生命的目的性：生物世界的规则

生命的目的性特质是生命系统有序复杂性的一个方面，人类数千年来早已明确意识到了这一特质的存在。生命的目的性特质是如此明晰，以至于生物学家们专门想出了“目的性”这个术语来描述它。目的性大约在半个世纪之前被提出，为了将其与“目的论”相区分，目的性的英文后缀暗示了某种宇宙规律的存在。^[1]我们将在第2章和第8章中详细描述这两个术语之间的关联。目前，就让我们简单地记住，目的性作为一个生物学现象从经验上来说是确凿无疑的。所有生命的行为背后仿佛都有某种目的，而目的性这一术语不过描述了这种显而易见的行为模式罢了。所有生命体都忙于各自的活计，筑巢、收集食物、保护幼崽，当然还有繁殖。事实上，正是这种行为模式让我们能在生物世界中大致理解并预测事件。比如，我们能理解一位哺育后代的母亲，我们不会（至少知道不应该）分离母熊和它的幼崽；我们明白两个雄性生物为什么会为了雌性而相互竞争；我们也知道流浪猫为什么会在垃圾桶中翻翻拣拣。依据生命的目的性特征，我们光凭直觉就可以理解生物世界的运作（当然也包括人类活动）。

相比而言，要理解和预测发生在非生物世界里的事件，要依据的法则就颇为不同。非生物的世界里不存在目的性，只有物理和化学定律。比如，你朝空中扔了一个球，那么这个球会落在什么位置呢？我们不能通过思考球的意图来计算出它准确的落点。球不具有任何目的性。这个问题只有通过牛顿运动定律才可以解决。当你将化学物质混合到一起时，这些化学物质将如何反应并会生成什么样的物质呢？根据这个问题的性质，你会利用适当的化学法则来做出合理的预测。这些例子中物质的行为没有目的，没有意图，其运作只依据自然的法则。关于非生物世界中物质的“目的”这种说法，早在17世纪现代科学革命中就被破除了。

但目的性的存在，将我们引向了一个非常奇怪，甚至是怪异的现状：从某种根本意义上，我们好像同时生活在两个被各自的规则所控制的世界里。非生物的世界由物理和化学定律控制，而生物世界则按照目的性的规则来运行。确实，鉴于这两个世界彼此不同，我们和这二者之间的互动也有不同之处。试想一下我们和非生物世界之间的互动。我们在必要的时候会从一个地方搬迁到另一个地方；我们在天冷的时候会为身体保暖；我们在下雨的时候不让自己被淋湿；我们建造起封闭的物理空间来保护自己并且在其中生活；尽管有重力的作用，我们还是学会了上坡；我们还会生火做饭、制作工具、修补漏雨的屋顶、避免受到物理伤害等等。我们所有和非生物世界的互动都基于一个认知，那就是宇宙的运行受到某种自然法则的控制，而这些法则主要可以通过物理知识来描述。理解这些法则能帮助我们避开麻烦，如果我们善于利用自然的运作模式，我们甚至可以更高效地实现生活中的目标。这实际上就是科技的本质，即创造有益的方式来利用自然法则的系统。

我们与生物世界之间的互动则颇为不同，而且远比与非生物世界的互动要复杂。就像我们先前提到的那样，生物世界是符合目的性的，所有生物都忙于实现自己的目的，而它们在这么做的过程中也就不得不考虑其他生命体的目的。因此，生命体之间形成了一个彼此间行为互相依赖的互动网络。再想想人类，我们通过语言、文字和动作与我们的家人、同事和社会中的其他人进行无数的互动。这些互动有时是为了合作，有时是为了竞争。比如，我们在咖啡店买一杯卡布奇诺，又或是去理发店理发，这都属于合作性互动；在市场里为了某个物件讨价还价，抑或是抵抗入侵者，这都属于竞争性互动。当我们每个人在追寻生命的意义或是目标时，这两种互动方式在我们的生活中无处不在。我们也不断地与许多非人类的生命形式互动。我们所需的营养来自包括动物和植物在内的其他生物，并且我们会保护自己以免受到其他生物的袭击，除了多细胞的熊、鲨鱼、蛇、苍蝇或蜘蛛之外，还有单细胞的各种细菌。许多人类与非人类生物之间的互动是合作性的，比如我们喂养的宠物狗会陪伴我们，并且会在看到入侵者时警示我们；我们的肠道为数百万细菌提供了生存环境，作为回报这些细菌也协助我们进行消化和实现其他功能。

