正文
作者：潘柏滔
前言：生物分類學的發展
自從達爾文提倡生物進化論以來，生物來源的討論都是以來自同一祖宗（Common Descent）為大前提，生物之間是以進化的血緣關係來衡量（Phylogenetic Relationship），進化學者的分類乃是按照同源祖宗的大前提，將在實驗室或在大自然中觀察得到的微進化過程，推理到物種之上的廣進化。二十世紀中葉基因雙旋模型的發現使分子遺傳學（Molecular Genetics）成為生命科學的主流，2003年完成的人類基因組織計畫，將生物分類學也帶進了基因圖案的領域（The Genomic Era），生物之間的關係可以藉著基因或蛋白質行列的比較（Sequence Analysis）來衡量，這些行列的相同或相似之處可以代表生物遺傳曆史的證據，而最直截了當的假設乃是所有生物都是從同一個同源祖宗細胞進化而來（Universal Cellular Ancestor）。
顯微鏡的研究將細胞分類為早期核細胞（Prokaryotic Cell）與真核細胞（Eucaryotic Cell），這兩類細胞的主要分別乃是前者缺乏後者所有的以膜包圍的真細胞核（見表一）（注：本文圖表網絡版略去）。微生物學家Carl Woese在二十世紀八十年代時，根據細胞中的核醣體核酸（Ribosomal RNA）（按：細胞製作蛋白質之工具之一）的排列比較，將早期核細胞再分類為真細菌（True Bacteria），和古老細菌（Archaebacteria），後者乃是能在最惡劣的環境下（如高溫礦泉或鹽分高的湖）生長，世上所有的生物，按照這種鑑別方針，被分為三個範圍（Three Domains of Life），不單以核醣體核酸的基因行列辨別，還有其他生物特徵上的差異（參表二），這種新的生物分類法將傳統的五大生物界（動物、植物、原生動物、黴菌和細菌）統劃成三個範圍：前四界都屬於真核細胞範圍（Domain of Eukarya），而細菌界則再分為真細菌範圍（Domain of Bacteria），和古老細菌範圍（Domain of Archaea）。
尋索生物同源祖宗
根據進化論的大前提，有人提倡真細菌和古老細菌乃是源於同一祖宗，後者則繼續演化成為所有真核細胞範圍的生物，然而發現這三範圍生物分類法的Woese博士卻認為這原始祖宗並非一個細胞，而是一團可以隨意突變（註：即基因根基AGCT之間的蛻變），和重組的基因庫（Gene Pool），這個假想的基因庫好像有機化學組成實驗（Organic Synthesis）的加熱和冷卻作用一樣，在蛻變和重組的過程「冷卻」之後，成為三範圍生物的早期祖宗，Woese稱這假想基因庫為早期基因手冊（progenotes），其中熾熱互動的基因像在冷卻時的「結晶作用」（crystallization）一樣成為三範圍生物之後，範圍與範圍之間的生物就有了遺傳運作的鴻溝，每範圍生物各自分道揚鑣，獨立發展。
筆者也嚐試根據現存生物的基因構造的比較，探討三範圍生物的來源，若它們是源於同一祖宗細胞，它們的基因結構應有一定程度的相似，而且這相似度應在細胞中多樣的功能中顯露出來，因此我們從互聯網上下載近五千個生物中已被驗出來的蛋白質排列圖案（註：蛋白質圖案源於基因行列，也可用作血緣的測驗），然後選上了在三範圍生物中有代表性的六十八種樣本，這些樣本必須具備下列三個條件：（一）這些蛋白質能在每個細胞中的每個角落運作，並非假想的結構。（二）這些樣本起碼要在每範圍生物中四個不同成員中被提煉和研究出來。（三）它們的比較有高度的相同性（high degree of similarity），這六十八種蛋白質樣本中有細胞中用作生長和繁殖功用的代表，經過數百個有係統的不同的排列組合來衡量它們的比較行列（Sequence alignment），結論是近百分之八十六的蛋白質排列都是以三範圍生物分隔為係統，換言之，三範圍生物中絕大部分的基因圖案都是獨自發展，彼此之間並無直接血緣關係（參表三）。
進化或智慧設計
甲、緩慢進化，單元間斷與多元間斷的生物發展模式（Gradualism, Monophyletic Punctualism, and Polyphyletic Punctualism）。
進化論的基本假設是一切生物同出一轍，合成進化論倡導無生物進化或成為第一個細胞，單細胞演化為多細胞，多細胞生物最後進化為世上現有的各類生物，以人類為最高度進化的動物，其主要的機能作用是緩慢的「物競天擇」過程，因此各門生物的同源祖宗細胞（Universal Cellular Ancestor）乃是一個重要的命題，所謂的天演作用（Natural Selection），首先必須要有生物，而且該生物必須可以自我繁殖，並且傳遞遺傳資訊，二者若缺一，就不可能構成天演過程的機製。若生物的始祖並非一個同源祖宗細胞而是多個的話，那麼進化論就無法解釋這種多元血統的來源（Polyphyletic inheritance）。
