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1702203121 小汤:在外太空找到能支持生物生存的行星与找到外太空生物是两码事。即使有合适的环境,出现生物的概率仍然极其微小,更不要说高智商动物或者外星人了。其实我们连地球上的生物是怎样产生的也没有定论。很多年前科学家们就试图用人工的方法来合成生命的基石—氨基酸。因为要想知道生物从何而来,就必须知道DNA和蛋白质是如何产生的,而氨基酸正是构成DNA和蛋白质的基本单元。有一个与此有关的著名故事就发生在我读过书的芝加哥大学。1952年,当时还是研究生的斯坦利·米勒和他的老师、诺贝尔化学奖得主哈罗德·尤里一起做了一项模拟早期地球环境的实验,他们以当时地球大气中可能存在的一些物质为原料,成功地合成了氨基酸。不过在很长一段时间里,米勒-尤里实验并没有引起科学界足够的重视。原因是人们认为他们采用的人造闪电的条件只有在实验室里才能实现,自然界里是不可能有的。而且地球早期的大气里二氧化碳和氮气的含量极高,氨基酸即便产生也不能存留下去。所以尽管米勒-尤里实验合成了氨基酸,也不能说明产生生命的氨基酸就是这么来的。戏剧性的事情发生在五十多年之后。曾经是米勒的学生和合作者的杰弗里·巴达在整理米勒遗物的时候,发现一个雪茄盒,里面竟是一些米勒当年合成的氨基酸样本。令人出乎意料的是,在用现代化的仪器对样本进行分析时,发现里面有多达22种氨基酸,远远超出米勒所曾公布的种类。这一下重新燃起科学界对米勒-尤里实验的兴趣。人们惊讶地发现米勒还“秘密”进行过一项类似的实验,模拟的是火山口的环境。在火山爆发的时候,经常会伴随着强烈且频繁的闪电,并产生大量的水蒸气,高强度的闪电是合成氨基酸的条件,而水蒸气则使氨基酸在高二氧化碳和高氮的环境中仍能存在下去。突然间,人们认识到火山口也许就是生命的发源地!这当然还需要得到观测上的进一步证实。不过即使将来真的在火山爆发时发现有氨基酸形成,也只能说在自然界中具备可以形成生命的必要条件。这仅仅是解开生命起源之谜的第一步,从氨基酸到蛋白质和DNA才是更关键的一步。可惜用人工的方法从氨基酸合成蛋白质或DNA的实验到目前为止均告失败。另外,由于外太空生物生命的形态并不一定是像我们这样的碳基生物,所以不管我们在“创造”生命方面的实验最终成功与否,都既不能证实也不能否定外太空生物的存在。
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1702203123 老汤:说到生命的形态,我倒想起一个问题,就是人类在宇宙中的地位是否是独一无二的。从古到今,这个问题一直争论了几千年。无论从科学的角度还是从哲学的角度,这都是个难有定论的问题。在古代,人们普遍认为地球是宇宙的中心,人类当然是独一无二的。在哥白尼推翻了地心说之后,多数人逐渐倾向于接受哥白尼原则:在宇宙间,地球并不处于中心的优越地位,人类也不具有一个特殊观测者的身份。这似乎已成定论。然而从20世纪中叶开始又有人不断提出各种“人择原理”来挑战哥白尼原则。这类理论大体的想法是,宇宙之所以是现在这样的宇宙,与它所能支持并产生的观察者的存在密切相关。换句话说,如果宇宙的特质稍有不同,我们这种观察者就根本不会存在;我们既然能在这里观察宇宙,等于已经事先决定了此宇宙只能是现在这样的宇宙。这就意味着,人类作为这个宇宙中存在着的观察者,至少在这个特定的宇宙中是具有特殊地位的。我觉得这一套推理似乎并非全无道理,可能值得认真地探讨和研究。如果这种理论站得住脚,那么在我们这个宇宙中所能存在的生命形态与地球上的生物就应该不会相差太大吧?另外值得一提的是,“人择原理”似乎与中国传统哲学里一个最重要的概念“天人合一”有些相通之处。《易经》里就认为“天”和“人”具有一种相即不离的内在关系,研究“天道”(其中包括自然规律)不能离开“人道”,研究“人道”也不能离开“天道”。
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1702203125 我:“人择原理”也得到一些物理学家和生物学家的认同,并且被用来说明、解释某些理论—比如多重宇宙、平行宇宙之类的理论。不过那些相关的理论大都属于玄之又玄的东西。至于我们感兴趣的外星人问题,综合目前所能掌握的各种理论和观测数据,在宇宙中的某处、某时存在某种与人类相似的高智商生物的可能性似乎还是不低的。然而考虑到各种限制因素,比如生物在一颗行星上能存在的时间极限一般大概不能超过恒星可以释放足够能量的时间段、其他恒星与地球间距离之遥远、受技术限制高智商生物究竟能“走”多快及多远等等,从这些限制看来,我们能遇到外星人的机会恐怕是微乎其微了。
