從先有雞還是先有蛋說起
安博
【按】這是我參與老幾和史語關於時間和宇宙演化的動力問題討論的內容,這裏整理出來,單成一篇。
老幾關於《易》和道的係列文章促使我把我近三十年前關於先有雞還是先有蛋的思考寫出來,那是我剛從大學物理專業畢業不久,才上了一學期的生物學研究生。從物理學 轉到生物學,開始的一段很不適應,甚至很痛苦,因為一下子離開了嚴密的理論體係,感覺到了沒有理論的荒漠地帶,覺得生物學不象個成熟的科學,當然遺傳學除 外。遺傳學,特別是孟德爾的豌豆實驗非常簡明,揭示的規律非常地美。所以我自然而然地喜歡上了遺傳學,思考也就自然地集中到了先有雞還是先有蛋這樣的問 題。
先有雞還是先有蛋的問題在分子生物學裏就是先有蛋白質還是先有核酸DNA的問題,蛋白質是生命的功能分子,而DNA是遺傳物質,蛋白質是DNA的產物,但沒有蛋白質,DNA的遺傳功能也不能實現。我當時想有沒有一種物質既有遺傳功能(DNA)也有催化功能(蛋白質),很快我把目光集中在了RNA上,RNA在功能上是介於DNA和蛋白質的一類分子,結構上也具有這兩種分子的性質,所以我猜想RNA應早於DNA和蛋白質,是那個生出了蛋白質和DNA的原始分子。
這個猜想後來被新的學習不斷“證實”和加強,當時 RNA 的遺傳性能在RNA病毒裏已人所共知,很快RNA的催化功能被報道,特別是在真核生物裏發現了內含子(intron)和它的自我剪切功能。內含子是DNA上轉錄區不編碼蛋白質的區段,這一區段在轉錄成 RNA 之後,被催化切割掉了,所以不翻譯成蛋白質。學習到內含子讓我對生物學和生命的理解到達了另一個層次,後麵撰文再表。單就RNA的自催化功能我覺得就是上帝之手。一個具有自我完善能力並且能自我複製的物質就是一個完整的生命體,RNA無疑是我們知道的最早的,並且現在可能仍然是唯一的這樣的分子,所以RNA作為最早的生命分子應該是沒有疑議的,我後來看到的文獻同行們也都有了這樣的共識,盡管這個結論象進化論一樣永遠無法完全證實。
從RNA到蛋白質和DNA這個過程是典型的太極(一)生兩儀(二)的過程,這和宇宙初期的從一團能量生成物質是完全類似的,hv = e + e-,所生成的兩種物質是相關且相對的*。所以不存在先有雞還是先有蛋的問題,雞和蛋是同時產生的。生成雞和蛋的是非雞非蛋的物質。這個過程可以看成是一生二,也可以看作是零生一,即,從無雞到有雞這個物種。整個地球生命的零生一過程,即從無生成 RNA 的過程,Muller等人做過大量的模擬實驗,認為在原始地球環境中完全可以自動完成。這說明生命的誕生不需要上帝的參與也不需要地球外的投入。
從一生成二,盡管也可以寫作 1 =》 1 +1,但後麵的一並不是前麵的一,要不然這個生成過程就是簡單的複製,沒有進化上的意義。宇宙的誕生亦是如此,hv =》e + e-, 後麵的一(e 或 e-)是一種物質,並不是前麵的一種能量,要不然多樣的物質世界就不存在。整個宇宙的演化和生物進化一樣是個單方向的發展過程, 我想這便是時間單向性的本質。造成這種單向性的根源我認為是一個穩定係統的能量趨於極小化。宇宙和生命一樣都會滅亡,但滅亡過程並不是生成過程的逆過程。 我們所在的世界時間不可逆。今晚十五的月亮以前從沒有過,以後也永遠不會再有,所以請大家珍惜,祝合家中秋快樂!
*經紫荊棘鳥博的提醒,把光子(hv)僅僅看成是一團能量過於簡單了,因為光子還有其它的一些物質性質。紫博的說法是對的。正文裏我沒有改,仍沿用了光子的靜止質量為零,它的主要特性在能量這一點,隻是用來說明在宇宙形成初期,從能量產生物質的過程。這裏給紫博致謝,並說明。
**這是三十年前的老想法了,第一次公開。不是學術,算做是思想的聊天吧,就象大家寫的遊記和烹調一樣。拿出來與大家分享。