2009年12月3日星期四

科学松鼠会

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【美国科学写作精选导读一】我们为什么阅读科学?

Thu, 03 Dec 2009 15:59:19 +0800

The Best American Science Writing 2009

Best American Science Writing 2009

【导读的导读】

冬日寒冷,除了哔剥作响的冬季壁炉,一杯茶,一盏灯以外,你还需要一个陪你读书的人,他会俯下身,递给你一本书。

他最好年长,最好耐心,最好有趣,最好有文采。

幸而,松鼠会有这么一个人。

竹人是微软亚洲研究院的副院长,新语丝和国风的创办人之一。曾经作为嘉宾以及幕后筹划人参加过小姬看片会在微软举办的"人工智能" 看片会。以前在松鼠会发过的文章在这里这里这里这里

而这本书,就是《美国科学写作精选2009(Best American Science Writing 2009)》

作为一个喜欢诗歌、钢琴、骑马的中年男文青,竹人把自己的浪漫揉进科学,于是就有了这些导读文。

这本书里的文章都来自纽约客、纽约时报、华尔街日报、科学、Wired等优质报刊,出自活跃在一线的科学家和身经百战的记者之手,横跨天文、医学、心理等 等科学领域,写得生动活泼,深入浅出。

而竹人的导读活跃于文章之上,又能深入文章之中,好像穿针引线,写得洒脱自如。这样的轻松,来自于对文章的理解和阅读本身的快乐。

本书一共24篇文章。以后会定期在每周四放出一篇导读,里面介绍两到三篇原文,目的是希望大家保持一定的阅读节奏,努力点击竹人辛苦找到的原文链接(是用 微软的Bing搜索到的哦)。

竹人的初衷是让我们读那些原文。竹人一再说:"我的这些文字不重要,重要的是那些文章。你们要好好读。"

松鼠会除了奉上好玩的文章,也一直致力于提高大家的写作水平,介绍这些文章给大家,也是我们的初衷。

那么,让我们来读书吧。

——责任编辑 小姬

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每年入秋时分都是我的读书旺季,有两套丛书Best American Science Writing和Best American Science and Nature Writing都是这时候上市。这些文章都是从上百篇纽约客、纽约时报、华尔街日报、科学、Wired等等报刊中选出来的精品,面向喜好科学前沿的读者, 写手如果不是活跃在第一线的科学家本人(前几年有诺奖得主的短文),就是这些大报专事科学报道的记者,这些记者也是老手,一般都已经有自己的书面世。这些 文章涉及的领域很广,有基础的数学、物理、生物,还有心理、天文、医学,甚至IT的。但更多的是这些领域之间的杂交产品,而且议题一般很具争议性,对研究 结果在文化和政治上的影响从不回避。

今年这套书还加了一本Best American Technology Writing,读下来的感觉要比这两本书相对弱一点。文学类的有Best American Essay和Best American Short Stories。这些文章,相对来说要自恋的多,不过也很有可读性。

我把能在网上收到的都汇聚一下,再附加些自己的废话。工作很忙,所以这个工程的进度比我想象的要慢得多。

The Itch: From The New Yorker, by Atul Gawande

除了是《纽约客》写手之外,Atul自己还是个医生、兼哈佛医学院的副教授。这种混合型的专业选手一旦出手,质量一定不差。 这里说的Itch,不是七年之痒,不是一般的皮肉之痒,而是深入骨髓可以把人彻底搞垮的那种。就像文中的M,头皮发痒可以挠到脑浆横流,即便那里的脑神经 已经全部坏死和切除。

itch

这其实是所谓虚拟肢体(Phantom Limb)的一个扩展问题。所谓虚拟肢体,就是感觉丢了的肢体依然活生生地存在。假如在断肢的那一刻正好被蚊子咬了个包,这下就痒惨了:这个包到哪里去挠?其实M的问题大概就是如此,可惜开始的诊断却走错了路。

隐蔽在这千年之痒的背后却是个古老的哲学问题:我们对世界的感觉到底从哪来?是对外界刺激的反应还是主观的臆想?柏拉图是个大忽悠,还是个先 知?如果在每个人的眼球后面埋根电缆,拖到Youtube里去放,该是个什么大观园?上次在上海和吴亮和温普林等等在多伦路同桌海侃,温大爷觉得这样是可 以把世界真实地重新显影。

嗯,真是太乐观了。脑成像只有20%的输入来自眼球,剩下的80%来自记忆层。来自眼球的都是些破碎的噪音和影像碎片,需要填补和修复。而如果能对 那80%的输入做实时Youtube,把看见一张人民币就想起抢银行的都统统关起来,咱这社会就真的河蟹了。

言归正传,要彻底解决虚拟肢体的问题,就是要再"长"一个肢体(或者对M来说,再长一个脑袋)。如此高难度的问题却有个非常巧妙的解决方法,让作为 Engineer的我十分佩服,而器材却简单到不能再简单,是小白同学在《好色的哈姆雷特》里宣讲过的:古老的镜子。

为什么,自己去读吧。非常好的一篇文章,强烈推荐,尤其推荐给神经生物学博士姬十三同学。

Twitchy: From The Antioch Review, by Sallie Tisdale

说实话我不太明白这篇小文是怎么选入的。文笔不错而且幽默有加,但和科学基本无关,和你下次去牙医诊所上大刑却大有系。 这篇文章在网上有两个链接,最多只能阅读三分之一,继续阅读需要付费……还好,这在这24篇文章中并不多见。001372af7ac60ba54f484d

The First Ache: From The New York Times Magazine, by Annie Murphy Paul

这个标题怎么译,处女痛?别想歪了!

