觀察者網對話《生命傳》作者菲利普·鮑爾：關於基因和生命，這些認知早被顛覆了

基因組是指導手冊般的“生命之書”？基因是“自私”的？生命的意義何在？數十年生物學研究的積累，已經顛覆了很多“傳統認知”。近日，觀察者網科普專欄作者岑少宇對話《生命傳》的作者、曾任《自然》雜誌編輯20年的菲利普·鮑爾（Philip Ball），探討了相關問題。

與觀察者網視頻對話的菲利普·鮑爾 觀察者網

觀察者網：《生命傳》（How Life Works）讀來給人帶來很多啓發，體現了您學術交叉的背景。這似乎長期貫穿您的學術生涯和科普著作，最初在牛津學習化學，很快就轉向了物理方向，在布里斯托爾大學獲得博士學位。為什麼會有這樣的轉變？

**菲利普·鮑爾：**説來話長，但我會盡量説得簡短一些。在從牛津到布里斯托爾之間，有兩年時間，我是一個搖滾樂隊的成員。兩年後，我覺得如果不回到學術界，可能就永遠也回不去了。

於是我聯繫了我的牛津導師，問他有沒有可以申請的人選建議。他推薦了布里斯托爾的鮑勃·埃弗斯，因為他們的研究領域相似。我在牛津從事化學領域的表面相變研究，這是一種既可以在化學系，也可以在物理系進行的工作。而我在布里斯托爾的導師當時也在做類似的研究，觀察表面的行為，但他碰巧是在物理系。

所以，我在牛津的時候就已經開始進入物理化學領域，並且研究的內容正處於交叉地帶。

觀察者網：《生命傳》英文版是2023年出版的，它很容易讓人想到薛定諤1944年的書《生命是什麼》（WHAT IS LIFE?—The Physical Aspect Of The Living）。您在書裏也提到了他，卻説現在閲讀《生命是什麼》是種痛苦（poignant）的體驗。同樣是物理學出身的學者思考生物學，您覺得跨越近80年的時間，你們最大的不同點是什麼？

**菲利普·鮑爾：**薛定諤的書非常有趣，仍然值得一讀。它篇幅不長，非常易讀，而且極富啓發性。但今天看來，它也有些奇怪。

作為那個時代的物理學家，尤其是在量子力學領域工作過，薛定諤堅信在分子層面上，一切似乎都帶有一定的隨機性。所以他想問的問題是：既然分子層面是隨機的，那為什麼在整個生物體的層面上，我們能得到某種可預測和穩定的東西呢？

他得出的答案是，必須有某種他稱之為“代碼”（code script）的東西，在指導着一切事務。他不知道這會由什麼構成，但想象染色體以某種方式實現了編碼。人們現在認為，這是一種遠見，預見到了像DNA這樣東西的存在。

《生命是什麼》基於薛定諤1943年的演講

DNA確實沿着大分子的長鏈編碼信息，像那樣的東西是必需的。但我覺得，從現在的視角看，薛定諤的問題在於，他給人的印象是，這個“代碼”在指揮生物體的一切，包括如何構建及運作，就像是某種成套的指令。

這也確實成為了分子生物學的範式。從那時起，我們就是這樣看待基因組和所有DNA的。但我認為在過去的二三十年裏，對基因在細胞中如何真正運作的理解越來越深入，就越難繼續持有這種觀點，把它視作指揮一切的腳本或指導手冊。

我在《生命傳》書中談論這個問題的方式是，最好將基因、DNA看作“分子資源”，我們的細胞可以根據自身所處的環境，比如它們屬於哪種組織，或者周圍環境中發生了什麼，來決定如何利用這些資源。所以我想把注意力重新放回細胞，而不是基因組，也不是DNA，因為説到底細胞才是“活着”的最小單位。

觀察者網：您試着告訴讀者，生物學中的很多舊説法，可能已經不合時宜。比如不應把生命視作機器。書裏有一個非常有趣的比喻，我也推薦大家去看，大意是“解剖”完好的收音機，再與損壞的收音機做比較，這種方法可能會產生荒誕的研究過程；積累的信息，也不一定能幫助修理收音機。

