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宇宙的历程 第五章 生命的出现
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这些细胞后来演化出了什么？答案就在我们周围。我们看到树从森林腐殖层拔地而起，鹰在天空自由遨游，鲸呼气喷出的水柱冲破水面。我们还看到蒲公英的种子在夏日里随风飘散，黑莓结出累累硕果，马鹿为争夺配偶的“角”逐不时打破夜的静谧。如此丰富多彩的多细胞生命是经过数亿年的时间演化而来的，而更早的单细胞生命在数十亿年前就已经出现。在这段时间里，类似的事情没有在我们太阳系的其他行星上发生。
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在地球上，首批最简单的细胞出现在约四十亿年前。又过了二十亿年，出现了更复杂的细胞，具有细胞核的真核细胞。由此才有了后来海里的藻类、溪里的蜥蜴、山间的灰狼以及非洲草原上的灵长目哺乳动物。一场生命的大戏在这颗迷人的星球上上演至今。
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地球究竟怎么孕育出了这种我们称为生命的神秘东西？现在没人知道。已有的各式理论为数众多，而如今我们在洋中脊的深海热泉发现的生态系统则为科学界提供了一个新视角。在这里，最原始的生命形式是嗜热菌，它们以热泉喷出的重金属为食，以此支持着这样极端条件下的生态系统。从这些发现中我们意识到，地球上的生命是宇宙深层次的模式生成方式，也就是自组织的动态过程的一种彰显。自组织的洞见主要来源于伊利亚·普利高津，一九七七的诺贝尔化学奖获得者。普利高津及其合作者的工作为我们提供了一个新视角，将宇宙理解为蕴含着大量这样的动态过程。而当条件合适时，某个这样的动态过程就会显露出来。
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自组织的动态过程的一个简单例子是涡流。只要一股流动的液体受到某个物体的阻碍，这一模式便会出现。而这个模式一旦形成，就能自我维持，哪怕液体的分子是在持续不断地流进流出涡流。只要这股液体还在流动，这样的结构就能延续。
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对于这些结构的一个惊人认识是，其层层嵌套的特性。或许宇宙中最大的动态结构就是一个星系。而一旦一个星系系统形成，我们就能从中发现无数自组织的恒星。有了恒星，我们又能从中找到众多自组织的行星（诸如地球）以及其上更次一级的自组织结构（诸如飓风或涡流）。然后（也只有到那时）才有可能出现一种新的自组织系统，一个活细胞。
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这样的自组织系统有点像是一个人在寒冷的冬晨呼气。呼出的一口大气形成一股白烟，最初的一个大旋涡慢慢扩散，生成了大量更小的旋涡。接着这些旋涡又生产了各自更小的精致旋涡。这也正是生命的特性。宇宙呼出的一口大气，在百十亿年里逐渐增加其复杂性，直到从中能孕育出常绿森林和高山苔原、蝉和萤火虫。
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细胞膜与意识
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那么是什么引致了如此复杂的能量“旋涡”呢？这仅是出于随机吗？
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许多个世纪来，科学家一直试图以表示为数学方程组形式的物理规律来解释宇宙。宇宙被视为由层层机械机制所决定，而意识则被视为人类所独有。
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但从复杂性科学的新视角来看，这些自组织的动态过程也可以被视为意识的基础，因为可以说，这些过程不仅催生了诸如星系这样宏观尺度上的物理结构，也催生了微妙隐秘的意识。这些动态过程有点像是宇宙本身的内在组织方式。
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以简单但精致的形式，意识也见于单细胞有机体。每个细胞外面薄薄的一层细胞膜可以说具有觉知和分辨力。每个细胞周围漂浮着各式各样的原子、分子及其他有机体，细胞膜则通过其上的受体和通道蛋白判断哪些有用而哪些无用，哪些允许进入而哪些不行。细胞每发生一次接触，这种原始的分辨力便运用一次。
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在绝大多数的接触中，细胞膜都是选择紧闭门户，不让外部环境中的分子进入细胞内部。然而，在遇到特定配置的分子时，细胞的反应则大为不同。细胞膜上的分子会抓住这个新分子，然后细胞膜改变自身结构，把这个分子吸收进来。由于这种分辨力，特定的分子得以成为细胞内部环境的一部分。这样细胞便是在搜寻和摄取“食物”——它所能吸收的特定分子。
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这种分辨力至关重要。错误的决策可能是致命的，因为外来的新分子可能会打破细胞内部的均衡。所以在其身体的表面，每个细胞时刻都在做着基本的选择。这个险是否值得冒？这种食物是否有营养？这又是否会增加继续存活下去的几率？
