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杰弗里公馆的一位女性工作人员给我打来电话，安排拜访事宜。电话中她告诉我，会给我寄来一张飞往波多黎各圣胡安的机票。到了那里之后，会有直升机来接我。她不经意间提到，她就是负责接我的直升机飞行员。我突然感觉，自己仿佛是詹姆斯·邦德电影中的临时演员。后来，计划果然如期而至，我乘上直升机，一路上俯看着下面一望无际的温暖的深蓝色海水。我们来到加勒比海中的一座小岛，又被引到一处有柱廊的庭院，在石桌旁坐下。杰弗里的热带小岛面积只有约0.45平方公里，被珊瑚礁包围。小岛上面建有一处奢华豪宅，房顶闪烁着铜绿色的光彩，还有长达1.6公里、长满棕榈树的海滩，而这些棕榈树都是从佛罗里达州专程运过来的。为了让海盗敬而远之，还特地竖起了一道有星形图案的横幅。
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我的客房装有蓝色百叶窗，房间内饰由专程从法国飞来的设计师打造。几处这样的小房子围绕着一座喷泉、一处庭院和一池湖水建成，四处点缀着沙发和躺椅，但我还是喜欢在石桌旁工作。每天，我都在晨光的沐浴下与杰弗里共进早餐。在科学方面，关于我的研究课题，我们总有说不完的话，讨论着这些研究的意义和发展方向。
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杰弗里是无可挑剔的主人。一次，我无意间问到，在小岛周围温暖透明的海水中潜水会是什么感觉。没想到第二天，一位蛙潜教练就出现在我面前。当英国宇宙学家斯蒂芬·霍金造访这里的时候，曾提及他从来没有潜到水下过。于是，杰弗里专门给他租了一艘潜艇。我此次行程的最后一天，杰弗里说，他会为我设立一个研究所。
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2003年，在他与我们当时的校长拉里·萨默斯（Larry Summers）谈判达成一致之后，我终于成功创立了“进化动力学中心”（PED）[1]。萨默斯后来成为了奥巴马总统的首席经济顾问。那时的他就如何利用有限的资源办好进化动力学中心这个问题，给了我直率的建议：“该花就花，钱永远够用。”我们占用了剑桥布拉特广场（Brattle Square）一座崭新的智能写字楼顶层。写字楼地处中心地带，周围有各式餐厅和精品小店，到了夏天，还有街头艺人在路边卖艺。加入中心的是一群我亲自挑选的优秀数学家和生物学家，以及希望对合作的强大力量进行探索的各界优秀人士。有的学生将我的中心称为“诺瓦基亚”。对于我们来说，诺瓦基亚就是学术天堂的所在。埃雷兹·利伯曼（Erez Lieberman）是哈佛最优秀的毕业生之一，他曾开玩笑说，PED就是“天天派对”（party every day）的简称。
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访问学者时多时少，一般情况下，我会有15~25名研究人员，在各类新颖酷炫的项目上开展研究工作。我们也有许多本科生。我们将他们称为“罗马人”，因为他们之前曾经属于一个名叫“数学进化研究机会”（Research Opportunities in Mathematical Evolution—ROME）的研究小组。埃雷兹·利伯曼称呼自己为“什长”（Decurio），这是古罗马十人小队的队长头衔。他还总用这个称呼当作插科打诨的借口。如果某个项目上来了太多的学生，埃雷兹就会告诫大家，“条条大路通罗马”。如果某位学生的研究项目遇到困难，他就会这样安慰：“别担心，罗马不是一天建成的。”
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我的“王国”听起来仿佛是马克思兄弟老电影中的某个场景。我梦想着成为其中的鲁弗斯·法尔弗莱（Rufus T. Firefly），那位拥有格拉斯顿式政治家风范、林肯式谦逊以及伯里克利（Bericles）式智慧的传奇独裁者。而事实上，我的目标十分简单：我希望PED的常住民能在理解大自然的过程中找到充实与快乐。我希望他们能有所选择，而不用背负职责。他们并不为我工作，是我在为他们而工作。
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生命是怎么一回事儿
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杰弗里在他那天堂般的小岛上，有充分的时间进行思考。几年之后，当我们再次坐在同一张石桌边上时，他又回归到了最为宏大的问题之上：“生命是什么？”但是，他也将这个大而又大的问题转换为一种更有意思的说法。他补充道：“生命是解决办法，那么，它解决的问题是什么？”毕竟，行星围绕太阳运转的轨迹就是这些天体用来“解开”牛顿引力定律方程的答案。电子围绕轻原子核所做的运动，就是“解开”量子力学方程的答案。那么，生命究竟是用来“解答”哪一个方程的呢？