但現在的很多治療手段，確實仍有點像修理收音機。而您在書中有一整章來探討“故障排除：重新思考醫學”。您認為，目前對生命的認識水平，是否足夠支持另一種形式的、比如以“整體論”為基礎的治療？

**菲利普·鮑爾：**我不知道是否該把我建議的方法稱為“整體論”。如果我們想幹預任何系統，比如修理我們的汽車或爐子，我們必須找出問題出在哪裏。醫學也是如此。

如果我們面臨的健康問題真的源於基因層面，而且是一個特定的基因沒有正常工作，那麼深入基因層面去修復它就完全説得通。像囊性纖維化病或鐮狀細胞病，確實是由特定基因的突變引起的，但並非所有疾病都有基因上的根源。

每種疾病的發生，你都可以找到它與基因層面之間的關聯，但並不意味着它們主要是由那個層面引起的。比如，我們想想新冠大流行，出現的問題是免疫系統對病毒感染的反應方式，在基因層面進行干預就不是合適的方法。

我們今天面臨的大多數常見疾病，從心臟病到糖尿病，再到神經退行性疾病，大多數都是在更高的層面上出現的，基因可能以某種方式參與其中，但我們是否能通過修復一個基因來治癒疾病，這一點完全不清楚，因為涉及的基因太多了。

我們必須思考，醫學在哪一個層面進行干預最有效。對於某些疾病，比如癌症，試圖尋找基因療法的努力並未證明有多大用處。我認為在這種情況下，也許是時候重新思考我們開發治療方法的方式了。

觀察者網：有些人試圖從傳統醫學中尋找“整體論”的靈感，您如何看待？

**菲利普·鮑爾：**我認為在那些更古老的時代，對生物學還不存在現代理解的時候，在某些方面與現在一些藥物的開發方式並無太大不同。這也是為什麼古老時代的一些療法被納入了現代醫學。

那是一種試錯法。人們只是看什麼有效，也許在古代，某種草藥會起作用，因為它裏面含有某種分子成分，在體內產生了一些效果。

如今許多藥物的開發仍然是通過試錯的方式，而不是基於對疾病深入、理性的理解，一直到分子層面，然後再去設計藥物。使用那種理性的方法來開發藥物仍然非常困難，但我們正在變得越來越擅長。我們對人體瞭解得越多，就做得越好。

但很多時候這是不可能的，因為它太複雜了，往往仍然只能嘗試使用我們認為可能有效的不同藥物。

這在新冠大流行期間也時有發生，當時人們對各種藥物進行試驗，即使它們原本是針對不同的疾病，只是為了看看它們是否可能有效，而其中一些確實有效了。

觀察者網：生物體確實複雜，讓我們從基因層面開始一點點探討。您在書中指出了一些不準確的認識，比如基因組並非是“生命之書”，“自私的基因”也帶來很多誤解。

您還引用了生物哲學家格里塞默（James Griesemer）的話：“基因根本不是主宰一切的分子，而是發育的囚徒，被囚禁在森嚴牢獄的最深處。”當我讀到這裏時，不由得想起一句莎士比亞的話：“即使我身陷果殼之中，仍自以為是無限宇宙之王。”

您能否具體談談自己對基因的認識？儘管您一直在書裏提醒比喻的不足之處，但還是想問下，從國王到囚徒，您會把基因放在什麼位置？

**菲利普·鮑爾：**為基因的作用找到一個好的比喻非常困難。當我們把它看作構建和運行身體的指令時，這是一個很容易講述的故事，也是1990年代人類基因組計劃開始時所講述的故事。但從那以後，事情已經變得很清楚，這種説法過於簡單化了，但又很難找到別的故事來替代。

對基因的舊觀點是，每個基因都是一段DNA，編碼了可以由它製造的蛋白質的結構。對於某些基因來説，這是對的。但我們現在知道，一個基因在不同的組織中，可能會製造出略有不同的蛋白質。所以，有些信息來自於更高的組織層面，來決定基因製造什麼樣的分子。