我们对这两种不同的互动方式是如此习以为常，以至于我刚才举的那些区别明显的例子，都被我们视作理所当然。我们容易接受熟悉的现象，而不是去怀疑它。但如果我告诉你，所有火星上的物质都遵循一套法则，而金星上的物质都遵循另一套不同的法则，你可能会觉得很吃惊。“怎么会这样呢？两种物质形式怎么会各自遵循一套独特的法则呢？”所以，地球上生命和非生命两种物质形式遵循不同的规律，并且二者之间不断发生物质交换（非生命物质可以转变为生命物质，反之亦然）的现象需要有一个合理的解释。大自然中这鲜明的二重性是如何共存的？这现象又意味着什么？

在进行深入探讨之前，请先让我把一个问题说清楚：显而易见，在遵循目的性的生物世界中，控制非生物世界的物理化学原则依然适用。我们不用怀疑这一点。地心引力对一个摔下楼梯的人和一包从架子上掉下来的糖作用是一样的。但这样的自然法则在处理生命系统的某些问题上，并没有太大的帮助。比如，当你和邻居就某个财产问题发生纠纷时，当你的过期证件需要更新时，又或是当你在抵抗一只富有攻击性的恶犬时，地心引力和热力学第二定律起不到什么作用。在生命的世界里，这些自然法则不具备什么有助于预测的价值。当然，这些法则依然适用，但它们在处理这些问题时仅处于次要的位置。仿佛另有一套更具有主导性的规则绑架并压制住了物理与化学的规则。如果你想预测一头埋伏的狮子会采取什么行动来袭击一头毫无防备的斑马、一位母亲会怎样照料年幼的后代、一位律师将如何代表愤愤不平的客户来发起诉讼，那么在这些情况下，物理与化学没有办法处理这些由目的性主导的行为。无论是物理学家还是化学家，都无法对这些行为做出有效的预测。如果你想预测那些生物世界中即将发生的事情，你会根据不同事件的性质去咨询生物学家、心理学家、经济学家、律师或者其他目的性专家。

所以，比起物理化学世界，人类更了解目的性的世界，这一事实就不让人感到惊讶了。试想一下，大学里以不同领域为研究中心的院系设置。人文、贸易和法学的学院都投身于研究目的性的世界（还有医学院，但是程度要稍浅一些）。但仅有自然科学一个学院研究自然世界，而这个学院中也还有生物系在笨拙地探索目的性的世界，试图弄明白我们是否应该以及能否解决存在于这两个世界中的悖论。我们目前面临着一个不容忽视又令人费解的现实：那些主要由物理和化学所描述的自然法则，对处理目的性世界的问题无能为力，而我们自身也正是这目的性世界的一部分。

有趣的是，尽管难以否定生命系统的目的性特征，但一些生物学家依然很难在这个问题上达成共识。“目的”这个令人不安的词语尽管被包装成科学术语“目的性”，但依然让许多生物学家感到不安。科学革命颠覆了延续2000年的目的论思想，所以生物学家对这种先前错误思想的残余有着高度的警觉，也不愿意去轻易接受这种思想。但目的性的存在确实不容否认，支持这个观点的证据无处不在且数不胜数，我们不能将它简单地弃之不理。

一个有趣的现实是，那些反对目的性的生物学家们在日常生活中，就在下意识地践行这个规律。他们就像我们所有人一样，依靠着目的性而生存。比如，每当我们开车时，我们都将生命赌在了目的性上！我们上车的目的是安全到达目的地。我们在路上要绕过无穷无尽的机械金属结构（也就是其他车辆），在路上肆意疾驰的行为会对人身安全造成很大的威胁。两个像汽车这样的金属结构相撞可以对个人造成巨大的灾难，但我们却欣然接受了这样的风险。为什么会这样呢？因为目的性。我们知道在每一个这样飞驰着的金属结构中都有一个司机，他们的目的和我们一样，那就是完好无损地到达目的地。虽然有时我们会遇到莽撞的司机，他们的行为看上去好像并不受目的性的控制。但大多数情况下，对我们大部分人来说，目的性的运行十分可靠。所以就像我们预期的那样，我们一般能够安全抵达目的地。因此，那些声称不相信目的性的人们实际上是目的性无声的信徒。我们日常打交道的世界由生物和非生物两个系统组成。对于非生物世界的问题，我们当然会采用物理和化学的法则来处理。但是，无论我们有没有意识到目的性的存在，如果我们不遵循其规律行事，那么我们在日常生活中简直寸步难行。毫无疑问，在生物世界中目的性才应该是我们做出预测和判断的依据。(www.xing528.com)