痛觉是最原始的意识吧。生命中的第一次痛觉是在子宫外,还是胎儿阶段就有?这时间表能往前推多少,是个技术问题,更是个哲学问题。

科学经常被绑架到意识形态的争斗中去,成为法庭上不情愿的证人。胎儿是不是能感到痛,在哪个阶段(比较流行的是20个星期)能感到痛,在美国是保守派阻挠 堕胎的重要依据之一。问题是怎么证明胎儿感觉到痛?这是论证中关键的一点。

对了,还没为人父母的听好了:小小孩的神经系统还在成长,那时候打一针很要紧,十岁的时候抽个大嘴巴倒无所谓。所以不要傻傻地比谁的宝宝勇敢,打针的时候 不哭。该给糖的时候就得给。

baby

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(24篇导读结束后,竹人写了一个后记,我先把它搬过来,给大家看看。——小姬)

【后记】 之所以写这些短评或者导读,完全是出于一个非常自私的动机:因为我喜欢这本集子,读了多年。台湾已经引入这个系列,但在大陆还没有人去做这件事。写这样的 短评很有些尴尬:写多了喧宾夺主,写少了不知所云,影响原文的点击量。

在每篇短评的题目底下,我都已经给出了原文的链接,只要我能找到(植入式广告1:我用的是Bing)。 这些链接,才是关键,请去点击和阅读。然后——相信我——你会忘了我这些字,而这正是我希望的。

好的科学报道,绝对不是干巴巴地陈列一些公式和事实,不是简单的科普,不是刻意地卖关子摆噱头,而是把这些人物的长长短短,有血有肉地放在你面前,和你对 话,邀你争论。

在美国,只有百分之五的人相信进化论;在中国,这个数字应该是倒过来的。但在中国,伪科学和真迷信并驾齐驱的盛妆舞会,是让人想不明白的一件事,于是甲A 流行之时,炒蒜也可以炒出一夜富豪。

但就像所有复杂的事情一样,一定有个出人意料的简单解释。

二十四篇文章可以说都非常精彩,要排出个先后不但很难,而且一定很主观。我给个推荐单和一句话点评:

  • The Itchy:原来药方可以如此简单。
  • The First Ache:科学如何被绑架
  • A Journey Inside the Brain:Oliver Sacks,就因为是他写的,而且告诉你他为什么会写。
  • A Cloud of Smoke:残酷无情毫不讲"理"的科学,你还爱不爱?
  • Contagious Cancer:告诉你比人聪明的满世界都是
  • Want to Remember Everything You'll Ever Learn? Surrender to This Algorithm:没什么比Insight更美丽的了
  • The Final Frontier:向牛仔致敬!
  • Perhaps Death is Proud; More Reason to Savor Life:生命>科学

我邀请我的同事们来读这个系列。在给他们的一封邮件里,我是这么说的(植入式广告2:微软亚洲研究院):

" … Why should we read science?

To me, this question begs yet another one: why are we here, in MSRA?

Approached by your managers, company VIPs, external journalists etc., the followings *should* be your standard answer: we are the research army of Microsoft, we innovate, we do world-class research, we write software that changes the world (for the better). Etc. etc.

But that's not exactly true.

I believe we are here because we are the bunch that is drawn by curiosity, by the incurable itch to explore, to discover, and to experiment. We don't know, and that's precisely why we want to know more. At the end, we find what we don't know looms ever larger. It is a hopeless loop, a recurring curse, and that's just fine.

So that's why we are here, and that's why we read science. … "

<To be continued…>

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《为什么要相信达尔文》译后记

Thu, 03 Dec 2009 13:39:43 +0800

为什么要相信达尔文 经过很多人的劳动与努力,《Why Evolution is True》(Jerry A. Coyne, 2009)的中译本《为什么要相信达尔文》目前已经上市了,总算赶上了达尔文年的末班车。应本书的编辑之一,松鼠odette的建议,我把译后记贴在这里,算是做个宣传,让更多的人有机会了解这本书。此次翻译工作是在十三和桔子的大力帮助之下促成的,在此一并谢过!在这本书中,应审读的龙漫远教授的建议,evolution均译为"演化论",所以译后记中也没有使用传统的"进化论"一词。具体的原因可以参见本书发布会上龙老师的解释

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

书终于译完了,感慨良多,不免想要写下来与读者们分享。动笔之前,我决定去厨房给自己冲一杯咖啡。恰巧房东正在厨房打咖啡豆,于是热情地邀我品尝他手工冲制的咖啡。

我的房东菲利普•纽维尔(Philip Newell)先生是位基督教牧师,一个彬彬有礼而又不失风趣幽默的耄耋老人。他并不是一位普通的牧师。纽维尔先生拥有哈佛大学的神学博士学位,退休前的最后一份工作是在纽约的哥伦比亚大学任神学教授。更令人惊讶的是,在若干本记述20世纪中叶美国历史的书籍中,你都可以找到他的名字。然而,作为白人的他被历史记住的原因,却是其毕生为黑人人权运动所倾注的心血。

在纽维尔先生年轻的时候,二战已近尾声,但黑人在美国仍旧受到明显的歧视。然而今天,无论是穿行在时代广场的人流中,还是坐在曼哈顿地下四通八达的地铁上,你几乎没有机会看到任何带有种族主义色彩的言谈举止。特别是美国的年轻一代,在观念上已经几乎没有肤色差异的概念了。这样巨大的变化源于马丁•路德•金等黑人人权运动家在20世纪60年代的不懈努力——他们付出的甚至是生命的代价。在这之中,当时在华盛顿的一个教区担任神职的纽维尔先生也贡献了自己的一份力量,甚至还曾为此遭受牢狱之灾。

可能是上了年纪的关系,纽维尔先生在很多方面还保持着古旧的生活习惯。他一直坚持在炉子上烧水冲咖啡,而不喜欢咖啡机冷凝水冲出来的咖啡味道。在厨房等着水开的时候,他随口问我演化论的书翻译得如何了。当得知全书已经译完的时候,他很开心地向我表示祝贺,并且告诉我:他正为下周要主持的一个宗教仪式准备讲稿,受我译书一事的启发,准备以演化论为当天向教众宣讲的主题。最后,房东真诚地对我说:"演化论当然是正确的,那是上天赐予我们的礼物!"