上文已提及三範圍生物之間有遺傳運作的隔離，絕大部分在各範圍內的生物的基因彼此相仿，卻與其外的生物無直接的血緣關係，雖然進化論學者如Woese博士仍然相信有一個原始同源的基因手冊，但是卻無法用進化論的機製來解釋，這個基因手冊如何形成三範圍生物的每種早期細胞祖宗，因此他認為在這三範圍中的第一個早期細胞的出現，乃是達爾文進化機製的起首（The threshold of Darwinian Evolution）。那麼解釋在三範圍中生物每個第一個早期細胞的來源，就需要一套緩慢進化的理論（Gradualism）之外的立場來解釋，在古生物化石的發現的寒武紀大爆炸（註：五億三千萬年前，有四十一種身體形狀和二十八門動物化石同時首次出現），已引致進化論學者提倡單元間斷的進化機製（Monophyletic Punctualism）（註：生物從一個始祖進化而來，卻以間斷（Punctuation）的快速遽變突然出現，但卻沒有解釋這遽變的機製）。但是若將化石的數據和基因比較的結果整合討論的話，那麼多元間斷（Polyphyletic Punctualism）的課題更能解釋最多的數據（參表四）。
乙、修剪的計算程序：智慧設計？（Pruning Algorithm: Intelligent Design?）
生物化學家Morowitz和同僚根據細胞中的新陳代謝作用的藍圖（註：Intermediary Metabolism，在各生物中是一致的，是維持生命的主要機製。），以一些物理化學和資訊上的因素，作為一種修剪的計算程序（Pruning Algorithm，註：在電腦學中通用為規範電腦運作的軟體。）在最完整的有機化學辭典Beilstein所列的有機化合物中，選出一百五十三種有機化學分子，其中包括了所有生物都採用的新陳代謝作用中的十一個重要成員，他根據這些結果推理，提倡一套新的理論被稱為顯露主義（Emergence）或等級性的簡化主義（Hierarchical Reductionism），即生物在每一層次中如分子層次，細胞層次，組織層次，和器官層次，每一層次中都被一種修剪的計算程序來規範，但當這層次的結構成立之後，它的新獲得的機能就顯露（emerge）出來，換言之，整體的特性大於整體中個體的總和（the whole is greater than the sum of its parts.）。
智慧設計論的主要學者Dembski也提倡一種複雜詳述的資訊（Complex Specified Information），可被用作智慧設計的推理，這修剪的計算程序，和複雜詳述的資訊，似乎都是一種設計的圖案，可能被用來選擇出三個範圍生物的原始細胞，哲學家Ratzsch稱，這些圖案可與如美國中北部Rushmore山上被雕刻出來的四大總統人像相比，是「一種直接或間接的來自有目標的主動者的行動，為要產生一套與思想有關的圖案，不能按大自然中的自然過程所致。」科學不能告訴我們「誰」是這圖案的設計者，但卻能顯露出這種「修剪的計算程序」，被用來選出所有生物所採用的新陳代謝作用中十一個重要成員，促進生物的生存和發展，這種過程有資格被列為「與思想有關的圖案」，大自然本身並無促進生物生存的動機，隻有一個有思想的智慧設計師才會這樣做，正如美中北部 Rushmore山上的總統雕像，不能用大自然的風雨侵蝕來解釋，乃是一種與思想有關的圖案，為要表揚這四位總統的豐功偉績。
科學家若能接受這些智慧設計論的大前提, 尋找這些複雜詳述的資訊，或修剪的計算程序，不局限在進化論的無目的性的天演作用，非但沒有攔阻科學的研究和發展，實在是開展了新的科學領域，引進嶄新的突破。
結論
科學的發展與科學家的哲學大前提息息相關，進化論自達爾文後雄踞生物學界，學者的大前提為自然主義，不接受自然界之外的智慧可作科學的論題，本文嚐試列出自然主義機緣巧合的機製不能解釋三範圍生物的來源，相信創造主的智慧設計的科學家不被自然主義大前提所規範，可以尋找如修剪的計算程序為設計圖案之一，可能會比進化論學者更能麵對生命來源的挑戰，以新的哲學大前提來發展研究領域，不固守進化論似乎到了山窮水盡的死胡同，可能更會助長科學的發展。若科學界不在自然主義的大前提下故步自封，這種新的大前提應成為科研和人類文化的祝福。
1.“The Three Domains of Life: A Challenge to the concept of the Universal Cellular Ancestor,” Pattle P. Pun, Stephen Schuldt, and Benjamin T. Pun, Progress in Complexity, Information, and Design. Vol. 4.2, Nov. 2005. www.iscid.org/pcid/2005/4/2/pun_three_domains.php.
