生命之谜：从起源、定义到能动性演化

核心观点

• 生命的定义在科学上仍无定论，传统基于繁殖、代谢等功能的定义存在诸多例外。
• 生命很可能起源于非生命物质，早期小行星撞击等剧烈地质活动为这一过程提供了关键条件。
• 适应性进化可能并非仅由自然选择驱动，生物体自身的“能动性”与“目标导向性”可能扮演了重要角色。
• 生命是从自组织分子开始，逐步获得记忆、能动性，并最终涌现出意识的漫长演化结果。

定义生命的困境

• 直觉上我们能区分生命体（如狗）与非生命体（如橡胶骨头），但科学定义却异常困难。

• 传统定义（如能繁殖、生长、代谢能量）的局限性：

  • 病毒：能够演化，但无法独立复制，需依赖宿主。
  • 非生命例子：火焰或晶体也能“消耗”能量、“排泄”废物并生长，却不被视为生命。
• 科幻作品（如《星际迷航》）常将生命定义的核心转向感知、意识与自我意识，但这些概念本身抽象且难以科学界定。

生命的起源：从混沌到LUCA

• 科学的一大谜题是：具有代谢、复制和适应能力的细胞，如何从惰性物质中诞生？
• 主流假说认为，早期小行星对地球的猛烈撞击，引发了一系列化学与环境剧变。

• 可能的步骤：

  1. 小行星带来的物质在热液环境中发生转化。
  2. 这些物质被带到地表，经历干湿循环与紫外线照射，从而被浓缩。
  3. 它们被包裹进原始膜结构中，开始了初步的筛选过程。
  4. 最终，所有生命的共同祖先——LUCA得以出现。

进化机制的新视角：超越自然选择

• 在“2026牛津进化会议”上，提出了一个挑战传统观念的观点：自然选择可能不是适应性进化的主要驱动力。

• “生物涌现进化机制”（BEEM） 理论认为：

  • 生物体可能主导自身的进化轨迹，它们评估挑战、设计解决方案，并将其传递给后代。
  • 基因更像是被生物体使用的工具，而非绝对的主宰。生物体可以调控基因表达并修复许多偶然的变异。
  • 突变并不总是随机的，且许多随机突变会在几代内被纠正。我们通常注意到的突变多为有害的（如疾病）。

当代科学对生命的探索

• 跨学科进展：化学、生物学、天体生物学、地质学乃至哲学的新发现，正在重塑我们对生命演化与定义的理解。
• 学术会议焦点：例如“ALIFE 2025人工生命会议”以“生命密码”为主题，探讨信息、计算、涌现以及人工与自然系统中的生命标准。
• 关键概念得到重视：如塔夫茨大学的Mike Levin强调，承认并利用生命的目标导向性，是生命科学成熟的关键一步。这与《星际迷航》中强调生命能动性的理念不谋而合。

一个工作定义：NASA的尝试

• 受卡尔·萨根启发，NASA将生命定义为：“一个能够进行达尔文式进化的、自我维持的化学系统。”

• 这个定义的精心之处：

  • “系统”：承认生命的组成部分（细胞、病毒等）孤立时可能不体现生命。
  • “自我维持”：排除了需要持续外部干预才能存在的实体。
  • “达尔文式进化”：概括了具有可遗传变异和适应性差异的复制过程。
• 然而，从非生命到智慧生命的漫长攀升，可能涉及比达尔文进化更多样化的过程。

总结：从分子到意识的漫长攀升

• 生命从非生命物质的转变是一个渐进过程，涉及行星宜居性、前生命化学、分子自我复制与自组装等多个环节。
• 始于自组织分子，它们逐渐获得了记忆和能动性，并最终在演化中涌现出意识。
• 从早期地球的无声混沌中，经过漫长的时间与空间，生命的旋律逐渐响起，最终汇成了一曲宏伟的交响乐。