其他基因根本不編碼蛋白質。它們有時被稱為非編碼基因，這有點誤導，它們只是不編碼蛋白質，但會編碼RNA。我們過去認為它只是一個信使，在從DNA到蛋白質的過程中傳遞信息。

但我們現在知道，有許多RNA分子在細胞中獨立發揮作用，它們在某種程度上和蛋白質一樣重要。所以我們不得不重新思考，基因在做什麼。而且，我們看得越多，它就變得越來越複雜。

很多這些具有功能的RNA分子其實非常微小，幾乎無法編碼多少信息。實際上也有許多蛋白質，或者説類蛋白質分子，它們也非常非常小，比正常的蛋白質小得多，被稱為微蛋白，而人體也用着它們。

微蛋白和小蛋白 索爾克研究所

所以我感覺，DNA、基因、基因組，幾乎像是一個存放所有這些不同分子資源的倉庫，細胞以某種方式找到了利用它們的方法，協同工作。

而且，基因組中還發生着很多事情，在基因本身之外，有許多片段控制着基因何時被開啓和關閉，以及如何被使用。所以，我相信不能僅僅把基因組中的單個基因作為考慮的對象，而是要把基因組看作一個實體。

諾貝爾獎得主、生物學家芭芭拉·麥克林托克稱之為**“細胞的敏感器官”**。我認為這是思考DNA是什麼的非常好的方式，它的工作方式更像一個器官，而不是一串信息，它會對周圍發生的事情做出反應。

觀察者網：對於基因主宰一切的認識，在我看來最直接的挑戰，可能就是複雜的調控機制，包括表觀遺傳學，很多人可能都聽説過“甲基化”這個詞。

但您在《生命傳》中也提醒説：“既然我們的出發點是糾正有關基因的陳舊迷思（這種願望完全可以理解），那就不應該走到另一個極端，即徹底否認基因的重要性，轉而把表觀遺傳當成新的‘生命奧秘’。”您觀察到哪些學術或科普領域的傾向，才發出這樣的提醒？

**菲利普·鮑爾：**人們對錶觀遺傳學這個概念的興趣，出現了爆炸式增長。這個詞實際上是在1940年代創造的，僅僅指身體中發生的、不受基因指導的事情，某種程度上是“基因之外”的事情。

現在，它是另一種意思。雖然我們身體裏的每個細胞都有相同的基因組，但顯然這些細胞的行為並不都一樣。我們有皮膚細胞、肌肉細胞，還有大腦裏的神經元，而表觀遺傳學是造成這些差異的一個方面。

它實際上是一個讓某些基因開、某些基因關的過程。你提到的甲基化是實現這一過程的方式之一，即一個非常小的化學基團附着在DNA上，並改變了它的活性。這並不一定意味着它必然被開啓或關閉，這個編碼如何工作是相當複雜的。

我感覺很多人對“基因決定一切”的觀點感到不安，好像我們只是任由基因擺佈的機器人。所以當我們對這些表觀遺傳過程有了更好的理解時，就有一種傾向認為，“哦，這能把我們從被基因決定的命運中解救出來”，於是表觀遺傳學成了新的熱點。

有研究稱，任何通過表觀遺傳方式寫入DNA的信息，都不會傳遞給生殖細胞,所有這些信息都會被清除掉。但也有一些研究暗示，也許它會被傳遞下去。這似乎是某種革命性的發現，因為一直學到的是，我們只繼承基因，而不是其他信息。

現在看來，對於那些關於人類表觀遺傳的報道，證據實際上非常薄弱，完全不清楚在人類中是否具有真正的重要性。在植物中，表觀遺傳是公認的，而且實際上很普遍。但在像我們這樣的高等動物中，它的相關性到底有多大還不完全清楚。

我認為，隨着人們對錶觀遺傳學變得非常興奮，有些觀點被誇大了，所以就想提醒人們，不要對我們認為表觀遺傳學能做的事情太過得意忘形。實際上，我們遺傳的分子層面、基因層面的信息，確實是來自我們的DNA，還沒有明確的證據表明存在強大的表觀遺傳因素。