2.“Bacterial Evolution,” Carl R. Woese, Microbiol. Rev. Vol. 51:221-271, 1987.
3.“The Universal Ancestor,” Carl R. Woese, Proc. Natl. Acad. Sci. vol. 95:6854-6859, 1998.
4.“The Cambrian Explosion: Biology’s Big Bang,” Stephen C. Meyer, Marcus Ross, Paul Nelson, and Paul Chien, in “Darwinism, Design, and Public Education,” ed. John A Campbell and Stephen C. Meyer, Mich. State Univ. Press, E. Lansing, 323-402, 2003.
5. “The Origin of Intermediary Metabolism,” H. Morowitz, J. D. Kostelnik, J. Yang and J. D. Cody, Proc. Natl. Acad. Sci. Vol. 97:7704-7708, 2000.
6. “The Emergence of Everything,” H. Morowitz, Oxford Univ. Press, 2002.
7. “No Free Lunch: Why Specified Complexity Cannot Be Purchased without Intelligence.” William Dembski, Rowman & Littlefield, Lanham, 2001.
8.“Nature Design and Science: The Status of Design in Natural Science” Chap. 1. Del Ratzsch, SUNY Press, Albany, 2001
9.“進化論：科學與聖經衝突嗎？”潘柏滔，更新傳道會，1984，1999。”The Structure of Scientific Revolution,” Thomas Kuhn, Univ. Chicago Press, 1962. 王道還等譯，《科學革命的結構》（台北：遠流出版社，1994）。
前言：生物分類學的發展
自從達爾文提倡生物進化論以來，生物來源的討論都是以來自同一祖宗（Common Descent）為大前提，生物之間是以進化的血緣關係來衡量（Phylogenetic Relationship），進化學者的分類乃是按照同源祖宗的大前提，將在實驗室或在大自然中觀察得到的微進化過程，推理到物種之上的廣進化。二十世紀中葉基因雙旋模型的發現使分子遺傳學（Molecular Genetics）成為生命科學的主流，2003年完成的人類基因組織計畫，將生物分類學也帶進了基因圖案的領域（The Genomic Era），生物之間的關係可以藉著基因或蛋白質行列的比較（Sequence Analysis）來衡量，這些行列的相同或相似之處可以代表生物遺傳曆史的證據，而最直截了當的假設乃是所有生物都是從同一個同源祖宗細胞進化而來（Universal Cellular Ancestor）。
顯微鏡的研究將細胞分類為早期核細胞（Prokaryotic Cell）與真核細胞（Eucaryotic Cell），這兩類細胞的主要分別乃是前者缺乏後者所有的以膜包圍的真細胞核（見表一）（注：本文圖表網絡版略去）。微生物學家Carl Woese在二十世紀八十年代時，根據細胞中的核醣體核酸（Ribosomal RNA）（按：細胞製作蛋白質之工具之一）的排列比較，將早期核細胞再分類為真細菌（True Bacteria），和古老細菌（Archaebacteria），後者乃是能在最惡劣的環境下（如高溫礦泉或鹽分高的湖）生長，世上所有的生物，按照這種鑑別方針，被分為三個範圍（Three Domains of Life），不單以核醣體核酸的基因行列辨別，還有其他生物特徵上的差異（參表二），這種新的生物分類法將傳統的五大生物界（動物、植物、原生動物、黴菌和細菌）統劃成三個範圍：前四界都屬於真核細胞範圍（Domain of Eukarya），而細菌界則再分為真細菌範圍（Domain of Bacteria），和古老細菌範圍（Domain of Archaea）。
尋索生物同源祖宗