听完房东的话,我口中苦涩的咖啡突然变得如同蜜糖一般,整个人都淹没在了巨大的幸福感之中。要知道,作为一名坚定相信演化论的生物学研究人员,在翻译这本书的日子里,我仿佛与原作者杰里•科因博士一起经历了一场大辩论,顶着美国社会原教旨主义的巨大压力,让事实告诉人们为什么演化论是正确的。可是,写书是一个人的独白,是一场没有对手席的辩论。当它终于告一段落时,己方的观点能够得到别人的承认,特别还是出自一位牧师之口,我压抑了很多天的情绪在一瞬间释放了出来。

我想,阅读这本书的时候,每一位读者多多少少也会与我一样,产生出为保卫演化论而与科因博士并肩作战的感受。然而掩卷沉思,大家或许也会与我一样产生一个疑问:在人们普遍相信演化论的中国,我们是否需要翻译一本写演化论的书呢?其实,在动手翻译这本书之前,我心中就已经产生了这个疑问。但在翻译的过程中,这个疑问却渐渐有了明晰的答案——今天的我们的确需要这样一本关于演化论的书。具体来说,或许可以归纳出五方面的原因。

第一个显而易见的原因在于,这是一本有趣的书。阅读可能是为了获取知识和信息,但也可能单单只是为了娱乐。如果鱼与熊掌可以兼得,又何乐而不为呢?

人为什么会起鸡皮疙瘩?三十只杀人蜂为什么能在一两个小时内把一个蜜蜂巢变成三万只蜜蜂的坟场?作为哺乳动物,鲸鱼与哪一种陆地上的哺乳动物亲缘关系最近?为什么有一种恐龙的学名会叫做中文的"寐龙"?在寄生虫控制之下的动物真的会像科幻电影里那样做出恐怖的诡异行为吗?为什么看起来极其细微的差别就能令植物被划分成不同的物种,而外观体形迥异的各类宠物犬在生物学家看来却是一个物种?

所有这些问题,你都可以在这本书中找到答案。而这些还只是这本书所描述的趣事之中很小的一部分。了解了这些有趣的事,下次再去动物园或自然博物馆的时候,你的观感会大不相同:无论是动物还是化石,都不再只是一个个枯燥的名字,而蕴含着一个个传承了千万年的故事。某些故事甚至堪称耸人听闻,不失为朋友间闲聊时的上佳谈资。

第二个原因要从时间角度去看:虽然今天的演化论本身与当年达尔文所提出的演化论并无太大区别,但演化论研究所使用的方法与手段已经大大不同了,而我们手中所掌握的演化论证据也已经大大超出了前人的所知。

科学最大的乐趣在于其中所蕴涵的规律性。无论是哪一个科学的领域,科学家们都是致力于寻找现象之下的本质,试图找到规律,再用规律来探寻更多的未知。伽利略说大小金属球会同时落地,人们就在比萨斜塔下看到了同时落地的大小金属球;门捷列夫说锌之后还有类铝,人们就在锌矿中提炼出了性质类似铝的镓;爱因斯坦说光线会弯曲,人们就在日全食中观察到了太阳透镜;而演化论亦是如此。虽然达尔文写作《物种起源》已是整整150年前的事了,但即使生物学已经发展到了今天的分子水平,仍只是不断地验证了演化论的正确性。

如果要评选近二三十年发展最迅猛的科学领域,很多人可能会给信息技术投一票。可是,我要把自己的这一票投给生物学:随着人类对生命的认识逐渐深入到分子层次,今天的生物学与达尔文的时代早已经不能同日而语了。只不过,这些发展不像信息技术一样体现为大众触手可及的产品,因而不被一般人所知罢了。真正令人吃惊的是,即使在生物学蓬勃发展的今天,演化论仍是生物学整体的主轴所在。生物学的很多研究方向都不能回避演化的问题,甚至要在某些方面依赖于演化论这一基础。

以我自己所从事的结构生物学为例。它所关注的是蛋白质等生物大分子的三维精细原子坐标结构,看似与演化论隔了十万八千里。但事实上,两者有着千丝万缕的联系。我近期刚刚发表的一篇学术论文在原子层次探讨了一种酶的单分子工作模式与双分子工作模式的区别,核心观点就是从单分子到双分子所带来的演化优势。而事实上,恰恰是在低等动物体内的这种酶采取了单分子模式,而高等动物体内的这种酶采取了双分子模式。类似的在演化角度探讨蛋白质结构的情况也是很常见的。

自从严复先生翻译《天演论》至今,演化论思想进入中国已经百年有余。然而,可能正是因为我们对于演化论的普遍接受,正是因为演化论在中国没有与之竞争的理论,才令我们的演化论教学变得异常简化,引用了一些陈旧的、不完整的、甚至是有所谬误的例子。岂不知,在当今生物学发展的大背景下,演化论不仅找到了基因这个遗传物质基础,更在核酸和蛋白质等诸多分子生物学领域找到了无数的坚实证据。与此同时,在现代技术的支持下,古生物学也焕发了第二春,以前所未有的坚定姿态成为演化论的有力后盾。而本书恰恰包含了不少这方面的新鲜例证,甚至涉及了去年才刚刚发表的学术论文。