觀察者網：讓我們進入下一層面——蛋白質。AI在蛋白質摺疊領域的成就，是近年來的熱門話題，您的書中也提到了。不過，您認為：“與其説阿爾法摺疊解決了蛋白質摺疊這個超級難題，不如説是迴避（sidestep）了這個問題。這個算法其實並不是在預測多肽鏈是怎麼摺疊的，只是基於多肽鏈序列預測它摺疊後的結果。”在您看來，還有哪些生物學領域可能有效地應用AI？

**菲利普·鮑爾：**我認為AI在生物學中有很多有用的方式。AlphaFold就是其中之一，能夠從蛋白質序列或編碼它的基因序列中預測其結構，這是一件非常有用的事情。

它的預測是否足夠精確，是否能給出足夠準確的預測來開發藥物，這是另一個問題，但它提供了一個非常好的起點。

我認為在整個生物學領域，我們面臨着類似的問題，可能有很多數據，但很難知道如何利用這些數據來找到解釋生物現象的模式。這正是AI技術現在非常有用的那種問題。

人們也正在嘗試用它來理解基因是如何被調控的。比如，能夠預測如果細胞或者生物體發生某種情況，其基因的活性會如何變化。這就是AI可能極其有用的地方，幫助解決這些非常複雜的問題。

AlphaFold之後，已有更多AI工具問世，如開源的OpenFold

我的擔憂是，對這些系統中實際發生的事情，人們過去一直在嘗試理解，但AI有時可能會替代這種努力。這就是AI的問題所在，它只是從數據中得出結果，而沒有真正解釋這兩者是在機制上是如何聯繫起來的。

我認為生物學還是需要理解機制。為了真正掌握複雜的問題，它不僅僅想要一個會預測的電腦程序。

觀察者網：下一個問題正與此相關。讀《生命傳》給我最深的印象之一是，您反覆提出許多生物學問題可能沒有確切的答案。從這個意義上説，通過從海量元數據中憑經驗推導出結果，來“繞過問題”，這樣的策略是否實際上是理解生命的一種有價值的方式，即使我們不知道其背後的機制？

**菲利普·鮑爾：**AI在這方面肯定有其用途。但是，我想到一個很好的例子，可以看出AI會如何繞過一些重要問題。

基因調控方式非常複雜，涉及到許多不同的分子活動、分子信號，它們以某種方式被整合起來，最終決定是開啓還是關閉基因。如果我們用AI來做這件事，它可能會説，好吧，如果有這個信號，那個基因的活性似乎會增加或減少，但它不會告訴我們為什麼。

而我們現在知道，在人體細胞和許多其他複雜動物的細胞中，形成了被稱為生物分子凝聚體（biomolecular condensates）的結構。它們是一種鬆散的球狀物，有點像細胞中的液滴，與細胞其餘部分的液體分離。它們是獨立的相，就像沙拉醬裏的油和醋一樣。

近年的研究認為，雖然沒有膜，但生物分子凝聚體也存在某種結構 phys.org

現在發現，這些凝聚體無處不在，不僅在基因調控中，而且在各種細胞過程中，比如細胞如何應對壓力，DNA如何修復等。我印象中，人類直到大約15年前才瞭解到這一生物學結構。AI是不會為我們找到這個的，它幹不了這活。

瞭解這個機制，以及所涉及的物理結構，對於思考我們如何幹預這些結構非常有價值。所以，如果我們試圖從數據直接跳到某個答案或預測，而不去探究中間真正的分子生物學過程，那是非常危險的。

觀察者網：您在《生命傳》有一個似乎很罕見的對細胞的形容，讓人印象深刻：“這像是工廠嗎？看起來更像是人滿為患的夜店。”我們確實可能被關於微管網絡的精美視頻所誤導，而細胞學家探尋答案的主要方式之一，可能是用更精細的單分子顯微鏡，比如共聚焦顯微鏡等。要研究這樣的嘈雜環境，除了走向單分子，我們還有什麼別的選擇？

