生命中的信息

周方黎

宇宙由大爆炸形成，指出宇宙的有限；但也有人认为宇宙无限，无始无终，因而也就没有宇宙的来源和开端的问题。从因果关系来看，这种假设是说“宇宙是一个无因之果”，很难令人置信。具体的物理学也反对这种说法；因为假定宇宙是无限的，宇宙中发光的恒星的数目也将是无限多。虽然太阳这颗恒星离地球最近，当然对光亮的贡献最大，但一个太阳和无限宇宙中的无限多颗恒星对光亮总的贡献相比，应该是微不足道的若是这样，地球上将会是昼夜同样地光亮了；但是事实并不如此，这是宇宙无限论者无法解释的一个难题。

从宇宙有限的观点出发，有限宇宙中恒星的数目也将是有限地多，它们对光亮的贡献可能不足以和太阳抗衡，所以昼夜的光亮不是一样的。宇宙有限论者也面临 一个问题：“谁是宇宙的第一推动者？”这问题自然地启导人们想到创世主了。

物理学研究物质最根本的性质，所选对象是那些简单而仍旧包含物理精髓的问题，所以在一切物质科学中，物理学是最单纯的，是人类了解得最详尽丶透彻的学科。化学和生物学所研究的对象则比物理复杂得多了，在那里牵涉到多个相互作用 的物体。数学上已经证明三个和多于三个相互作用 的物体的问题不能严格解出的。化学中极大多数问题牵涉到多于三个相互作用 的物体，非但有关个体的特性，而且还出现集团和整体的表现；所以只能从实验数据整理出一些经验规律，理论解释一般是笼统的丶模糊的，离开实际情况还有很大距离。

生物学的对象又比化学复杂得多，所遇到的是一个不但粒子为数极多，有复杂结构的多体问题，而且牵涉极其奥妙的生命现象。然而化学和生物现象又都按 严格的规律进行，只是这个规律远远超越人的思维而已。生物科学的对象乃是有生命的物质，在这里不但出现由极多个原子以有序的方式构成的分子，而且除物质因素以外，还有生命活动。物理学的严谨理论在生物这种极多体问题面前一筹莫展；可是，现代物理的成就却为生命研究提供成套的丶精密的仪器，为生物实验开辟了新途径，进入生命体结构的一个新的层次。

二十世纪后期出现的隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）的分辨本领，比早期的电子显微镜高得多。它们使生物学原来分散的生物规律，可以从细胞内部基因的功能得到统一的解释。

细胞由脱氧核糖核酸（DNA）分子以及核糖核酸（RNA）分子组成，这些分子是几亿到几百亿个原子构成的双螺旋形长链。DNA的分子结构足以使它实现储存信息的功能。DNA可以划分成一些片断，其中能够控制生物性状功能的片断称为基因。基因只占DNA中的很小部分。DNA有两种功能：一是能够进行自我复制，由亲代复制一份DNA传给后代；二是能够发出指令，通过RNA作为信使控制生命物质——蛋白质的合成让亲代性状在子代的蛋白质结构上反映出来。

一个人全部DNA的重量，约占体重的1016分之一，从物质来讲这是微不足道的。重要的意义在于它是生命丶发育丶成长直到死亡的全部信息的荷载者丶发布者和执行者，是软件和硬件的统一。因此生命不单纯是物质，信息与物质有同等重要的地位。 眼于物质和能量的物理和化学方法，对于生命体内信息的发生丶传输和感受等问题无从 手。

信息的特点是，在受信人未接到信息以前对信息的内容一无所知。从这一点来看，信息应来自受信人之外；可是生命的信息却发自生命体内部，受信者也在生命内部，而且当外界情况有变化时，信息源立即产生对策。生命信息如此奇妙，但人的思想丶意识的灵活自由，较之更为奇妙。

二十世纪生物学研究所取得的成就是空前的，进入了生理的更深层次，使人类对生命活动的认识提高到一个新水平，并在医学丶农业丶工业中为人类添加福祉，同时也带来了更多更难的问题。下面是几例：

含有整套基因组成的受精卵，如何分化丶发育成同样含有整套基因组，但形态丶特征和生理活动却迥然各异的各种类型的细胞呢？无数个细胞怎样根据遗传指令，按照一定的体制和形式，组成不同生理机能的组织和器官，又怎样进一步形成结构精细复杂而功能和谐丶协调的统一的生命体呢？生命体的感觉丶知觉丶学习丶记忆丶意识丶思维和行为等生命属性，与构成生命体的物质分子之间是怎麽样的关系？尽管问题复杂，但人类的意识毕竟出现了，何以能够如此？

现代生物学的进展所遇到的情形，和现代物理学的进展所遇到的非常相似。认识的无穷性和知识的发散性，是多门学科的共同特点。认识的每一个阶段，都较以前深刻，同时也发现面临的问题越多越难，这恰是更清楚地显示，大自然知识宝藏的美妙和无限，一切科学的前方，最光辉璀璨的极处，正是上帝之所在。科学的成就历史，不过是上帝的智慧宝库中无穷小的部分而已。

这观点非但不违背科学，不损害科学，不阻碍科学，只是打破所谓科学的纯粹性观念的狭隘性丶局限性和封闭性，自然和谐地将科学和一个广泛得多的认识领域衔接起来。这种看法使我们对宇宙和生命的认识更为完整。这就是很多伟大的科学家都是虔诚的基督徒，对上帝坚定信仰和敬爱的缘故。爱因斯坦说：“你在造诣较深的科学家中，很难找到一个没有宗教情感的人。”（《爱因斯坦文集》第283页）

人类尊重精确丶定量的结果；不满足于模糊丶定性的东西。数字计算机的出现使定量方法的使用遍及广大领域。数字计算机在处理力学丶电学丶物理学等无生命系统是十分有效的；但在生理学丶社会学丶政治学及其他人文领域，计算机就很少作为了，因为计算机本质上无法把握住这些领域中所提出问题的复杂性和整体性。

大自然中，无数无生命系统和有生命系统各按一定的规律，有条不紊地进行 活动。科学每前进一步，都更清楚地彰显 一位大智丶大能丶活的上帝，创造和掌握 整个大自然。英国物理学家斯蒂芬霍金曾在他的名着《时间简史》中说：“除非作为上帝有意创造像我们这样生命的行为，否则要解释为何宇宙只用这种方式起始是非常困难的。”

著名的哲学家和数学家莱本尼茨则说得极其明确：“这些人寻找数学规律，以宣扬上帝的工作的崇高和光荣，人不能希望像上帝自己一样清楚地了解那些神圣的计划，但通过谦虚和谨慎，人至少能够稍微了解上帝的心意。”

牛顿说：“毫无疑问，我们看到的这个世界，其中的各种事物如此绚丽多彩，各种运动如此错综复杂，它不是别的，而只能是指导和主宰万物的上帝的自由意志。”他又说：“现在我们可以趋近一步去欣赏这大自然的美，并使自己陶醉于愉快的沉思中，从而深刻地激起我们对伟大的创世主和万物的主宰的敬畏和崇拜的心情，这才是哲学最优美和最有价值的果实。”牛顿的话代表了极大多数卓越的科学家们，在每次理解自然的美妙规律时，衷心溢流出对上帝的赞美和崇敬。