How much imagination is needed to understand life
在前面3节，深刻了解了生命科学的世界观和方法论。
从第4节开始，要正式借助生物学思维这个工具，解析生命现象。
希望能从这儿开始，更好地了解你自己。
先来虚拟一个场景，如果让你从无到有创造一个新的你出来，什么东西是必不可少的？
我估计你的第一反应是物质。是啊，我们身处一个物质世界，所有东西都是由不同的物质构成的，这是一个比较自然的回答。
那我来追问一句，生命是由什么物质构成的呢？
这个问题对于今天的你来说，大概不是特别难以理解。因为我们很幸运，从小就已经学到了生命科学的基础知识。
你肯定知道DNA、蛋白质、细胞和细胞膜这些基本的概念。就算你不知道全部细节，但是说到底，生命无非就是这些复杂的化学物质堆积在一起嘛。
但对我们的前辈来说，理解生命的本质，远远超出了他们当时的理解范围。因为生命这件事实在是太神奇了。
比如，在古人看来，一潭死水里居然还能飞出活的小虫子，说明生命可以*从无到有*自然发生；
反过来，一只鸭子煮熟了，所有物质都还在，但是鸭子却肯定活不过来，这说明生命也可以神秘地突然消失。
在这两个过程里，到底都发生了什么神奇的变化？这种变化到底能不能被我们人类理解？
现代人类的历史有二三十万年，人类文明也已经有1万年左右了。在这段历史里，祖先们始终在猜测生命的本质，特别是什么特殊的物质支撑了生命活动。
先来回顾一下现代科学降临前，人类对生命物质的3种典型认知，而且是3种错误的典型认知。这也恰恰说明认识生命是一个多么困难的事。
三种灵魂：统治人类两千年的愚昧
探索生命本质的第一种错误认知是“神秘主义”。
其实咱们人类是一种思想上挺懒惰的动物。当一个现象非常复杂难解的时候，我们天然就会用神秘主义的逻辑来理解它。
比如，祖先们看到风霜雨雪，闪电打雷，不知道怎么解释，他们就会创造出无所不能的神来解释一切。
这个神可以是有具体形象的神仙，比如宙斯和太上老君，也可以是没有具体形象的法则，比如老子说的道可道非常道，比如阴阳五行和水火气土。
而生命现象就像我们刚刚说的，是一种非常神奇非常复杂的现象，于是祖先们天然就会依赖用神秘主义的逻辑解释它。他们会天然地认为生命很特殊，肯定不是由常见普通的物质组成的，一定有什么生命独有的东西在那里。
神秘主义阶段最著名的理论是由Aristotle提出来的，就是那个大名鼎鼎的古希腊哲学家。
亚里士多德提出了“三种灵魂”理论，用这种叫灵魂的物质，来解释生命的特殊性。
他认为植物有一个灵魂，使它们不断生长繁殖；动物在植物的基础上多了一个灵魂，负责感知和运动；而我们人类就有三个灵魂，除了动物的两个灵魂，还多了一个负责理性思考的灵魂。
请你想想，这套理论解释生命了吗？
没有
因为它只是把人人都能看到的东西，换了几个抽象的词重新说了一遍而已，并没有解决任何问题。
说因为这三种灵魂的存在，物质才有了生命力，本质上就是循环论证。这和说水能流动是因为“水性”、火车跑得快是因为“移动性”一样。
至于这三种灵魂到底是什么东西，我们除了命名它们之外还能对它们做些什么样的研究，亚里士多德自己，亚里士多德的时代，显然还没有能力回答。
更可怕的是，这个理论从逻辑上阻止了人类对生命本质进行实际的探究。
因为在亚里士多德的理论里，灵魂这东西就只有活着的生物才有，而且看不见摸不着。就算有人把一棵树或者一只猫层层剖开，用最先进的仪器一点点分析它们的物质构成，也是绝对不可能把灵魂这种东西找出来的。
因此，如果生命的本质真的是这样，那么人类实际上就没办法理解生命了，因为“灵魂”这个东西，在操作层面不可触碰、在观念层面难以挑战。
机械论：生命就是一台冰冷的机器
神秘主义作为人类对生命的唯一认知，直到17世纪才遇到了挑战。那时欧洲文明走出了中世纪的阴霾，重新拾起了理性和创造力。
也就是在这段时间里，我们要介绍的第二种错误认知出现了。法国哲学家笛卡尔（René Descartes）提出了对生命本质的新解释，我觉得不妨叫“机械主义”。
笛卡尔认为，哪里有什么虚无缥缈的灵魂，生命现象完全可以用冷冰冰的科学定律来解释，甚至只需要用人类已知的简单机械原理就足够了。
或者换个说法，生命体内一定存在类似于机械这样的东西，比如发条、杠杆、滑轮、闸门等等。
有个很好的例子生动地展现了他的思想。
笛卡尔的忠实追随者Jacques de Vaucanson制作了一只机械鸭子。在发条的驱动下，这只鸭子能扇翅膀，吃东西，甚至还能消化食物和排泄，这听起来很神奇吧。