**菲利普·鮑爾：**近年來這方面最有用的技術之一，是冷凍電子顯微鏡，它基本上就是非常快速地冷凍細胞，把所有東西都凍結在原位，然後用電子顯微鏡觀察，這可以非常詳細地向我們展示所有不同分子的位置。

還有其他技術也正在被應用。有一些巧妙的技術，能夠將熒光標記附加到單個分子上，這樣我們就可以看到它們的位置。我們可以附加不同顏色的標記，從而可以同時追蹤許多不同的分子，並開始繪製出它們在細胞中的活動圖。

現在確實有很多方法可以做到這一點，但都面臨着我書中所説的那個問題。細胞不像那些漂亮的視頻裏那樣，你看到一個分子在太空中工作，然後另一個分子像被控制的無人機一樣飛過來對接，然後又飛走了。

微管的動畫視頻，僅僅體現了細胞的一個面向，現實遠比此複雜

實際上，當我們觀察細胞內部時，是許多不同分子混雜在一起，緊密地擠在一起，相互碰撞。你看一眼就會想，這個系統究竟是如何工作的？

對此有各種答案。一種方式是細胞區室化，這就是剛才提到的凝聚體的作用之一，它們形成臨時的區室，來排除一些物質並容納另一些。

舊的觀點是，儘管這些細胞相互碰撞，但蛋白質只識別特定的目標，所以它們忽略其他一切，只等着找到它們應該結合的目標。這有時是對的，但我們現在知道有時並非如此。

許多蛋白質在結合對象上遠沒有那麼挑剔，它們實際上沒有一個漂亮的摺疊形狀，而是更無序和搖擺的，這似乎是蛋白質的一個重要特點，但它使問題變得更加困難，因為你不再有那種非常特殊的分子識別，所以一定有別的事情在發生。我們必須重新思考一些基本問題，來理解細胞中的分子混沌。

觀察者網：您在書中還多次提到“能動性”和“目的性”（agency and purpose），這可能是很多生物學者都要避免的。一般認為，無論是細胞對環境的響應，還是人類的思維，這些只是“自然選擇”自然產生的結果。

**菲利普·鮑爾：**我認為，這一切歸根結底都是如何理解“能動性”這個問題。對我來説，許多生物學家對能動性的概念如此抗拒，是非常奇特的事情，因為它所指的不過是我們周圍時刻都在發生的事實。無論是在我們自己的生活中，還是在其他動物的行為方式中，特別是高等動物，它們會做決定，會做選擇。

當然，我們可以去探究這些決定是如何發生的。我們可以觀察哪些相關的神經元在放電等等,但決定是由整個生物體做出的。

想象狐狸在追逐野兔，這兩個生物都在時刻做出非常迅速的決定，一個想逃跑，一個想抓住對方。這就是我所説的能動性，即一個生命體改變自身和改變其環境的能力，為了嘗試實現某個目標而改變自己的行為，比如如何奔跑等等。在這種情況下，狐狸的目標是抓住野兔，野兔的目標是逃脱。

我們可以説，好吧，這只是進化編程在它們身上的結果，它們只是在自動地做這些事，它們的最終目標是生存和繁衍。

這兩者都可以是正確的，而不會損害能動性的概念。我們可以相當肯定，無論狐狸和野兔的大腦裏在想什麼，都不是“我該如何繁衍，我該如何生存”，而是“我必須不被吃掉”，或者“我必須吃了這個東西”。

所以，生物體有目標，而過於簡單地説所有目標最終都是關於生存和繁衍，是不對的。我們在日常生活中也有目標，我下一刻的目標就是要去喝杯咖啡，試圖從生存和繁衍的角度來理解這件事是不合理的。