也许，像我们人类这样的多细胞生物在行为上具有目的性的特征，这还不会多么令人惊讶。毕竟，我们人体是极其复杂的。我们拥有大脑和神经系统，所以我们可以说人类这种多细胞生物的目的性特征是神经复杂性的体现。但是，惊人之处在于并不仅仅是人类、猴子、骆驼等具有大脑和中枢神经系统的多细胞生物具有目的性的特征，这特征在单细胞的层面也十分明显！如果我们将一个细菌放到具有浓度梯度的葡萄糖溶液中，我们会发现那细菌将“游动”到葡萄糖浓度高的区域。这个现象叫作“趋化性”（chemotaxis）。细菌通过利用葡萄糖的化学能来为其新陈代谢提供能量，所以这种“趋化性”的行为对细菌来说就好像是出门吃晚餐一样，其行为本质与打算猎捕斑马的狮子无异。

当然，我们不能从字面的意思上来理解细菌细胞的“游动”。一个结构简单的细菌，比如大肠杆菌，是通过鞭毛来运动的。鞭毛旋转的方向决定了细菌将在溶液中朝着哪个方向移动。如果溶液中含有营养物，那么细菌鞭毛便会朝着一个方向旋转，以确保细菌朝着营养物的方向前进。但是，如果溶液中含有毒素，那么鞭毛便会向相反的方向旋转，让细菌翻转过来，从而朝着反方向运动。大肠杆菌这种定向“游动”的行为是再明显不过的：活细菌在没有大脑或者任何神经活动的情况下，这一团被细胞膜包裹的化学聚合物（细胞膜本身也是化学聚合物），能够追随着自己的生存目标来寻找食物，避开危险。其实，细菌和人类行为模式之间的差别并没有我们想象得那么大。

我们刚刚主要关注了活细胞行为中体现出的目的性特征，事实上，反映了这一特征的不仅仅是细菌的行为。正如前文所提到的那样，细胞那高度复杂的结构就是目的性特征最确切无疑的体现。细菌细胞中几乎所有组成部分都与某种细胞功能相关，就像一个钟表的所有零部件，比如钟摆、齿轮、弹簧、指针、钟柜等等都具有特定的功能。二者之间的差别仅在于，细胞结构的复杂性和精密程度要远远超过钟表。从1953年詹姆斯·沃森（James Watson）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）阐明遗传分子DNA的结构开始，许多诺贝尔奖都颁发给了研究细胞结构与功能的先驱者们，这证明了科学界对这些标志性科学成果的高度重视。哪怕是最简单的细胞都是目的性设计下的奇观，它们的精密程度和复杂性令人赞叹。最起码我们可以说：目的性在单细胞和多细胞层面的体现一样明显。无论你从哪个角度来观察生物世界，目的性都无处不在。

我们对目的性作为一个正确观念的确信引发了一个问题。我们相信物质世界是不存在生命活力（vital force）的，而且生命体都是由无生命的“死”分子组成的，那么这到底是怎么回事呢？这些没有活力的物质是怎么组成生命的？为什么竟会有自然形成的物质能根据自身的意志来行动？为何一块和细菌细胞差不多大小的糖晶体，会有和细菌细胞完全不同的行为模式？确实，糖晶体由一种有机化合物蔗糖所构成，而细菌细胞由数千个有机分子和分子聚合物结合并由细胞膜包裹而成，但复杂的有机混合物为何会与一种有机化合物蔗糖有如此不同的行为呢？我们可以确信，混合任意比例的有机物质肯定不能产生生命系统。