第三个原因要从哲学的角度来探讨——演化论是一种科学,但它更是一种哲学。

归纳来说,自然科学探究的问题无非是两类:"是什么"与"为什么"。而后者又总是以前者来解释的。比如一个简单的问题:为什么天上的云彩会下雨?科学的回答是:云是气态水液化而成的小水珠,当小水珠越变越大,无法被空气托住时,就会落下来形成雨滴。这个回答其实就是"是什么",它描述的是下雨的客观过程,没有主观意志的存在。如果说云彩下雨是观音柳枝洒下的玉露,或是龙王鼻痒打的喷嚏,那就违背了自然科学本身唯物的客观性。

演化论不同于其它科学之处在于,它所追究的几乎全是"为什么"的问题:为什么恐龙会灭绝?为什么鲸鱼要从陆地上返回水中生活?为什么人不再长尾巴了?除了为什么,还是为什么。而在面对这些问题时,运用"是什么"来作答变得极其困难和复杂。为什么长颈鹿有那么长的脖子?最简单的回答是:因为它想要吃到高处的树叶。最不负责任的回答是:上帝赐予了它长长的脖子。

然而,达尔文创立的演化论正是要告诉我们:与其它严肃客观的自然科学一样,演化论面临的"为什么"同样可以用"是什么"来回答,同样是没有主观意志的客观必然。我们在承认演化论的同时,却很少有人站在这样的立场上去认识演化论。而这本书通篇都在试图帮助读者以客观的视角来认识演化,甚至在最后一章中直言不讳地指出:演化论之所以令不少美国人恐惧,正是因为它所蕴含的自然主义的唯物思想。

第四个原因在于,我们自以为了解演化论,其实却不尽然。正如作者在全书第一章开篇所引用的雅克•莫诺的话所说:"演化论有个奇怪的特点——每个人都觉得自己了解演化论。"一般人以为这是针对演化论的反对者而言的,但其实对于演化论的支持者而言,情况往往也是这样。不了解演化论就意味着其对演化论的相信是盲目的。从某种意义上来讲,盲目地相信演化论与盲目地相信神创论并无太大区别。

科学不同于宗教。对于宗教,信仰可以只是简单的相信,甚至在某种意义上最好只是简单的相信。但科学并不需要盲目的信仰者。科学的真理建立在坚实的观察证据、实验证据,以及以此为基础的严密的逻辑推理之上。而我们中的大多数人只是简单的相信演化论,却并不了解演化论的科学内涵与哲学内涵。当这种盲目肤浅的"相信"面对质疑的时候,就不免会有动摇之虞,会被充满激情、混淆视听的谎言所蒙蔽。从这个意义上讲,我们也的确需要这样一本认真讨论演化论的书。

由此也就引出了最后一个原因:智设论正在中国悄然生根。然而正如本书中不断指出的,智设论只是披了科学外衣的宗教信仰。我国作为一个天主教和基督教没有广泛基础的国家,本来并不存在智设论发展的温床,更不要说神创论了。但恰恰由于人们普遍相信演化论,才使这一领域处于一种不设防的状态之下。

一些在美国从事智设论宣传的华人出于各种不同的目的——既有单纯传教的也有借机出名的,回国扯起了智设论的大旗。特别是近年来,随着对外开放程度的加深,在我们这个宗教信仰自由的国家,笃信上帝的人逐渐增多,这也从客观上为智设论和神创论的发展提供了机会。

在这样的背景下,近几年国内未见有演化论的书籍出版,反而有反对演化论的书籍受到追捧,也就没什么可奇怪的了。逆向思维,挑战权威的学术精神固然不错,但面对正在抬头的智设论,一本内容有趣可读、例证丰富新鲜、思想深刻精辟的演化论书籍的确是我们所需要的。

说了这么多,我都是站在一名演化论支持者的立场上。对于尚在怀疑之中的人来说,我的表态似乎有失公允,不足取信。但其实即便站在演化论反对者的立场上,这本书仍有可读之处。

任何一种科学的争论,乃至一场普通的辩论,胜出的前提不是自说自话,而是认真了解对方的立场,并做出有针对性的回应。真理不是不辩自明的,而是越辩越明的。相信一个理论不是要回避相反的意见,反而是要认真了解反对的意见,再给予有力的反驳。要证明"演化论是错的",首先就要认真地了解演化论的真正内涵。科学是不断进步的,没有人可以保证本书中的每一句话都是完全正确的,但科学的道理是可以自己辨清的。事实上,正是在与演化论反对者的不断辩论之中,演化论才得以日益完善,变得越来越完整,越来越严谨。

今天,人类文明已经远离了愚昧的中世纪,每一个科学门类在自己的领域内都成为了描述世界的不二之选——除了生物学。这门研究生命的科学还蕴涵着很多的未知以及不确定,并因此备受争议。演化论所面临的挑战不过是生物学所面临争议的集中体现罢了。可以说,正是这种争议的局面让生物学的研究仍处在中世纪末的科学蒙昧时期:科学因为自身体系的不完善而遭人诟病,不得不与迷信进行不懈的斗争。

斗争的过程或许是艰辛的,但前途当是光明的。这正如我的房东纽维尔先生年轻时为黑人人权所做的斗争一样。在那个时代,让美国的黑人平等地拥有与白人一样的权利,甚至有一天成为统治这个国家的总统,那简直就是天方夜潭。然而,奥巴马入主白宫的事实已经永载史册。演化论,乃至生物学,所面临的困境恐怕还不至于此。

记得奥巴马赢得大选的那个夜晚,我陪房东一起守在电视机前等结果。当宣布奥巴马获胜的时候,年逾八十的纽维尔先生振臂高呼,兴奋异常。他激动地对我说:"祝贺奥巴马!祝贺每一个美国人!这是奥巴马的胜利,也是每一个美国人的胜利!"而我对他说:"我也要祝贺你,因为这也是你的胜利!"同样的,在某种意义上,每一个从事生物学研究的人或许都应该感到庆幸,因为生物学还有太多的不解之迷,生物学的牛顿、开普勒、或者门捷列夫也许就将诞生在我们之中。