我認為，需要思考生物體那些直接的、眼前的目標。特別要關注的是，如果我們真的只是機器般的、被基因控制的系統，基因説你必須生存繁衍，那些即時的目標又是如何產生的呢？

在我看來，像我們這樣的生物擁有大腦的全部原因，並不是為了執行基因的命令，而是為了讓基因不必去解決我們將會遇到的每一個問題。

每個人每天都會遇到一生中從未遇到過的挑戰和情況，基因不可能知道在這種情況下該做什麼。可以説是進化給了我們大腦來做這件事，來即時做出決定，而這些決定沒有明顯的最佳答案，當然也沒有一個在幫助我們生存和繁衍方面的最佳答案。

這就是作為能動者，作為生物體的本質。我們必須在生物學中認識到，這是一個真實存在的屬性，它實際上一直延伸到單個細胞。

細胞必須做出的決定不像我們必須做的那樣複雜，但對於細胞來説，也並不總是有明顯的最佳答案。所以它也必須做一些有點像大腦做的事情。它必須整合大量關於自身和情境的信息，並找到某種行動方案。

生命有機體如何能做到這些？這才是我們需要通過能動性這個詞，來嘗試理解的。在我看來，能動性最終是區分生物和非生物的東西。那種做出情境性決定和擁有目標的能力，就是我們與石頭的區別。這實際上是生物學的核心，是“活着”的意義所在。

這就是為什麼我認為，如果拒絕審視能動性，拒絕承認生物學中存在目的，那麼實際上是在否定生命本身，在否定它與石頭或流水有任何不同。

觀察者網：但您書中提到了一個悖論，人類思維可能違背“生存和繁衍”的“目的”。書裏有個關於生育的親子對話的例子，父母認為孩子選擇研究量子引力理論，偏離了“生存與繁衍”的既定目標。在現實生活中，您身邊會發生這樣的對話嗎？如果有孩子直接表示，自己沒有生育的意願，您會勸説他嗎？

**菲利普·鮑爾：**我認為這完全是那個個體的選擇，我完全沒有責任去幹預或影響。這真的是個人的決定，而且是一個絕佳的例子，説明了為什麼講“最終所有目標都由繁衍定義”是不夠的。有些人出於各種各樣的原因選擇不繁衍，這就是我們大腦的本質，它們是相當複雜的系統，能讓我們在環境中生存。

對我們中的許多人，可能大多數人來説，大腦確實幫助我們繁衍，給了我們繁衍的衝動。但大腦不一定會這樣做。

如果你製造出如此複雜的東西，它很可能會走上另一條路，你就會得到這個結果。你必須接受它不一定按照基因的“指示”行事。這也説明了，為什麼能動性不僅僅是自然選擇為了讓我們生存繁衍而編制的東西。

觀察者網：您會擔心人類因為繁衍的人太少而滅絕嗎？

**菲利普·鮑爾：**不，我不擔心這個。我確實擔心一些可能出現的社會問題，當然在短期內，如果出生率下降，可能會導致人口問題，會有一個不成比例的老齡化人口，年輕的勞動人口需要以某種方式來支持他們。這其中存在困難。

但我們需要理解為什麼更多的人選擇不要孩子或少要孩子。這可能是因為從經濟上講，他們很難做到這一點。也可能是因為，而且我認為在很多地方確實如此，女性在教育和職業方面機會的增加，意味着她們會做出那樣的選擇，而且我認為，讓女性擁有機會肯定是一件好事。

觀察者網：也許我們需要人造子宮來解決這個問題。

**菲利普·鮑爾：**嗯，有些人確實在想，這或許是答案。但是，我真的看不出即使這可能實現，它如何能解決問題。因為那樣的話，誰來照顧那些孩子呢？那些孩子的責任是誰的？還有各種各樣心理上的問題，還有關於在子宮外孕育是否能完全等同於子宮內的醫學問題。

科學家在人造子宮中培育羊胚胎 視頻截圖

觀察者網：我感覺生物圈本身有一種“目的”，那就是產生能夠進行星際遷移的智慧生命，從而擴展生物圈，比如，把火星變成另一個地球。您認為人類屬於這樣一種“目的”嗎？還是説，我們思考的能力，讓人類能夠超越它？