当然了，沃康松的鸭子并不是真的能消化食物。它仅仅是依靠发条驱动张开“嘴巴”，把“吃”下去的食物存在肚子里；随后又把肚子里预先存好的排泄物从屁股那里“放”出来而已。
但是这只机械鸭子火遍了全欧洲，实实在在地引领了机械论生命哲学的风潮。
你看，区区几根发条就能模拟生命现象，那用更复杂的机械原件来解释生命活动，看起来逻辑上没问题吧？
但是很遗憾，机械主义的乐观情绪事后被证明也是虚假的，生命现象还是比简单的人类机械复杂多了。19世纪末，德国科学家汉斯·杜里舒在海胆身上发现了一个耸人听闻的现象，给了机械主义致命一击。
我先做个背景介绍，海胆是一种生活在海洋的球型生物，说不定你在寿司店里还吃过。一个海胆受精卵正常情况下会一分为二，二分为四，四分为八，这样慢慢变多，最终长成一个大海胆。
杜里舒做了这样一件事，他收集了已经一分为二，二分为四的海胆胚胎，然后把四个细胞分裂开来单独培养。
海胆胚胎四个细胞分离开，各自都可以长成完整的海胆
按照机械论哲学的预测，这四个细胞应该会分别变成海胆的一部分，拼起来才是一个完整海胆。但是实验结果却是，四个细胞分别长成了体型较小，但是仍旧形态正常的海胆。
这太奇怪了。毕竟对于任何一种机械，如果大卸四块的话，肯定会立刻停止工作，怎么可能还会变成四个个头较小的机械？这种奇怪的现象没办法用机械主义的逻辑来解释。
活力论：生命是独一无二的特殊物质
但是先别急着悲观，机械论虽然听起来希望不大，但我们要介绍的第三个理论又另辟蹊径。
它不再把生命的本质诉诸于物理规律，而是转向了化学。
这就是我们要介绍的第三种错误认知，我们叫它“活力论”。这个话题要从两个很牛的牛人说起。
第一个牛人是瑞典化学大师Jöns Jacob Berzelius。他与John Dalton、Antoine-Laurent de Lavoisier一起被称为现代化学之父。他提出了生命的活力论。
贝采利乌斯认为，生命之所以是生命，因为它具有一种独特的“活力”性质。而这种活力的来源呢，就是生物体内某些特殊的化学物质。它们只存在于活着的生物体内部，绝不会在自然界凭空出现。
第二个稍晚一点的牛人Louis Pasteur，是微生物学的开拓者。他第一个研究出了狂犬病疫苗。他发明的消毒方法至今仍然被称为巴氏消毒法。
巴斯德在研究发酵时发现，糖的发酵需要酵母这种微小的单细胞生物参与。所以他认为，既然只有活酵母才能催化发酵过程，那么反过来，发酵就是只有生命才具备的化学反应。
也就是说，生命和非生命的界限，可能像发酵这样，是仅能在生命体内发生的化学过程。
综合两位大牛的看法，我们可以说，他们的理论实际上和亚里士多德的灵魂论有相似之处。
亚里士多德认为生命现象的出现在于灵魂，而贝采利乌斯和巴斯德认为生命现象的存在，在于它们体内存在特殊的活力物质和活力反应——这就是活力论。
所以说到这儿你应该看出来了，灵魂论、机械论、活力论，本质上都是一种生命特殊论。
他们认为生命现象之所以存在，是因为生命体内存在某种驱动生命现象的东西——比如灵魂，比如机械，比如活力物质。生命和非生命的界限，其实就是这些生命特有的东西。
但是必须得说，虽然活力论看起来简直就是改头换面的灵魂论，但是和灵魂论不一样的是，活力论可以接受科学实验的检验。
根据活力论，如果科学家确实在生命体内部，找到了某种特殊的化学物质或者化学反应，而这种物质或反应绝对不可能在非生物环境中出现，那我们就能够骄傲地宣称，我们理解了生命的本质。
反过来，如果我们上天入地之后也没发现生物体内有任何特殊的东西，那至少我们也可以说活力论是一种错误的假设，生命现象可能就没什么特殊之处。
因此，活力论的出现，可以说是人类智慧对生命现象下的一道挑战书。
我认为，科学之所以从诞生之日起不断推陈出新，恰恰是因为它的这种勇气和开放性。在科学的语言里，没有“自古以来”，没有“理当如此”。
在证据面前曾经倒下过数不清的科学假说和思想，但是人类对客观世界规律的深入探索却从未停步。也正是遵循这样的逻辑，科学实验的结果，很快就敲响了活力论的第一声丧钟。
历史的巧合是，建立活力论的是贝采利乌斯，而通过一次实验、给活力论当头一棒的居然是他的学生。
1824年，包裹着生命真相的外壳裂开了第一道缝，科学的阳光1万年来第一次照耀到了生命最底层的秘密。
下一节，看看生命最底层的秘密，究竟是如何被揭开的