们像蜜蜂一样，从一个生物窜向另一个生物，从植物跳到昆虫跳到哺乳动物跳到我又跳回去，也跳到海里，拖着几片这样的基因组，又拉上几条那样的基因组，移植着DNA的接穗，像大型宴会上递菜一样传递着遗传特征。它们也许是一种机制，使新的、突变型DNA在我们中间最广泛地流通着。如果真是这样，那么，我们在医学领域必须如此集中注意的奇怪的病毒性疾病，就可被看作是意外事故，是哪里出了点疏漏。　
　　事例。近来，我一直想把地球看作某一种生物，但总嫌说不通。我不能那样想。它太大，太复杂，那么多部件缺乏可见的联系。前几天的一个晚上，驱车穿过新英格兰南部树木浓密的山地时，我又在琢磨这事儿。如果它不像一个生物，