菲利普·鮑爾：我並不認為這是我們天性中被明顯賦予的一個目的。有些人這麼認為，覺得有責任向宇宙擴張，比如馬斯克。但我不同意這個觀點。

這似乎是一件極難實現的事情。宇宙總的來説是想殺死我們的。不是説它真的“想”，但真的會殺，因為它極其不適宜居住。

但我不贊同的原因不只是這樣。地球是個極其適宜居住的星球，它非常棒，為我們提供了所需要的一切。所以對我來説，如果人類有什麼目的感的話，那似乎就是在這裏健康、和諧地好好生活。

我相信宇宙中其他地方也有生命，有些人認為生命起源是一件極其困難的事情。但我懷疑，如果條件合適，生命其實很可能出現。它是否會發展到我們這個水平或更高的智能生命，是另一個問題。不過，我也不太擔心那個。

宇宙中的物質能夠變成生命，這是一件非凡的事情，我相當肯定這在別處也會發生。我只是很高興能在地球上安然地待着。

觀察者網：何必找麻煩去別的地方，是吧。聊到智慧生物，我想智能可能是“湧現”（emergence）最典型的例子之一。您在書中也提到了湧現。

我之前與普利策獎得主穆克吉——您在別的問題上也引用過他——也聊過這個問題。他認為“湧現”這個詞，是我們給“不理解的事物”的代名詞或代碼，100年前，人們會把傷口癒合看作是體內的“湧現”現象，而現在我們知道傷口癒合是怎麼回事了。他並不反對這個詞，只是認為它是一個代指，允許我們把一些東西擱置一旁，並認為我們最終會理解它，只是現在還不知道那個合理的解釋。我想聽聽您的見解，是否認同他的這些説法。

**菲利普·鮑爾：**不，儘管我極為尊敬穆克吉，但我不同意他。

觀察者網：我看了《生命傳》後，也猜到您不會同意。

**菲利普·鮑爾：**這可能因為我們來自不同的學科，他是一位醫生，而我接受的是物理學家的訓練。

有時人們以一種神秘、含糊的方式使用“湧現”，而且通常用它來談論我們不理解的東西，穆克吉的這種感覺，我也認同。

但對於一個物理學家來説，湧現是一個古老且完全沒有爭議的概念。因為我在幾十年前做統計物理的相變領域研究時，就看到了它。例如，理解水如何結冰，或者水如何蒸發成水蒸氣。這些都是相變，它們是湧現的例子。

考慮水結冰的情況，並不是説有一個特定的水分子在0攝氏度時結冰，可以説是整個系統“決定”同時做這件事。這是一個集體效應。無論看得多仔細，我們永遠無法通過觀察單個水分子來預測這個湧現現象。我們必須有許多水分子相互作用。

科學家們曾推測水結冰的湧現過程，最小需要多少個分子 《科學》

對我來説，這就是湧現。它就發生在這樣的系統中，裏面有許多相互作用的組分。這些組分可以像水分子一樣簡單，也可以像我們身體裏所有的分子一樣複雜。這是一個非常公認的現象，當你有這樣一個系統時，會得到集體效應，系統的整個狀態會突然改變。

生命本身就是一種湧現現象，我們可以把它分解成分子，然後它就不再是活的了。要理解這是如何發生的，目前還沒有做到，我們對這類複雜系統的理解還不足以描述它。

但確實能看到，當出現某種向新狀態的湧現性變化時，正在發生的微小細節就不再重要了。單個水分子在做什麼的細節不重要，仍然會結冰。

大腦中哪些神經元在放電的細節通常也不重要，我們仍然可以做出是否要煮杯咖啡的決定，而且每次我們決定煮咖啡時，大腦狀態都不會完全相同，事實上會很不一樣。但仍然有那個湧現出的決定。

所以我們知道，湧現是真實存在的。它涉及以某種方式對細粒度信息的捨棄，或者如物理學家所説，是對信息的粗粒化，這樣我們就不必擔心細節，真正重要的是整體的圖景。以這種方式理解湧現，已取得了進展，即如何從一個行為層面轉換到另一個更高層面。