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光合作用
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渴望融为一体，这可能是宇宙内在最深层次的趋势之一。
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我们的地球就是这样的融合的一个明证，一开始是与太阳的引力关系。地球围绕太阳运转超过了四十五亿年，这个关系如今已经相当稳定。但宇宙并不只满足于稳定性。在过去四十五亿年里，地球在不断增加着复杂性和相互关联程度。
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在生命出现之后，这种不断深化的融为一体最惊人的彰显之一便是光合作用。光合作用的关键构造是一种能与阳光产生精确共振的分子组合体，而它的出现或许花费了千百万年的时间。就像一些被调整到在面对特定声音时会发生共振的音叉，这些称为叶绿素的特殊分子能在接触到阳光时被激活。这时光子被捕捉，使得电子跃迁到更高的能级，进而触发了一系列化学反应。就这样，每个细胞当中便有了一个个发电厂。生命也由此发现了一种直接从太阳取食的方式——吸收阳光，并利用其能量合成自身的构成物质。
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我们该如何描绘光合作用出现的过程呢？一种可能的方式是借用工程项目的类比，将之想象为一群细胞构造出能进行光合作用的分子，就像一帮人建造出一道桥梁或一座建筑一般。以这些工程用语进行思考对我们而言并不陌生，因为我们自己便习惯于运用大脑构想行动方案，运用双手操纵各类物质。因此，我们会很容易甚至下意识地将这样的行为投射到自然上去。此外，我们现代人生活在一个充斥着人造机器的世界里，机器的意象不可避免地会主导我们的想象。甚至像艾萨克·牛顿这样的天才，也曾设想上帝是根据预先确定的蓝图，将宇宙作为一部无比巨大的机器加以组织的。然而，用机器的意象来描绘自然的创造性难免忽视了查尔斯·达尔文对于生命的洞见。
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对于我们该如何构造另一种描绘自然创造性的更恰当意象，线索之一便来自这个光合作用故事里的重要演员，出现在至少三十亿年前的海洋里的原始有机体。要知道，这些能进行光合作用的分子的出现是一次无与伦比的创造性大事件。要想了解这些分子有多精致，从科学家为研究它们所花费的努力之巨上就可见一斑。尽管如此，虽然科学家已经揭示了许多令人惊讶的细节，但他们仍未把握其中的所有奥秘。而想到这个发明光合作用的大事件是由没有大脑，更别说眼睛、双手或图书馆的原始有机体实现的，这无疑更令人惊讶。
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自然生成模式的方式不同于工程师按照蓝图构造某样东西的方式，这一点对我们人类而言并不容易理解和接受，但事实确是如此，后者不是自然生成模式的方式。我们可以较为确定的一点是，自然是创造性的。并且自然中随处可见的创造性，其实现方式并不是单纯仰赖偶然性，也不是确定论的，而是具有极强的探索性，能够孕育出如此恢弘的景象，不断引发我们的惊叹。
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那么对于自然的创造性，我们该作何整体理解？或者说，我们应当借助什么隐喻或诗意的意象以避免自己继续以工程的思维看待自然？
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自然这种摸索的创造性的一个诗意类比是婴儿的发育。婴儿蕴含着巨大的创造性，但它们大多处于下意识。随着婴儿逐渐成长，她会针对环境作出一系列调整，而这些调整将会决定她今后的大部分人生。比如，如果她母亲讲的是中文，那她最终将学会讲中文。如果她母亲说的是西班牙语，相应地，婴儿将学会说这种语言，而她所学习的这种语言也将影响到她（下意识地）形塑自己的大脑及控制自己的面部肌肉的方式。类似地，通过试错的过程，婴儿会本能地根据她母亲的个性类型调整自己的某些基本行为模式，因为在基本生存需求上，她的持续存活有赖于与她父母维持一种和谐的关系。
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在最好的情况下，母亲一天天无微不至地照顾着自己的婴儿。但婴儿本身具有一种下意识的欲望，渴望继续存活下去。甚至早在她的意识成形之前，她便已经开始调整自己以利于生存。在与她父母的相互关系中，她改变着自己的大脑、身体以及意识，由此得以获得不断的滋养，帮助自己展开人生。
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地球诞生时也是如此。一切的发展并没有工程师的蓝图。只是由于与太阳的关系以及太阳源源不断的能量，地球得以出现并开始发生改变。我们很可能永远不会知道，在这些现在见于地球上每片叶子的叶绿素分子出现之前，有多少分子被尝试和抛弃了。或许数十亿的不同分子曾被构造出来以便尝试诸多的可能性。而地球也仍将继续改变着自己的面貌，直到有一天，太阳汹涌的能量摧毁了这里的物质。所以在文字、大脑、意识出现之前，已然存在生存的深层次欲望，以及我们后来最终得出的发现，即我们唯有通过相互关系才得以生存。
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