然而,我们之中的有些人是悲观的,他们看到了细胞、蛋白质、基因的千差万别,因而认为生物学永远不会像物理学或化学那样能够总结出统一的规律。可是,试想达尔文生活的时代,他眼中的飞禽走兽、花鸟鱼虫更是千姿百态,但他却最终把生命现象统一到一起,为我们贡献了不朽的演化论。这一理论远远超越了他的时代,以至于在英语世界,"达尔文学说"始终就是演化论的同义词。随着我们对生命的认识愈加深入,像物理学和化学一样可量化的生物学规律必然会诞生在可预见的未来。我们所缺乏的只是更丰富的数据和更深刻的思想。

作为美国最大的非赢利性医学和生物学研究经费的提供者,我所供职的霍华德•休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)在每个季度都会发行一本内部刊物寄到员工家中。这一期的封面上就是查尔斯•达尔文沉思的面庞。封面文章的标题是《我们仍旧在向达尔文学习》。这或许就是对于演化论重要性和必要性的最佳注解。

房东冲制的咖啡已在我手中失去了热度,感慨也该就此打住了。冷静下来想想,演化论的涵盖范围太过宽广,涉及了众多的科学领域,难免有不少并非是我所熟知的。对于本书中所涉及的专业知识,如有翻译不当之处,欢迎广大读者批评指正,共同提高!

2009年9月

于纽约曼哈顿

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抢稿小红猪

Thu, 03 Dec 2009 07:06:00 +0800

RedPig-shadow

请继续关注小红花制度!!撒小红花~~请看小红猪翻译小分队新一期:

生命自己的生命(下)》,对不起各位童鞋,上周这篇没完……虽然忘了说"且听下回分解",但还请看官们"书接上回"

请到以下英文全文抢稿贴后留言抢稿

拿什么拯救你系列之《拿什么拯救你,我的北极》,以及两篇关于人工智能的小文《AI 2 in !》

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[小红猪]生命自己的生命——合成生物学指引我们向何方?(下)

Thu, 03 Dec 2009 01:53:55 +0800

译者:Ent  原文见

生命自己的生命——合成生物学指引我们向何方?(上)

image"如果我们自己设计自己的后代,将我们从生物演化的专横中解放出来,会怎样呢?"Drew Endy在我们第一次会面时问到,那是在他位于麻省理工学院的办公室里,直至2008年夏天,他一直是那里的生物工程助理教授。(那年9月,他去了斯坦福。)Endy是最有说服力的合成生物学传播者之一。他可能也是最令人不安的传播者,因为虽然他怀着孩童般的热情创造着新生物,他却非常坚持在几乎每一个他可以找到的论坛中讨论着他的新兴学科的两面性——前景与危机。"我此刻谈论的是构建一个将会运作几乎整个大千世界的事物,"他说。"如果这不是一个国家的战略优先,那还有什么能是?"

Endy过去一直接受的是土木工程师的训练,他的童年在用积木搭建世界中度过。现在他却想建造实实在在的生物体。也许是因为他办公室角落里那三面用旧了的康佳鼓,也许是他那个好像从树屋里出来的乱糟糟的头型,又或者是挂在他墙上的自行车——但是当他说道把新型生命集合到一起的时候,很难让你不联想当初那个小男孩和他的积木。

Endy在生物领域中留下的第一个标志是高中时候差点考试不及格。"我拿了个D,"他说。"而且我觉得自己真走运。"当他从利海大学(Lehigh University)拿到工程学学位的时候,他选了一门分子遗传学的课程。他把研究生的时光都用在了建立细菌病毒模型,但是它们太复杂了,Endy渴望简单简洁的东西。正是从那时起,他开始考虑把细胞的各个部分放到一起。

不要忘记积木的秘密——成功的方法在于你可以拿出任何一块并且让它们与其他的连接在一起——在2005年Endy和他东西海岸的同事们创立了生物砖石基金,一个为DNA研究组装标准化部件的非营利性组织。把童年的积木块变成现在的科学词汇的科学家,Endy不是唯一的一个,甚至作为合成生物学家也不是唯一的一个。"把各个部分结合在一起的想法——不管这些部分是电路,微流体部件,还是分子——指引着我在实验室的大部分工作,"物理学家及合成生物学家Rob Carlson在他的新书《生物是科技:制造生命的前景,危机与商机》中写道。"当我最好的想法出现在脑海中并逐渐成形的时候,我发誓我听到了'卡哒'声。"

"生物砖石"的档案室是一个实体存在的存放处,但它也有网上目录。如果你想要构建一个生物体,或者以新的方式制造它,你可以去那些卖木料或者工业用管子的地方。DNA的组成部分——启动子,核糖体附着点,质粒的主干,还有其他成千上万的部分——被编成目录,给出解释,开放讨论。这是一种针对未来生命形式的理论型维基百科,并且还提供附加的好处,即构建它们的原材料。

我问Endy在他看来是什么原因使得那么多人对于构建新的生命形式如此排斥。"因为它能吓死人,"他说。"这是有史以来最棒的科学平台,但是它所引发的问题却是最难回答的。"如果你可以恰当地为一样东西测序并且掌握了描述这个生物体的信息——不论它是病毒,恐龙,还是人类——你最终都具备了建造这样东西的人造版本的能力。这给了我们另一种繁衍生命体的途径。

最直接的途径就是由父母传下来——一代接一代。但是这个过程有很多的错误。(当然在达尔文的世界中,一定数量的这些变异是必要的。)Endy说,"如果你可以利用一条额外的途径来完善演化过程,解码基因组,把它分离出来当成一种信息"——这就是说,把它按照编写软件程序的方法分解成特定的DNA序列——"我们就可以设计出任何我们想要的东西,以及重新编译它们,"这就使得科学家们有办法防止很多遗传性疾病的发生。"到了那时候,你可以制造出可供一次性使用的生物系统,不必考虑它的繁衍,你还可以制造出很多更加简单的生物体。

Endy沉默良久,久到我意识到他所说的是制造我们自己的孩子。"如果你看看今天的人类,我们,你也许会问我们的人体设计上有多少限制是为了确保我们具备繁殖的能力,"他说。实际上,那些限制影响重大。至少在理论上,自己设计后代可以让那些限制消失。但是在谈到这个问题之前,有两个根本的问题需要回答:这样做将会带来什么样的危机,又会带来什么样的生机?