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1702203127 附注:对话之五写成时,老汤已经去世了。所以他未能有机会见到最后的全文。我仅希望能以此文作为小汤和我对老汤最深切的怀念。
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1702203132 三汤对话 [:1702202815]
1702203133 三汤对话 进化论与创世论之争
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1702203135 进化论由达尔文在1859年出版的《物种起源》中首先提出。历经一百五十余年,在现代文明社会里可谓家喻户晓。严复的名句“物竞天择,适者生存”是对达尔文的进化论的极佳归纳,即自然界里生物的进化是由自然选择来决定的。从现代基因学的角度看,还可以说得更精确一点:自然界里生物的进化是由随机的基因变异和变异之后的非随机的自然选择来决定的。当然,进化并非只能来自于自然选择。某个特定物种的进化也可以由其他种的选择来决定,比如人工选择,其典型的例子就是我们现在看到的成千上万种的狗。
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1702203137 进化论自诞生之日起就受到来自以宗教为背景的各种创世论者的百般挑剔和攻击。这种争论在西方持续了一百五十多年,至今也没有结束的迹象,而且恐怕会永远进行下去。创世论统指一切认为万物和生命是由超自然或神奇的方式创造出来的信仰。比如在基督教中,创世论者相信上帝一共用时6天创造了世界以及世界上的万物:第一天,上帝创造了光明和黑暗;第二天,上帝创造了天;第三天,上帝创造了旱地和植物;上帝在第四天创造了太阳和月亮;第五天创造了鱼和鸟;第六天创造了陆地上的动物和人类。
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1702203139 随着越来越多生物化石的发现和众多新的科学实验的成功(尤其是对基因研究的飞速发展),很多创世论者如今并不否认(其实也无法否认)生物的进化,他们一致反对的,是自然选择决定了自然界里生物进化的方向。当然,也有相当一部分极端的创世论者连生物的进化也是不承认的。在一个宣传创世论的网站上,为了解释地层下层化石(形成较早)中生物的进化程度低,而越往上层的化石(形成较晚)中生物的进化程度越高这一事实(这是随时间推移生物由低级向高级进化的一个证据),他们提出了一个让人哭笑不得的新理论:
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1702203141 当上帝发怒水淹世界的时候,除了极少数幸运的动物进了诺亚方舟之外,其余的动物争相往高处逃命,于是
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1702203143 1.行动速度最慢的海洋动物首先遭泥沙覆盖,然后轮到行动稍快的鱼类。
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1702203145 2.两栖类(住在海附近)随着水面升高接着遭灭顶。
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1702203147 3.爬行类(行动缓慢的陆地动物)下一个完蛋。
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1702203149 4.哺乳类可以和不断上升的大水赛跑,体形越大、奔跑速度越快的动物存活得越久。
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1702203151 5.人则利用其智慧,以爬上浮木等办法躲避大水。
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1702203153 这个次序完满解释了地层中生物化石的顺序问题—那不是进化的顺序,而是诺亚大水淹没的顺序!