根據進化論的大前提，有人提倡真細菌和古老細菌乃是源於同一祖宗，後者則繼續演化成為所有真核細胞範圍的生物，然而發現這三範圍生物分類法的Woese博士卻認為這原始祖宗並非一個細胞，而是一團可以隨意突變（註：即基因根基AGCT之間的蛻變），和重組的基因庫（Gene Pool），這個假想的基因庫好像有機化學組成實驗（Organic Synthesis）的加熱和冷卻作用一樣，在蛻變和重組的過程「冷卻」之後，成為三範圍生物的早期祖宗，Woese稱這假想基因庫為早期基因手冊（progenotes），其中熾熱互動的基因像在冷卻時的「結晶作用」（crystallization）一樣成為三範圍生物之後，範圍與範圍之間的生物就有了遺傳運作的鴻溝，每範圍生物各自分道揚鑣，獨立發展。
筆者也嚐試根據現存生物的基因構造的比較，探討三範圍生物的來源，若它們是源於同一祖宗細胞，它們的基因結構應有一定程度的相似，而且這相似度應在細胞中多樣的功能中顯露出來，因此我們從互聯網上下載近五千個生物中已被驗出來的蛋白質排列圖案（註：蛋白質圖案源於基因行列，也可用作血緣的測驗），然後選上了在三範圍生物中有代表性的六十八種樣本，這些樣本必須具備下列三個條件：（一）這些蛋白質能在每個細胞中的每個角落運作，並非假想的結構。（二）這些樣本起碼要在每範圍生物中四個不同成員中被提煉和研究出來。（三）它們的比較有高度的相同性（high degree of similarity），這六十八種蛋白質樣本中有細胞中用作生長和繁殖功用的代表，經過數百個有係統的不同的排列組合來衡量它們的比較行列（Sequence alignment），結論是近百分之八十六的蛋白質排列都是以三範圍生物分隔為係統，換言之，三範圍生物中絕大部分的基因圖案都是獨自發展，彼此之間並無直接血緣關係（參表三）。
進化或智慧設計
甲、緩慢進化，單元間斷與多元間斷的生物發展模式（Gradualism, Monophyletic Punctualism, and Polyphyletic Punctualism）。
進化論的基本假設是一切生物同出一轍，合成進化論倡導無生物進化或成為第一個細胞，單細胞演化為多細胞，多細胞生物最後進化為世上現有的各類生物，以人類為最高度進化的動物，其主要的機能作用是緩慢的「物競天擇」過程，因此各門生物的同源祖宗細胞（Universal Cellular Ancestor）乃是一個重要的命題，所謂的天演作用（Natural Selection），首先必須要有生物，而且該生物必須可以自我繁殖，並且傳遞遺傳資訊，二者若缺一，就不可能構成天演過程的機製。若生物的始祖並非一個同源祖宗細胞而是多個的話，那麼進化論就無法解釋這種多元血統的來源（Polyphyletic inheritance）。
上文已提及三範圍生物之間有遺傳運作的隔離，絕大部分在各範圍內的生物的基因彼此相仿，卻與其外的生物無直接的血緣關係，雖然進化論學者如Woese博士仍然相信有一個原始同源的基因手冊，但是卻無法用進化論的機製來解釋，這個基因手冊如何形成三範圍生物的每種早期細胞祖宗，因此他認為在這三範圍中的第一個早期細胞的出現，乃是達爾文進化機製的起首（The threshold of Darwinian Evolution）。那麼解釋在三範圍中生物每個第一個早期細胞的來源，就需要一套緩慢進化的理論（Gradualism）之外的立場來解釋，在古生物化石的發現的寒武紀大爆炸（註：五億三千萬年前，有四十一種身體形狀和二十八門動物化石同時首次出現），已引致進化論學者提倡單元間斷的進化機製（Monophyletic Punctualism）（註：生物從一個始祖進化而來，卻以間斷（Punctuation）的快速遽變突然出現，但卻沒有解釋這遽變的機製）。但是若將化石的數據和基因比較的結果整合討論的話，那麼多元間斷（Polyphyletic Punctualism）的課題更能解釋最多的數據（參表四）。
乙、修剪的計算程序：智慧設計？（Pruning Algorithm: Intelligent Design?）
生物化學家Morowitz和同僚根據細胞中的新陳代謝作用的藍圖（註：Intermediary Metabolism，在各生物中是一致的，是維持生命的主要機製。），以一些物理化學和資訊上的因素，作為一種修剪的計算程序（Pruning Algorithm，註：在電腦學中通用為規範電腦運作的軟體。）在最完整的有機化學辭典Beilstein所列的有機化合物中，選出一百五十三種有機化學分子，其中包括了所有生物都採用的新陳代謝作用中的十一個重要成員，他根據這些結果推理，提倡一套新的理論被稱為顯露主義（Emergence）或等級性的簡化主義（Hierarchical Reductionism），即生物在每一層次中如分子層次，細胞層次，組織層次，和器官層次，每一層次中都被一種修剪的計算程序來規範，但當這層次的結構成立之後，它的新獲得的機能就顯露（emerge）出來，換言之，整體的特性大於整體中個體的總和（the whole is greater than the sum of its parts.）。