Ent译

不难想象,合成生物学会带来很多令人很不舒服的风险:谁将控制这项技术,谁将为它买单,花费又将是多少?我们每个人都将从中受益吗?或者是像1997年的电影《千钧一发(Gattaca)》里描绘的世界那样,最成功的孩子是经由优生学筛选出来?会不会出现新的基因有产阶级和基因无产阶级,并与之相伴地出现新的歧视——基因主义?更重要的是,操控和创造生命到底有多安全?有多大可能出现意外,让生物被释放到本不属于它的世界里?还有,这项科技是不是很容易被那些一心向往毁灭的人们掌握?"我们所讨论的东西从未有人做过,"Endy 说,"如果支持着这项技术的社会崩溃了,我们用不了多久就会灭绝干净;都没有机会返回传统农业时代,甚或前农业时代。直接就完蛋了。"
自从人类开始向农作物中转入外源基因以来,这些担忧就一直存在。主要是基于这个缘由,转基因食品的反对者才会援引审慎原则:潜在的风险与利益并存时,应该优先考虑风险。譬如ETC 的 Jim Thomas 就肯定是持这种观点,他形容 Endy 是"首席合成热心人士"。但是他也认为Endy 属于三思而后行的那种科学家,不会低估这个领域的可能风险。"我觉得他是当之无愧的最关注这个问题的人," Thomas 说。

有关转基因食品的争辩常常聚焦于理论上的危害,而非切实的好处。"如果你建了座桥,结果塌了,那你这辈子就甭想再获准去设计桥梁了,"Endy说,"但是这并不意味着别人不能再建新桥。这种情况下我们就等于是承认,风险在所难免。" 他相信合成生物学的道理也是一样的。

我们也必须考虑我们社会的基本目标,以及科学如何帮助我们实现它们。"我们已经见到了青蒿素与疟疾的例子,"Endy说,"也许我们可以完全避免疾病。这可能需要我们在医学领域经历一次大转变,正如环境科学与环境工程在二战后的转变一样:起初,工业遇到了麻烦,人们说,嘿,那条河烧起来了,咱得把它扑灭。这样做到第n次的时候,人们开始说,也许我们不应该建造往水里排放油污的工厂,那让我们把污染物全都收集起来吧。结果真的做起来发现非常烧钱,因为即使收了起来也还要想法处理掉。最后,人们说,咱还是重新设计下工厂,别再排放这些垃圾才是正道。"
Endy 指出,我们每年在医疗卫生上花费数千亿美元,而防病明显比治病要划算。"我猜,我们对于医疗开销危机的终极解决方案是,重新设计自己的身体,让我们不用再对付这些毛病。但是要注意,"他强调说,"除非有一整套成型的价值体系,能够让我们把道德、美、以及美学的概念都映照到我们自身的存在之上,否则没法着手去做这种事情。"

"这些抉择将会影响深远。设想一下,当你真的可以打印出你后代的基因组时,会是何等场景?当然啦,你可以从自己的序列出发,和你的另一半的序列搅成一团,或者随便另几半都可以;反正计算机不在乎。而且,假如你想要进化,你可以添上几个随机数生成器。这相当于给合成设计增添了偶然的成分。"

