當前位置：
紀實傳記
> 陶冶性情的韻律——華夏藝術（下）
> 4.生命，設計的美
4.生命，設計的美
當我們同時麵對一堆碎石和一片樹葉，從碎石的立場看樹葉，我們會對樹葉的規則性感到不可思議，仿佛是一種設計出來的產物，這就是生物界表現出來的與物理界不同的外在美。物理世界所體現的美是事物之間量的聯係的和諧，是忽略演化形態的抽象美；而生物學體現的美是生命運動機製的和諧，是匠心的美。生命美在理論上也體現出簡單性，但其更重要的是仿佛匠心設計的秩序性。
4.1簡單性也許，我們迷戀於生命的外在美，生命的形態千姿百媚，豐富多彩，正如我們常引的話：“世界上沒有兩片樹葉是相同的。”可是，這種美隻是來自感官刺激而激起的感性美，而不是關於它的知識聯係所激起的理性美，科學所體現的美恰恰在於後者。
如果老師讓你說出兩片樹葉的細微差別並記住它們的特點，你會覺得那是一件很乏味的事情；如果把這些特點放到林奈博士創立的分類係統中去，它就顯得簡單一些：記住一個科的特點可以記住許多物種的共同特點，但這依然是十分繁雜的事情。如果麵對物種的這些特征，提出一種追問：為什麽它們會有相同之處呢？難道它們有共同的祖先嗎？這樣，我們就把這些特點與進化論聯係起來了。我們可以假定，我們現在看到的和已經滅絕的物種都有一個共同的祖先，這個共同的祖先的後代因為不同的原因而發生形態變異，幾千萬年以後成了現在的樣子。
當你第一次這樣想，或者第一次聽到這種說法時，你一定會因這種說法而激動不已，可以想見你的臉漲得通紅，眼睛發亮，心跳加快；生命居然會這樣發展，這是一個多麽美妙的過程！這種說法會激起你無限的遐思，你會走得比這種說法更遠。
物理學最早體現出理論上的簡單性。如果不同的現象由不同的方程所描述，而突然有一天，這些不同的方程可以簡化為一個更基本的方程。這個更基本的方程就在邏輯上具有簡單性，這就是愛因斯坦所說的美的方程。
生命理論的簡單性不是由方程來體現，而是由紛紜複雜的現象背後的統一解釋來體現。除了進化論，生命簡單性理論還有細胞學說、基因學說、生物發生重演律、遺傳中心法則等。
4.2秩序性在本章開始時，我們已經談到：這個世界有序比無序更難理解：物理世界雖然遵循一定的規律，但我們目及的東西卻是那樣雜亂無章，沙土、碎石、山峰，而且它們在繼續走向混亂。一塊石頭可以在這裏，也可以在那裏，決不會影響到宇宙的演化；但生命卻不能這樣，我們的器官不能更換位置，生命的進程不能逆轉，樹木不能本末倒置……物理學家已經證明，生命的出現純粹是偶然，是誕生於機遇縫隙的奇跡。
動物器官的排列、植物的生長，這僅僅是我們所能感覺到的外在的秩序美。最令人興奮的是發生在體內有序性，如胚胎發生的順序性，居然會顯示出分類係統的有序性，它首先出現門的特征，然後出現綱的特征，繼而目、科、屬、種的特征。分子生物學所揭示的有序性更令人瞠目結舌：在小小的細胞中，同時發生著數以萬計的化學反應，然而這些反應卻被嚴格地控製著，天衣無縫。我們能在試管中實現這一過程嗎？這是任何一部機器所不能比擬的，即便是宇宙創生也未必有這樣的秩序。
生命有序性的另一個表現是生物對環境采取的適應策略。動物學老師可能已經告訴我們：鳥類有流線型的身軀、減少摩擦的羽毛，扇動空氣的翅膀、輕盈的骨骼，能充氣的氣囊，雌性一邊卵巢退化，沒有直腸，幾乎無需老師提示，我們就能立即想到，這些特點適合於鳥類在天空中翱翔。
生命的麵積最大定律是生命適應性的另一種形式，在盡可能小的空間中爭取盡可能大的表麵積，樹葉、葉綠體和線粒體內的膜係統折疊、小腸的絨毛莫不是麵積最大定律的體現。
穩態是人和動物適應環境的生理表現。保溫瓶的開水不論如何嚴密保溫，都會漸漸地冷卻，而人的體溫卻不會因為環境改變而下降。人體自動保溫現象在恒溫儀發明前是難以理解的，它顯示了有目的控製行為，奇怪的是我們對這個目的居然毫無所知，即使我們熟睡時它也在發生。通常，我們總能感覺到我們的目的，如索要《第二次創造》這本書，使一個深呼吸等，但我們中有誰會產生一種想法要維持體溫恒定呢？也許有人會說，我們之所以沒有感覺，是因為習以為常，那麽，你能產生一種想法讓你的體溫下降嗎？現在，我們可以用生物化學反應來解釋這一現象：體溫偏高就減少一些反應，偏低就增加或加速一些反應。但這些反應如何被控製，仍是一個懸而未決的謎。