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我很欣赏他讲述这个问题的方式。很遗憾，我给不出答案，所以避开了他的问题。我说过，生命一直在不断地进化中，因此，生命就是解开进化这个方程式的答案。但这就引来了另一个问题：“什么是进化？”这又是一个宏大的问题，因为生物学就是围绕进化展开的。之后我意识到，关键的课题实际应该是——进化从何开始。我们知道，生命体能够进化。进化将一套生命体系转化成为另外一套，但进化本身是如何出现并形成的？这似乎就是我们想要探索的整个领域之中的核心议题。
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虚空之中，是怎样的一股力量，将曾经令罗伯特·布朗倍感兴奋的混沌的无机分子，改变成为像布朗本人这样聪明、活生生、有组织的生物化学奇迹？在想象中各种可能性的煽动下，我立刻开始着手设计一套化学反应实验方案，从中，我能看到非生命体逐渐转化成为生命体的过程，也就是从单纯的“无生命”化学到生物学的转变。我想到，两个化学单元可以通过“聚合”的方式，形成新的序列。我们可以将两个子单元想象成二进制代码中的0和1。在我的脑海中，清晰地闪现出这一聚合反应凭借简单的二进制子单元，激发出了无数可能的代码组合。就是这样，我坐在天堂小岛的石桌边，构思出了一个全新的概念——“前生”。
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下面简单介绍一下我思考这个问题的过程。我利用简单的单元代表生命最初的化学建构，可以是RNA，也可以是其他类型的分子形式。这一基础建构以随机和自发的方式，组合成为信息串，就像字母拼出单词一样。我对生命之初这一活动的发展速度很感兴趣。或者，换一种说法就是，我的研究重点在动力学上，研究拥有不同序列的信息串能以多快的速度生长。有着不同编码的信息串会以不同的速度越变越长，其中一些接受化学结构的速度比另一些更快。生长速度之间的微小差异，会导致信息串总量的不同。
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从数学中我们可以看出，由于更长的信息链需要更多的装配反应，因此就不会像较短的信息链那么常见。但如果一些装配反应速度更快，那么这些快速装配的结构序列就会更加庞大，就好像以更快的速度转动压面条机的手柄，就能制作出更长的面条一样。这种长寿面胜过刀削面的结果，就是选择的一种表现形式。用这种方式看待这碗“原生”面条汤，我发现，选择的过程先于复制的过程是可能出现的，而且能以一种自然而然的方式表现出来。
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有些信息串也会发生突变（想象一下各种不同形状的意大利面，有管状的空心粉，还有螺纹状的等），而这种新型的突变成果也可能发展得更加成功。有时，某一个信息串会比其他序列有着更快的反应速度，标志着一种特定形式的合作。而进行全盘考虑就会发现，所有的可能性加总在一起，就形成了这栩栩如生的化学系统，随时可能孕育出动态的进化过程。如此来看，受制于选择和突变力量的分子，依然缺乏生命所需的最后一个条件——复制。而这些分子也在不可逆的力量驱使之下，朝着这个方向发展。
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到目前为止，我们还没有考虑过复制，仅仅研究了形成基本分子所需的反应。现在，如果某些信息串的确具有复制的能力，那么我们就能研究复制过程中是否存在选择的机制，从而去探寻生命从“前生”中脱颖而出所需的精确条件。更为简单的单元——单分子结构，是构成“前生”的主要物质。生命是在“前生”中诞生的。但这之后，前生和生命之间，却就单分子结构这种基本原料展开了竞争。最终，这场竞争会发展成为对具有复制能力的分子的选择。
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从繁殖的起源到选择的起源，我们的关注点发生了改变，而这一改变也具有重要的意义。普遍的观点认为，大约在40亿年以前，我们的星球到达了“奇点”，这标志着生命多样性的最终诞生，并由此发展成为我们今天周遭可见的一切。这场生物学“大爆炸”，从一群采取合作态度的分子跨越无生命化学和生物化学分水岭的一刹那开始，便铸起了繁殖链条中的第一道连结环，进化成为各式各样或蠕动、或游动、或爬行、或行走的生命体。
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在对生命起源的传统理解中，第一个复制基因横空出世的一刹，是极为珍贵稀有、稍纵即逝的瞬间，并由此引导出了随后发生的进化。这一刹那如此幸运，转瞬间的电光石火便造就了所有生命熔融的奇迹。就像希腊宇宙论中所讲的一样，从“茫茫无边的黑暗”虚空与混沌之中，主管原生大地的盖娅女神诞生了。但从我们就“前生”进行的研究中可以看出，这样一个神奇的时刻可能根本就不存在，没有“奇点”，也没有生物学“大爆炸”。我们能看到的，只是一个循序渐进的转化过程。在化学与生物化学，“前生”与生命之间，其界限本身就是模糊不清的。生命并不存在确定的起始点，而是从一片昏聩黑暗之中，逐渐显现的一股生机。