尽管 Endy 从生物学角度谈论该技术的未来时充满激情,他也承认科学家们其实所知有限。"关于生物技术作为工业生产平台的前景,重要的是,我们需要揭穿某些夸大之辞和过高期望,"他说,"我们现在只不过勉强弄明白了些皮毛,但是我们能走多远?这问题必须公开讨论,因为假如它没有答案的话,没法讨论风险和社会的问题。"
然而,答案还没有出现。发明家兼材料科学家 Saul Griffith估计,给我们的星球供能需要大概一万五千亿到一万八千亿瓦的能量。动用合成生物学的工具,我们能够生产多少能量?估计值从五千亿到九万亿瓦不等。"假如到头来发现是低的那个数,那我们就挂了,"Endy 说,"因为如果不能生产出那么多能量,我们干嘛冒这个险呢?但是假如在高的那一头,那我们讨论的可就是生产五倍于我们所需的能量,用的还是对环境友好的方法;其利益之大,即使扣除可能的风险,也让人不容置疑。但是我不知道这个数字是多少,我也不认为现阶段有任何人能知道。因此,我们至少应该承认,我们还在探寻之中,而答案不容易得到。"
"我很难和别人严肃讨论这些问题,因为人们总是对此怀有强烈的戒备心," Endy接着说,"科学家站在一边,公众和社会团体站在另一边。而且,公正地说,科学界对话的方式经常就是拒绝对话。但是有的环保团体会主张,在我们确信一切安全之前,任何东西都不许离开实验室。而实际上科学不是这么运作的;我们不可能几十年后从实验室里带着答案钻出来,我们需要一边实践一边开发解决方案。我相信,这技术的潜力非常大,足够说服人们去冒一下险。"
我很好奇,这一切有多大的成分纯属科幻?Endy 起身问道,"我能给你看些东西吗?"边说边走到一个书架旁边,抓起四个灰色的瓶子。每个瓶子里装着大概半勺砂糖,同时还各标有一个字母:A、T、C、G,分别代表DNA里的四种脱氧核糖核苷酸。"这些化合物都是从甘蔗衍生出来的,你可以成罐地买,"他说,"这些东西到最后就变成了DNA的四种碱基,可以轻而易举随意组装。你把这些瓶子挂到机器上,再从电脑上往里输入信息,就是一个DNA序列——比如说T-A-A-T-A-G-C-A-A。你想造啥就输进去啥,而机器会自动帮你从零开始把这些原料缝起来。其实就是个食谱:你拿着原材料和信息,把遗传物质编纂起来。只需坐在笔记本屏幕前面,这头往里面敲字母,那头就出来你要的生物。"
我们还没有机器能够把这些糖类转变成整个基因组,Endy耸耸肩。"但是我觉得理论上没有什么因素会阻碍这些实现,"他说,"就是个钱的问题。如果有人愿意为此买单,那么事就肯定能成。"他低头看了看表,向我道歉:"对不起,我们不得不另找时间继续讨论了,因为我和国土安全部的家伙有个预约。"
我有一点惊讶。"他们问的问题和你一样,"他说,"他们也想知道这事情到底能走多远。"
三十五年前生物技术诞生之时,科学家跳过了一步,直接跳到了产物之上,而非首先关注生产它们所需要的工具。运用标准的生物学元件,合成生物学家或者生物工程师已经可以一定程度上给活体生物编程,犹如计算科学家给计算机编程一样。然而,基因协同工作的复杂程度令人望而却步;一个基因产生的蛋白会被另一个蛋白抵消或者加强。科学家从架子上拽下来几个基因,混在一起,就能生产出各式各样的产品——那种境界我们还远未达到。但是登记在册的公司正在迅速增加,驱动相关领域前进的知识亦然。
很大程度上,是 Endy 对于基因开关的痴迷在驱动着他在斯坦福实验室的研究。他和他的学生正在试图创造出由基因编码的记忆系统,而他当前的目标则是构建一个能够数到256的细胞——这个数字源于基本计算机编码。解决实际的挑战绝非易事,因为会数数的细胞必须能够在分裂时释放可靠的信号,还要记住自己释放了几次。
"如果我们身体里的细胞都带上了一点点记忆,想象一下我们能干些什么吧,"我们第二次讨论时 Endy 说。我不太明白他的意思。"你的电话就有记忆,"他解释道,"想想它都允许你存储了多少信息。电话和它背后的科技在细胞内部不能运作;但是假如有一个基于蛋白质、DNA、RNA的系统,让我们的细胞能数到两百——嘿,转眼间我们就有了一个工具,能让我们获得前所未有的计算和记忆能力。"
"你知道我们如何研究衰老现象吗?"Endy 接着说,"我们现在使用的工具简直就像砍了树然后去数年轮。但是如果细胞有了记忆,我们就能以恰当的方式数出细胞年龄。每次细胞分裂,就在计数器上加个一。也许这能让我们以目前尚不可企及的精度去观察细胞的变化。然后我们还可以为人们提供控制器来重新调节这些细胞。或者我们还可以说,哇,这个细胞已经分裂了两百次了,明显是失去自控能力变成了癌细胞。灭了它。从这个角度去想,所有的疾病都可能有新的疗法。"
合成生物学的变化如此之快,以致于任何预测都显得毫无意义。连 Endy这样的人也为这个事实而头痛不已。 "Wayne Gretzky 曾经说过:'我总是滑到冰球要去的地方。'要想成为伟大的冰球运动员,就靠这一手了," Endy告诉我,"但是当冰球正在像火箭一样加速,轨迹根本没法预判时,你要往哪里滑呢?你要雇什么样的人,让他们干些什么?要知道,现在占据着我们最优秀头脑的那些念头,五年之内就会变成初中生的课外科研项目。没准只需要三年。"

"我们正处在指数增长的风口浪尖上,而且即使是对于那些全心投入的人们而言,航行于指数增长的浪潮之中也是件相当棘手的事情。何况,假如我们脚下的大浪拥有以如此根本的方式冲击这个世界的能力,而且是从我们未曾考虑过的角度,那让人如何讨论它?"
几十年来,人们一直在援引摩尔定律:一张硅片上所能容纳的晶体管数目每两年翻一番,计算机的运算能力亦然。当1964年IBM360型计算机推出时,顶尖型号拥有8M 的主存,造价高达两百多万美元。而今天,花个一百美元就能买到内存千倍于此的手机。
2001年,时任伯克利分子科学研究所研究员的Rob Carlson决定检查一个类似的现象:合成DNA能力的增长速率。他画出的东西被后人称之为Carlson曲线:它显示的速率和摩尔定律十分类似——甚至有超越后者的倾向。十年以前,成千上万的实验室在使用价值十万美元的自动化DNA合成机,现在它们的价格不到一万美元,而且大部分时候eBay上有起码一打的二手合成机待售——每台不到一千美元。
从1977年——Frederick Sanger发表第一篇自动DNA测序的论文的年份,到1995年——基因组研究所报道了首个细菌基因组序列的年份,这段时间里该领域进展缓慢。接下来,人们花了六年时间,完成了远为复杂的人类基因组草图;又过了六年,到了2007年,全球的科学家们开始测定一千多人的全基因组。哈佛遗传学家George Church的"个人基因组计划" 现在打算为十万人测序。