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1702203155 别以为这是在讲笑话,它是创世论者一本正经提出的用以抗衡进化论的理论。令人担忧的是,这类歪理不但有一定的市场,而且层出不穷。
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1702203157 尽管现代科学技术(例如用测量岩石中同位素衰变的方法)可以非常肯定地证明地球的年龄大约有46亿年,在美国却有高达40%的人认为地球的年龄小于10000年。更有44%的美国人相信人类并非进化而来,而是上帝在不早于10000年前直接创造的(2008年盖洛普民意调查)。在英国,情况也大致相同。有意思的是,2003年在中国进行的类似民意调查所显示的结果却大不一样,认同进化论的中国人比例高达71%。有的人认为这是共产党执政的结果,因为马克思主义不但赞同进化论,而且还把进化论的一些概念推广、应用到分析人类历史的进程上。这种说法恐怕是站不住脚的。当严复于1896年翻译了英国著名博物学家、进化论的铁杆捍卫者赫胥黎(Thomas Henry Huxley,1825—1895)的《天演论》,第一次将进化论介绍给国人,立刻一石激起千层浪,极大地震撼了中国的思想界。向来目空一切的康有为,看了《天演论》译稿以后,也不得不承认从未见过如此之书,并誉其为“中国西学第一者也”。他的学生梁启超读了严复的译稿,未待其出版,便开始对进化论加以宣传,并根据其思想做文章了。自《天演论》于1898年正式出版后,进化论几乎没有受到什么挑战就被中国的思想界和学术界普遍接受,并将其作为推动社会改革的一大理论依据。像后来的孙中山、鲁迅等人无一不是进化论的拥护者和鼓吹者。
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1702203159 进化论在中国和西方受到如此不同的对待,其根本原因只能归结为宗教的影响。宗教信仰有时会让人闭眼不看事实。
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1702203161 如果创世论者只是将创世论当作自己信仰的一部分,也就罢了,起码无大害于社会。可要命的是,有些创世论者极力要用他们的理论来影响大众。近年来,在美国甚至有人想通过立法的途径强制在中学里教授创世论。这就不能不引起有识之士的警惕了。去年(2009年)是《物种起源》出版150周年,为了纪念这一划时代的事件,前英国牛津大学讲座教授理查德·道金斯(Richard Dawkins)出版了《地球上最伟大的展示》(The Greatest Show on Earth),这部书是新近最有分量的一部捍卫进化论的著作,在英美等国引起了巨大的反响。道金斯以自然界中存在的大量实例和数量可观的实验结果为依据,用深入浅出、颇具幽默感的语言论证了进化论之是和创世论之非。在他讲述过的实验中,有两个非常有意思。现简述于下,以飨没看过道金斯原著的读者。
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1702203163 实验1:1988年,理查德·伦斯基(Richard Lenski)领导的研究小组将完全相同的(即从同一个“祖宗”繁殖而来的)大肠杆菌接种到12个装有同样培养液(含有大肠杆菌喜欢“吃”的葡萄糖)的瓶子里,让它们在那里生长、繁殖一天。这12个瓶子对这些细菌来说相当于12个完全孤立的世界。刚开始时由于细菌少,资源(葡萄糖)相对丰富,细菌的数量会快速增长。但随着细菌的增多,资源不久就变得相对短缺,细菌们不得不为资源而竞争。细菌数量的增长会减慢,以至停止。每天结束的时候,他们把每瓶中1/100的细菌分别移到新的、装有同样培养液的瓶子里,让它们重新开始下一轮在孤立世界中从自由生长到相互竞争的过程。日复一日,这样的程序持续了二十多年(目前还在继续进行)。到2008年,这批大肠杆菌已经繁殖了四万五千多代,这相当于哺乳类动物1亿年的进化过程。
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1702203165 功夫不负有心人,伦斯基和他的合作者们通过这个漫长的实验得到了不少极有价值的成果。首先,他们将不同代的大肠杆菌对资源抢夺的能力与它们的祖先进行了比较。结果发现在激烈竞争环境中成长起来的大肠杆菌,其竞争力持续提高,而且在初始阶段提高尤其快(图1)。说明面对恶劣的生存环境,生物必须以较快的速度进化。这相当于自然选择的“门”很窄,只有那些最具生存力的变种才能通过。当它们进化到一定程度之后,对环境已经比较适应,自然选择的“门”就相对较宽,进化的速度也就减缓下来。这与进化论所预期的完全一致。
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