从先有鸡还是先有蛋说起
安博
安博
【按】这是我参与老几和史语关于时间和宇宙演化的动力问题讨论的内容,这里整理出来,单成一篇。
老几关于《易》和道的系列文章促使我把我近三十年前关于先有鸡还是先有蛋的思考写出来,那是我刚从大学物理专业毕业不久,才上了一学期的生物学研究生。从物理学 转到生物学,开始的一段很不适应,甚至很痛苦,因为一下子离开了严密的理论体系,感觉到了没有理论的荒漠地带,觉得生物学不象个成熟的科学,当然遗传学除 外。遗传学,特别是孟德尔的豌豆实验非常简明,揭示的规律非常地美。所以我自然而然地喜欢上了遗传学,思考也就自然地集中到了先有鸡还是先有蛋这样的问 题。
先有鸡还是先有蛋的问题在分子生物学里就是先有蛋白质还是先有核酸DNA的问题,蛋白质是生命的功能分子,而DNA是遗传物质,蛋白质是DNA的产物,但没有蛋白质,DNA的遗传功能也不能实现。我当时想有没有一种物质既有遗传功能(DNA)也有催化功能(蛋白质),很快我把目光集中在了RNA上,RNA在功能上是介于DNA和蛋白质的一类分子,结构上也具有这两种分子的性质,所以我猜想RNA应早于DNA和蛋白质,是那个生出了蛋白质和DNA的原始分子。
这个猜想后来被新的学习不断“证实”和加强,当时 RNA 的遗传性能在RNA病毒里已人所共知,很快RNA的催化功能被报道,特别是在真核生物里发现了内含子(intron)和它的自我剪切功能。内含子是DNA上转录区不编码蛋白质的区段,这一区段在转录成 RNA 之后,被催化切割掉了,所以不翻译成蛋白质。学习到内含子让我对生物学和生命的理解到达了另一个层次,后面撰文再表。单就RNA的自催化功能我觉得就是上帝之手。一个具有自我完善能力并且能自我复制的物质就是一个完整的生命体,RNA无疑是我们知道的最早的,并且现在可能仍然是唯一的这样的分子,所以RNA作为最早的生命分子应该是没有疑议的,我后来看到的文献同行们也都有了这样的共识,尽管这个结论象进化论一样永远无法完全证实。
从RNA到蛋白质和DNA这个过程是典型的太极(一)生两仪(二)的过程,这和宇宙初期的从一团能量生成物质是完全类似的,hv = e + e-,所生成的两种物质是相关且相对的*。所以不存在先有鸡还是先有蛋的问题,鸡和蛋是同时产生的。生成鸡和蛋的是非鸡非蛋的物质。这个过程可以看成是一生二,也可以看作是零生一,即,从无鸡到有鸡这个物种。整个地球生命的零生一过程,即从无生成 RNA 的过程,Muller等人做过大量的模拟实验,认为在原始地球环境中完全可以自动完成。这说明生命的诞生不需要上帝的参与也不需要地球外的投入。
从一生成二,尽管也可以写作 1 =》 1 +1,但后面的一并不是前面的一,要不然这个生成过程就是简单的复制,没有进化上的意义。宇宙的诞生亦是如此,hv =》e + e-, 后面的一(e 或 e-)是一种物质,并不是前面的一种能量,要不然多样的物质世界就不存在。整个宇宙的演化和生物进化一样是个单方向的发展过程, 我想这便是时间单向性的本质。造成这种单向性的根源我认为是一个稳定系统的能量趋于极小化。宇宙和生命一样都会灭亡,但灭亡过程并不是生成过程的逆过程。 我们所在的世界时间不可逆。今晚十五的月亮以前从没有过,以后也永远不会再有,所以请大家珍惜,祝合家中秋快乐!
*经紫荆棘鸟博的提醒,把光子(hv)仅仅看成是一团能量过于简单了,因为光子还有其它的一些物质性质。紫博的说法是对的。正文里我没有改,仍沿用了光子的静止质量为零,它的主要特性在能量这一点,只是用来说明在宇宙形成初期,从能量产生物质的过程。这里给紫博致谢,并说明。
**这是三十年前的老想法了,第一次公开。不是学术,算做是思想的聊天吧,就象大家写的游记和烹调一样。拿出来与大家分享。