2003年,当Endy还在MIT的时候,他和他的同事Tom Knight, Randy Rettberg, 以及 Gerald Sussman 创立了iGEM——国际合成生物学大赛——目的是鼓励利用标准化部件建构生物学系统。2006年,Endy手下的一队本科生利用"生物砖石"部件给大肠杆菌(通常气味很难闻)重新编程,让它生长时闻起来像冬青树,而生长完成之后则闻起来像香蕉。他们将成果命名为"香水菌"。【原文为"Eau d'E Coli",是戏仿具有清淡香味的古龙水eau de Cologne——译注】2008年,已有二十一个国家的一千多名学生参赛,来自斯洛文尼亚的获胜小组运用自行设计的生物学部件制出了幽门螺杆菌的疫苗,这种寄生在胃部的细菌会导致胃癌。此前还没有找到适用于人类的此种疫苗。迄今为止,这个小组已经在小鼠上测试了他们的造物,结果颇具潜力。
这是开源的生物学,全部知识产权共享。当然了,理想主义的学生可以运用的东西,恐怖分子同样可以用。许许多多的博客提供相关领域的一切建议,从如何保存蛋白质,到为DNA脱盐的最佳方法。像这样的开放性很吓人,已经有人呼吁要对此类技术实行更严格的掌控。Carlson和许多其他人都相信这不大可能通过严格的条规来实现。几年以前,他在西雅图家中的车库里开创了他自己的生物技术公司"Biodesic",除了一张信用卡之外几乎别无其它工具——生物版本的DIY运动。想当年,许多计算机公司就诞生于DIY运动,包括苹果。
他开发出的产品可以让人们利用DNA技术对蛋白质进行鉴定。"并不复杂,"Calson告诉我,"但是我想看看通过邮件订单和DNA合成,我都能干出些啥名堂。" 结果名堂大了。Carlson在笔记本电脑上设计分子,然后把序列送给合成DNA的公司。大部分的设备都可以在eBay上买到(或者,有些时候得去LabX,一个专注于科学器材的站点)。所需的不过是能上互联网。
"严格的条规不可能管用," Carlso 说。"这并不是一个很好的比方,但是看看禁酒令吧。当政府限制酒精的生产和销售时,发生了什么?犯罪率激增。犯罪变得组织严密且更加强大。合法生产商不能销售酒精,但是在车库里或者仓库里却很容易生产。"
到2002年,美国政府加强了努力,企图限制脱氧麻黄碱的生产和销售。先前,生产这种药物的小作坊遍及全国;今天,药物生产得以职业化、集中化,而药物管理局却说关于脱氧麻黄碱的生产,他们所知的反而更少了。"黑市正在变得越来越黑,"Carlso 说。"尽管有这么多的限制,脱氧麻黄碱晶体的使用量仍然在增加。" 严格控制未必会给合成生物学带来类似的命运,但是有此可能。
Bill Joy,Sun Microsystems的创立者之一,反复呼吁限制这一技术的运用。"有可能,自我复制机制的运作可以比我们想象的更为基本,也因此更加难以控制——甚至是不可能控制的,"他在发表于《连线(Wired)》杂志一篇题为《为什么未来不需要我们》的文章中写道,"除此之外,我看唯一一种现实的出路就是放弃:限制我们对于某些知识的探索,从而限制某些太过危险的技术的发展。"
即便如此,想要对知识的探寻过程进行监察,这种事情从来没有真正成功过,部分是因为社会并没有指标去决定谁应该掌握信息,而谁又不应该。与之对立的方案也许会带来更好的结果:加速科技的发展,让它面向更多的人开放,并且给予他们相应的教育。否则,假如Carlson 关于甲基麻黄碱的类比在这里是准确的话,那么力量将会直接流入那些最不可能明智利用它们的人手中。
为了让合成生物学达成它的目标,我们还需要一套教育体系,能够鼓励怀疑精神和科学研究。2007年,新加坡、日本、中国和香港(数据来自分别统计)的学生在一次国际科学竞赛中表现均超过美国学生。美国的成绩自从1995年——举办这场竞赛的第一年——以来实际上就已停滞不前。成年人甚至科盲情况更加严重。2009年初,加州科学院在全美范围内举办的调查结果表明,只有百分之五十三的美国成人知道地球绕太阳一圈需要多长时间,而只有稍微多一点的人——百分之五十九——知道恐龙和人类从没有共同生存过。
合成生物学家必须克服这一无知。只有当人们激动万分地积极参与时,乐观主义才能占得上风。干嘛费那心呢?因为这绝不只是让大肠杆菌闻起来像口香糖,或者让鱼发出颜色多变的光芒这么简单。我们的星球处于危难之中,而大自然需要帮助。
科学家认为,我们当做燃料来使用的烃类无非是树叶收集来的浓缩的阳光。有机质腐烂,被细菌分解,埋入地下,经过千百万年的压力,变成了石油和煤。这时我们把它们挖出来,耗资巨大并且对环境有灾难性的影响。全球范围内,我们在陆地和海洋上打下深井,铺设管道,把我们的能量输运到巨大的炼油厂。这一直是工业的发展模式,并且已经成功运作了将近两个世纪。但是它不能再运作下去了。
工业时代即将接近尾声,最终会被生物工程时代取代。这个变化绝非轻而易举(也不会很快实现),也绝不会解决我们期望它解决的每一个问题。但是在青蒿素上能实现的事情,在我们这个物种的很多生存必需品上一样能实现。"我们曾经在宠物身上做的那些事情,即将在细菌身上发生,"基因组未来主义者 Juan Enriquez 在描述我们的世界从依赖机器向依赖生物学的转变时这样说过。"家庭宠物实际上就是驯化的寄生生物,"他指出,"它们已经演化到和人类产生互动的地步。栽培种玉米也是如此"——一种本不存在的作物,被我们创造出来。"同样的事情现在要发生在能源上了,"他接着说,"我们要驯化细菌,让它们在密闭的培养箱里生产东西,创造能量,比现有的方式远为干净、有效。而这仅仅是为生命编程的开山阶段。"

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