所以生命看似具有的生命冲力，也就是细菌细胞中明显存在的目的性特征，到底来源于哪里？其本质又是什么呢？为什么生物世界运行的法则看上去会与非生物世界不同？如果想要理解生命，我们必须用解释非生命系统的化学方法为生命系统的目的性特征提供合理的解释。仅用“复杂性”这个宽泛的理由来解释说目的性是“复杂系统所呈现出的性质”是浅薄且不具有说服力的。这种回答就好像在生命冲力这个错误的观念上套上了科学的外衣。我们在第2章将会谈到，法国生物学家雅克·莫诺（Jacques Monod）因为阐明DNA的复制过程及其在蛋白质合成中的作用而获得了诺贝尔奖，他曾对活细胞中复杂的化学活动表达过赞叹，但也对其中明显存在的悖论感到困惑。难怪20世纪伟大的物理学家们对物质世界中存在的行为二重性感到好奇又困惑。目的性的问题有着深刻的科学和哲学意义。如果我们真的相信生命体的物质本质，那么生命的目的性特征最终应该归因于某种具有目的性特征的物质，就像坚硬的盐晶体和柔软的橡皮球，它们的性质最终都可以归因于组成它们的物质。我们如果不理解目的性，就不能理解生命。所以，理解目的性就是我们理解生命的一部分，我将在第8章中提出目的性的物理化学特征和产生机制。

我们已经注意到，生物系统的行为和形式都具有目的性。但这目的究竟是什么？我们能明确地指出它吗？如果我们询问不同的人，他们生命的目标或意义是什么，我们将得到各式各样的答案。有人可能会说他们想环游世界，有人想挣很多钱，还有人想加入奥运会国家队，又或是结婚并生10个小孩，还有人想写一本关于生命本质的书。像这样的愿望清单可以无穷无尽地列下去。当然，一个人也可以同时拥有好几个目标。我们人类是一个躁动不安的物种，我们永远难以满足。但如果我们想了解生物的目的性，那么我们最好先观察最简单的生命形式，而不是复杂的多细胞生物。而最简单的生命形式莫过于原核细菌。我们将看到，这单个细胞的每一个行为和它复杂内部结构的每一个方面，都是符合目的性的。这个细菌细胞的所有目的性结构都指向了一个目标，那就是细胞分裂。当我们明白了单细胞生物的这一特点，我们可以推测出，多细胞生物也具有十分强烈的细胞复制冲动。说到底，许多生物一生的目标如果不是明确与繁殖相关，也都可以理解成为了实现繁殖而进行的间接行为。生命体，哪怕是最简单的生命体，都很奇怪，的确非常奇怪。

最后提一点关于目的性的现实及其能否作为一个科学概念的问题。有一种观点认为目的性不过是一个概念，它仅存在于我们的头脑中，而不是一个像重力一样的实际力量。但是，这种对概念与现实的区分可能并不如我们想象的那样站得住脚。的确，目的性是存在于我们头脑中的概念。目的性也确实是一种构想，一个能帮助我们更好地理解生物世界但从物理的角度不可捉摸的概念。不过，现在请思考一下牛顿所提出的万有引力，这难道不是一种实际存在的力吗？但是“实际存在”到底意味着什么？你见过、听过或者是触摸过这样的引力场吗？有没有一种科学仪器可以揭示出它的真实面目，比如说捕捉到它的图像？这些问题的答案是否定的。一个引力场无法用任何直接的方式来观察，它就像目的性一样，也是一个概念。引力场的概念对于我们的思考是有帮助的，我们可以通过它来解释诸如坠落的苹果等物理现象。但是在形而上学的层面上，引力和目的性一样都是一种协助我们组织和理解周围世界的构想。我们在第3章中将谈到的归纳法从本质上来说就是概念性的。所有推断出来的规则都是概念性的，它们除了存在于我们的头脑中之外无处可寻。实际上，引力的概念是可以被量化的，而目的性不可以。在科学界，可量化的概念的确比不可量化的概念更容易被接受。但这并不意味着一个可以被量化的概念比不能被量化的概念更“真实”。如果我们每天都在开车时把我们的生命赌在目的性上，那么即使它不能被量化，我们对它的真实性想必也颇为信服。