智慧設計論的主要學者Dembski也提倡一種複雜詳述的資訊（Complex Specified Information），可被用作智慧設計的推理，這修剪的計算程序，和複雜詳述的資訊，似乎都是一種設計的圖案，可能被用來選擇出三個範圍生物的原始細胞，哲學家Ratzsch稱，這些圖案可與如美國中北部Rushmore山上被雕刻出來的四大總統人像相比，是「一種直接或間接的來自有目標的主動者的行動，為要產生一套與思想有關的圖案，不能按大自然中的自然過程所致。」科學不能告訴我們「誰」是這圖案的設計者，但卻能顯露出這種「修剪的計算程序」，被用來選出所有生物所採用的新陳代謝作用中十一個重要成員，促進生物的生存和發展，這種過程有資格被列為「與思想有關的圖案」，大自然本身並無促進生物生存的動機，隻有一個有思想的智慧設計師才會這樣做，正如美中北部 Rushmore山上的總統雕像，不能用大自然的風雨侵蝕來解釋，乃是一種與思想有關的圖案，為要表揚這四位總統的豐功偉績。
科學家若能接受這些智慧設計論的大前提, 尋找這些複雜詳述的資訊，或修剪的計算程序，不局限在進化論的無目的性的天演作用，非但沒有攔阻科學的研究和發展，實在是開展了新的科學領域，引進嶄新的突破。
結論
科學的發展與科學家的哲學大前提息息相關，進化論自達爾文後雄踞生物學界，學者的大前提為自然主義，不接受自然界之外的智慧可作科學的論題，本文嚐試列出自然主義機緣巧合的機製不能解釋三範圍生物的來源，相信創造主的智慧設計的科學家不被自然主義大前提所規範，可以尋找如修剪的計算程序為設計圖案之一，可能會比進化論學者更能麵對生命來源的挑戰，以新的哲學大前提來發展研究領域，不固守進化論似乎到了山窮水盡的死胡同，可能更會助長科學的發展。若科學界不在自然主義的大前提下故步自封，這種新的大前提應成為科研和人類文化的祝福。
1.“The Three Domains of Life: A Challenge to the concept of the Universal Cellular Ancestor,” Pattle P. Pun, Stephen Schuldt, and Benjamin T. Pun, Progress in Complexity, Information, and Design. Vol. 4.2, Nov. 2005. www.iscid.org/pcid/2005/4/2/pun_three_domains.php.
2.“Bacterial Evolution,” Carl R. Woese, Microbiol. Rev. Vol. 51:221-271, 1987.
3.“The Universal Ancestor,” Carl R. Woese, Proc. Natl. Acad. Sci. vol. 95:6854-6859, 1998.
4.“The Cambrian Explosion: Biology’s Big Bang,” Stephen C. Meyer, Marcus Ross, Paul Nelson, and Paul Chien, in “Darwinism, Design, and Public Education,” ed. John A Campbell and Stephen C. Meyer, Mich. State Univ. Press, E. Lansing, 323-402, 2003.
5. “The Origin of Intermediary Metabolism,” H. Morowitz, J. D. Kostelnik, J. Yang and J. D. Cody, Proc. Natl. Acad. Sci. Vol. 97:7704-7708, 2000.
6. “The Emergence of Everything,” H. Morowitz, Oxford Univ. Press, 2002.
7. “No Free Lunch: Why Specified Complexity Cannot Be Purchased without Intelligence.” William Dembski, Rowman & Littlefield, Lanham, 2001.
8.“Nature Design and Science: The Status of Design in Natural Science” Chap. 1. Del Ratzsch, SUNY Press, Albany, 2001
9.“進化論：科學與聖經衝突嗎？”潘柏滔，更新傳道會，1984，1999。”The Structure of Scientific Revolution,” Thomas Kuhn, Univ. Chicago Press, 1962. 王道還等譯，《科學革命的結構》（台北：遠流出版社，1994）。
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