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在那漫长的远古时期，前生的内涵越来越丰沛。如此丰沛的“前生”，就为生命的勃发奠定了良好的基础。换句话说，有了丰富的化学发展环境，再加上充分的时间与空间条件，一定会出现有复制能力的适宜分子。这样，地球上这一片混沌的无生命化学物质，便开始对各种复制分子进行测试，这就使得某一个分子最终跨过生命门槛的可能性大大增加。
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可见，生命的起源也许并不是开始于创世纪的一个偶然的火花，而是地球上酝酿了数十亿年之久的化学物质。在前生的化学反应过程中，存在着合作的契机。有些序列出现催化反应，这意味着加快了某种前生化学反应的速度。从这个思路出发，我们可以想到，两种互为补充的前生化学序列，会利用催化反应来进一步彼此完善。某一种分子增加了另一种分子的形成速度，反之亦然。前生中相互合作分子的存在，是一种非常可信的假设。事实上，可以这样理解单串RNA的复制：一串RNA制造出了起补充作用的另一串，以此类推。如此看来，合作行为的确比生命本身的历史更为久远。
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这样，我们就掌握了关于生物初始的一种更为微妙的观点。几个基本单元串最终发展出了自我复制的能力，而如果周围有足够多的化学单元，就还能够进行繁殖。可以复制的分子串与无法复制的分子串相比，能更加快速地吞并基础单元。因此，在前生与生命本身之间，就存在着如此的竞争关系。通过我们的计算，只有当复制的速度超过一定的临界值时，前生才会被拥有复制能力的分子串所压倒。最终，生命会战胜首先占领这个星球的前生分子。这样看来，生命就好像是前生患上的一种传染病，并摧毁了其分子形式的祖先。或者换一种拟人的说法就是，前生遭到了生命的盘剥。
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这一思想还有着更加广泛的意义，值得我们在这里稍微跑一下题。随着计算机资源越来越丰富，互联网将遍及整个星球的越来越强大的电脑连接为一体，这个世界将会因此而发生些什么，我们拭目以待。想象一下，当拥有进化能力的软件，或称软生命，能形成以计算机为基础的生命形式，并自发地以40亿年前地球上出现第一个生命体相类似的方式产生进化行为时，又会发生什么样的事情。
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遗传物质点亮生命之光
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一旦出现了像遗传物质RNA等拥有复制能力的分子串群体，接下来又会发生什么？我们下了很大工夫，用数学方法来描述RNA聚合物等分子聚合体在化学反应的作用下，会随着时间的发展而发生怎样的改变。根据RNA聚合物中的遗传“字母”排序的不同，自我复制的速度也有着多样化的特征：有些RNA排序产出“子孙后代”的速度会更快一些。换句话说，这些以更快速度繁殖的RNA，更具有“适应性”。
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然而，复制是很容易出现失误的，因此必须将这一因素考虑在内。由于繁殖过程中错误不断，因此，后代的序列不需要与父母保持一致。如此一来，繁殖时随机出现的化学事件，就能够创造出拥有不同序列的全新RNA分子，虽然这些RNA分子与父母之间仍保持着亲缘关系。这一系列拥有紧密亲缘关系的RNA，被称为“准种”。德国的诺贝尔奖得主，化学家曼弗雷德·艾根（Manfred Eigen）曾与维也纳大学的彼得·舒斯特共同就生命之初存在的各种分子复制的现象和结果进行了研究。
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为了着手进行研究，他们需要对进化的各种可能性进行构思。1932年，美国遗传学家休厄尔·怀特（Sewall Wright）提出了“适应度景观”（fitness landscape）的思想。这一理念为艾根和舒斯特所接纳并加以拓展，用来描述RNA进化和生命的起源。首先，他们构建出了所谓的序列空间，将同样长度的RNA链条置于栅格之中，令彼此相邻的RNA仅存在一个化学字母（基）的差别。现在，任意两条RNA序列之间的距离，就等于突变的数量（字母之间的差异）。令序列产生差异的突变数量越多，两者之间的距离就越远。
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