研究生命现象，投注过多资源于基因科学是否合适？｜ 评论

导读：

      始于1990年代的人类基因组计划取得了巨大的成功，其破译出人类的遗传信息，对生物学，医学，乃至整个生命科学都产生了无法估量的深远影响。

      但问题是，如果仅仅依靠基因科学，我们能研究清楚复杂的生命现象吗？

二十年前，世界生物科学界的一桩大事，就是进行了十多年的“人类基因组定序计划”，正式宣告初步完成。“人类基因组定序计划”1990年启动，在六个国家的二十个实验室中开工进行，目标是对人类基因组的三十多亿对碱基对，进行全部定序，从基因密码的定序，希望破解人类所有基因的功能。

“人类基因组定序”这个生命科学的“大科学”计划，颇有一些踵步物理科学“大科学”计划的味道。“大科学”计划是二十世界科学研究的一种新型态，特质是由国家投入巨资，纠集众多的科学技术专家，进行目标明确的科技发展，其中最有代表性也很成功的是美国在二战期间造原子弹的“曼哈顿计划”，战后六十年代的“阿波罗登月计划”，以及物理科学中的“高能物理大加速器”计划，也是标准的“大科学”计划，结果有成功，也有不那么成功，其中九十年代美国建造超级大加速器的SSC计划，甚至以半途腰斩作败收场。

二十世纪物理科学主导的大科学计划，大大鼓舞了生物科学家，认为有为者当如是，也想效师前贤，尤其二十世纪中期生命科学有思想和技术两方面的大跃进，一个生命科学的新时代隐然在望。物理科学虽说能够解构宇宙物质奥秘，给人类带来思想新视野，以及工具文明的大改进，但是终究不如生命科学成效来的那样直接，因为生命科学直接诉诸对抗威胁人类生存的疾病，无论先天或是后天，甚至画出大幅延长人类寿命的大饼，对于人类求生本能的满足，带来巨大的诱因，因此生命科学也就应势而起，成为二十世纪下半到本世纪以来发展最快速的热门领域。

“人类基因组定序”在上世纪九十年代开始，是生命科学化约思维发展的一条必然之路。生物科学原本巨观的思维，到十九世纪中叶由一位天主教神父孟德尔带来巨变。他在修道院小花园中以豌豆花粉杂交所做的长时间实验分析，发展出一个所谓“分离”原则，也就是生物体的生理特征由一些可以“分离”的微观特质决定，是标准的近代科学承希腊以降的化约思维，但是孟德尔后来会成为近代遗传学的开山祖师，还是在他去世后十多年，二十世纪来临时才由另外几位科学家归纳解释而成。

生物遗传理论的发展，历经二十世纪初摩根(T. H. Morgan)的果蝇染色体研究，到艾弗利医生(O. T. Avery)的肺炎细菌遗传转化研究，物理学家德布吕克(Max Delbrück)的噬菌体增殖研究，一直是一个愈趋微观之途，其中固然有许多客观因素，但是西方近代科学师承希腊由原子论以降的化约论思维，确是引导整个走向的主观动力，而1943年薛定谔 (Erwin Schrödinger)在爱尔兰都柏林所揭橥（zhū）的“生命是什么”的大哉之问，正是他在量子力学成就开山宗师之说后，顾盼自雄的又一宏图。

一些仔细研究薛定谔“生命是什么”演讲后发现，他那个演讲既没有特别的原创性，也不是领先群伦之作，原因是薛定谔所说的遗传分子的不规则性，1946年得到诺贝尔生理医学奖的穆勒(Hermann Muller)，早在1922年已经提出。穆勒晚年写信给新闻记者，指出薛定谔的说法只是错误的揣测，因为艾弗利1944年完成肺炎细菌转化实验后，DNA才确定为遗传分子，之前认为最有可能的遗传分子是蛋白质。

1953年沃森和克里克对于DNA核酸分子解构的大突破，是二十世纪生物科学的历史革命，也开启一个由核苷酸决定生物遗传的新时代，造就这个生物科学的革命，虽有赖物理科学的X光绕射以及化学分子分离技术，但是思维方向上的抉择，包括沃森与克里克在内，四位开展新局的科学家，都声称是受到了薛定谔的启发，分子生物学的新时代于焉而来。

“人类基因组定序计划”提出之初，其实遭遇了很大的反对声浪，其中许多是有代表地位的重要生物科学家，原因是他们认为这种排序解码的工作，其实没有什么创造性，而且在人类基因组中，有许多无用的垃圾，不值得投资如此多的人力时间，连一度曾经负责主持美国“人类基因组定序计划”的沃森，后来都说这是一个猴子都能做的工作，但是这个计划还是在纷争中开工上路，原因无他，在基因主导思维面对复杂生命现象的束手无策中，把基因组分解成拼图块般的单元，不失为一个突出困境的办法。

“人类基因组定序计划”进行二十年来，当然还是获致了许多成就，譬如对于人类基因的数目，就由原本以为的十万个，下降到大约两万左右，与老鼠差不多，只比果蝇多一些。也发现原先以为没有决定蛋白质功能的DNA序列转录出的核糖核酸(RNA)，其实也有重要的功能，也因为基因编码所提供的比对样本，促成一些基因编辑技术的发展，对于了解基因与整体分子生物学的关联，带来新的视野。

对于“人类基因组定序”计划质疑的声音，其实一直没有偃息，除了比较引起瞩目的1999年宾州大学医院基因治疗失败造成死亡，还有2002年法国对于一些先天基因问题孩童，进行基因矫正实验引发癌症的失败，另外也有批评认为，在人类基因定序图谱之后，对于诸如癌症等一些疾病，仍然乏善可陈，甚至原本以家族病史为参考的老方法，还更加管用，另外还有基因操弄技术引起的商业利益与伦理问题，都引起相当的批评。

以线性化约的方式来处理高度复杂的生命现象，也许在最基本的方法论就有问题，我曾经以“基因科学，红烧狮子头”来形容这个困境。我们可以问，把一只猪做成红烧狮子头，是否可以研究一只猪，另外我们还应该问，把绝大部分的资源投向如此的一个思维面向，是否恰当。

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注：本文原标题为“基因科学 红烧狮子头”，首发于2023年6月出版的《经典》杂志，《赛先生》获作者授权转载。