4.3對稱性與對稱破缺物理世界的對稱美為物理學家和物理哲學家所津津樂道，生命世界的對稱性卻少有談及，這全是因為生命現象的有序性和不可逆性；物理規律是可逆的，過去和未來，這裏和那裏，物理學規律都是一樣的。
我們可以把對稱分為三類：幾何對稱、物理對稱和生理對稱。
幾何對稱包括我們熟知的中心對稱和軸對稱，像腔腸動物、棘皮動物就是中心對稱的，而扁形動物、高等動物直到人類外形上是軸對稱的。生命內在規律也具有幾何對稱性，如DNA半不連續複製就是中心對稱的。應該說，生命形態上的不對稱(對稱破缺)是廣泛存在的，如內髒分布、RNA轉錄等。
物理對稱是指，不論我們從哪一個角度，哪一個時刻來看一個物理規律，它都是不變的。如萬有引力定律在任何天體上都是一致的。生物學規律大都是物理對稱破缺的，在不同的生物中，生命規律的作用方式十分不同。
生理對稱牽涉到生物學的結構與功能關係，我們可以如此定義它：生物結構發生變化，而功能不發生變化，那麽這個過程就具有生理對稱性。如果我們試著把DNA兩條鏈更換位置，DNA複製後的結果還是一樣的；胚胎發育囊胚期以前也具有生理對稱性，其中每一個細胞都是全同的，位置變換不會影響正常發育。令人煩惱的是，生理對稱破缺更為經常，如DNA轉錄就是生理破缺的，同分異構體是生理對稱破缺的，環狀DNA拓撲異構體也是對稱破缺的。
但是，如下兩個原因使生物學的對稱和對稱破缺都呈現出美學特征。首先，既然生物學對稱是普遍破缺的，那麽那些對稱現象就會作為一種奇跡而美；其次，既然物理學是普遍對稱的，那麽生理對稱破缺就是物理對稱美傳統的一種反叛，是物理世界的奇跡――物理學曾聲稱生物學是其中一特例。
生物學所具有的美，使人強烈地想到莫諾對後現代主義美學觀的評價，生命美是對物理美傳統的反叛。
§§第三章 細胞，能容納多少個天使
一個針尖上能站多少天使？――經院哲學家追問道。
細胞中一定存在不少天使！――分子生物學家自嘲道。
4.1簡單性也許，我們迷戀於生命的外在美，生命的形態千姿百媚，豐富多彩，正如我們常引的話：“世界上沒有兩片樹葉是相同的。”可是，這種美隻是來自感官刺激而激起的感性美，而不是關於它的知識聯係所激起的理性美，科學所體現的美恰恰在於後者。
如果老師讓你說出兩片樹葉的細微差別並記住它們的特點，你會覺得那是一件很乏味的事情；如果把這些特點放到林奈博士創立的分類係統中去，它就顯得簡單一些：記住一個科的特點可以記住許多物種的共同特點，但這依然是十分繁雜的事情。如果麵對物種的這些特征，提出一種追問：為什麽它們會有相同之處呢？難道它們有共同的祖先嗎？這樣，我們就把這些特點與進化論聯係起來了。我們可以假定，我們現在看到的和已經滅絕的物種都有一個共同的祖先，這個共同的祖先的後代因為不同的原因而發生形態變異，幾千萬年以後成了現在的樣子。
當你第一次這樣想，或者第一次聽到這種說法時，你一定會因這種說法而激動不已，可以想見你的臉漲得通紅，眼睛發亮，心跳加快；生命居然會這樣發展，這是一個多麽美妙的過程！這種說法會激起你無限的遐思，你會走得比這種說法更遠。
物理學最早體現出理論上的簡單性。如果不同的現象由不同的方程所描述，而突然有一天，這些不同的方程可以簡化為一個更基本的方程。這個更基本的方程就在邏輯上具有簡單性，這就是愛因斯坦所說的美的方程。
生命理論的簡單性不是由方程來體現，而是由紛紜複雜的現象背後的統一解釋來體現。除了進化論，生命簡單性理論還有細胞學說、基因學說、生物發生重演律、遺傳中心法則等。
4.2秩序性在本章開始時，我們已經談到：這個世界有序比無序更難理解：物理世界雖然遵循一定的規律，但我們目及的東西卻是那樣雜亂無章，沙土、碎石、山峰，而且它們在繼續走向混亂。一塊石頭可以在這裏，也可以在那裏，決不會影響到宇宙的演化；但生命卻不能這樣，我們的器官不能更換位置，生命的進程不能逆轉，樹木不能本末倒置……物理學家已經證明，生命的出現純粹是偶然，是誕生於機遇縫隙的奇跡。
動物器官的排列、植物的生長，這僅僅是我們所能感覺到的外在的秩序美。最令人興奮的是發生在體內有序性，如胚胎發生的順序性，居然會顯示出分類係統的有序性，它首先出現門的特征，然後出現綱的特征，繼而目、科、屬、種的特征。分子生物學所揭示的有序性更令人瞠目結舌：在小小的細胞中，同時發生著數以萬計的化學反應，然而這些反應卻被嚴格地控製著，天衣無縫。我們能在試管中實現這一過程嗎？這是任何一部機器所不能比擬的，即便是宇宙創生也未必有這樣的秩序。
生命有序性的另一個表現是生物對環境采取的適應策略。動物學老師可能已經告訴我們：鳥類有流線型的身軀、減少摩擦的羽毛，扇動空氣的翅膀、輕盈的骨骼，能充氣的氣囊，雌性一邊卵巢退化，沒有直腸，幾乎無需老師提示，我們就能立即想到，這些特點適合於鳥類在天空中翱翔。
生命的麵積最大定律是生命適應性的另一種形式，在盡可能小的空間中爭取盡可能大的表麵積，樹葉、葉綠體和線粒體內的膜係統折疊、小腸的絨毛莫不是麵積最大定律的體現。
穩態是人和動物適應環境的生理表現。保溫瓶的開水不論如何嚴密保溫，都會漸漸地冷卻，而人的體溫卻不會因為環境改變而下降。人體自動保溫現象在恒溫儀發明前是難以理解的，它顯示了有目的控製行為，奇怪的是我們對這個目的居然毫無所知，即使我們熟睡時它也在發生。通常，我們總能感覺到我們的目的，如索要《第二次創造》這本書，使一個深呼吸等，但我們中有誰會產生一種想法要維持體溫恒定呢？也許有人會說，我們之所以沒有感覺，是因為習以為常，那麽，你能產生一種想法讓你的體溫下降嗎？現在，我們可以用生物化學反應來解釋這一現象：體溫偏高就減少一些反應，偏低就增加或加速一些反應。但這些反應如何被控製，仍是一個懸而未決的謎。
4.3對稱性與對稱破缺物理世界的對稱美為物理學家和物理哲學家所津津樂道，生命世界的對稱性卻少有談及，這全是因為生命現象的有序性和不可逆性；物理規律是可逆的，過去和未來，這裏和那裏，物理學規律都是一樣的。
我們可以把對稱分為三類：幾何對稱、物理對稱和生理對稱。
幾何對稱包括我們熟知的中心對稱和軸對稱，像腔腸動物、棘皮動物就是中心對稱的，而扁形動物、高等動物直到人類外形上是軸對稱的。生命內在規律也具有幾何對稱性，如DNA半不連續複製就是中心對稱的。應該說，生命形態上的不對稱(對稱破缺)是廣泛存在的，如內髒分布、RNA轉錄等。
物理對稱是指，不論我們從哪一個角度，哪一個時刻來看一個物理規律，它都是不變的。如萬有引力定律在任何天體上都是一致的。生物學規律大都是物理對稱破缺的，在不同的生物中，生命規律的作用方式十分不同。
生理對稱牽涉到生物學的結構與功能關係，我們可以如此定義它：生物結構發生變化，而功能不發生變化，那麽這個過程就具有生理對稱性。如果我們試著把DNA兩條鏈更換位置，DNA複製後的結果還是一樣的；胚胎發育囊胚期以前也具有生理對稱性，其中每一個細胞都是全同的，位置變換不會影響正常發育。令人煩惱的是，生理對稱破缺更為經常，如DNA轉錄就是生理破缺的，同分異構體是生理對稱破缺的，環狀DNA拓撲異構體也是對稱破缺的。
但是，如下兩個原因使生物學的對稱和對稱破缺都呈現出美學特征。首先，既然生物學對稱是普遍破缺的，那麽那些對稱現象就會作為一種奇跡而美；其次，既然物理學是普遍對稱的，那麽生理對稱破缺就是物理對稱美傳統的一種反叛，是物理世界的奇跡――物理學曾聲稱生物學是其中一特例。
生物學所具有的美，使人強烈地想到莫諾對後現代主義美學觀的評價，生命美是對物理美傳統的反叛。
§§第三章 細胞，能容納多少個天使
一個針尖上能站多少天使？――經院哲學家追問道。
細胞中一定存在不少天使！――分子生物學家自嘲道。