因此，我並不認為湧現是一個神秘的詞，來搪塞我們不理解的東西。我認為它可以，而且正在被轉變為真正的科學，但目前還是一種科學探究。

觀察者網：這呼應了您書中的一句話：“生命組織層級中的每一層都有其自身的規則，這些規則對下層級微小細節不敏感。它們具有一種自主性。”在我看來，從生命各組織層級而言，書中缺失的一塊是生態學。生態學本身似乎就是跨越個體、種羣、羣落、生態系統多個層次的。上層對下層結構規則的細節，有時會有明顯的響應，比如關鍵物種的滅絕。從生態學這樣宏觀的層面向下切入，或許是尋找生命共性的另一種方式？

**菲利普·鮑爾：**是的，我沒有一直講到生命的最高層級，而停在了有機體這個層級，在這之上還有更高的層級，到生態系統，再到整個生物圈，同樣的考慮也適用於那些層級。

你説的完全正確，在一個生態系統中，如果一個特定的生物死亡，整體上不會有任何影響。但如果整個物種滅絕，有時會有影響，有時則不會。

對我來説，這呼應了我們在基因中看到的情況，即如果我們的一個基因以某種方式發生突變，有時會產生真正的影響，比如在囊性纖維化病中，但大多數時候並不會。我們的身體可以在更高的層級上進行補償，從而使它們能像以前一樣繼續工作。

在1980年代、1990年代，生物學家們開始能敲除特定的基因，然後觀察對整個生物體的影響是什麼。他們確信，如果敲除一個對某個生物過程至關重要的基因，生物體會死亡。但實際上常常發生的是，生物體似乎甚至沒有“注意”到變化，它就像以前一樣快樂地生活着。

我認為，這是生物學作為一種湧現現象的迷人之處，是一種“滲漏式湧現”（leaky emergence）。層級中的每一層，與下面一層的細節之間，並不是完全隔絕的。

它是部分的湧現。偶爾，那些細節確實很重要，比如一個基因對個體，或者一個物種對整個生態系統。這就是為什麼理解生物學，要比理解水的結冰難得多。這也讓它變得更加豐富，也更具挑戰性。

觀察者網：是的，我對此很着迷，年輕時也想追尋這些答案。各層級的“滲漏式湧現”之間，似乎有點相似性。如果我們能解釋各種湧現現象，並概括出一些共同原則，那會是生物學的“聖盃”嗎？

**菲利普·鮑爾：**在某種程度上，我認為存在共同的原則。在《生命傳》的開頭部分，我也嘗試提出些關於湧現的原則。

生物能夠以某種方式，創造出對微小波動具有穩定性的系統。總的來説，它們確實如此。這就是我們現在還活着的原因。

對生物學瞭解得越多，就越覺得它能正常運作是多麼不可思議，任何生物體能存活下來都是如此。所以我認為有普遍的原則。

有一個原則是所謂的組合邏輯（combinatorial logic）。生物似乎常常以羣體的方式運作，即不是由一個特定的分子或信號來決定另一件事是否發生，比如一個基因是否被開啓或關閉，而是由一整組信號，像一個小委員會一樣，集體做出決定。這又是一種讓事情變得更具穩定性的方式，它意味着有時即使其中一兩個成員不在，委員會仍然可以做出決定，並不依賴於所有東西都在正確的時間出現在正確的位置。

我們可以開始辨別出，關於生命系統在所有層面上如何運作的原則，包括生態系統層面，但我不確定是否已經到了能將這些原則整合成某種宏大的生命理論的階段。

而且，我懷疑可能不會有那樣的理論。儘管可能有一些普適原則，但也可以看到，在一個尺度上涉及的因素，與在更低尺度上的因素有很大不同。

當我們思考胚胎髮育時組織的生長方式，組織的軟硬程度、如何彎曲和摺疊就變得很重要。這些考慮基本上不適用於分子。分子確實會彎曲和摺疊，卻沒有像組織層面那樣的力學。在不同的層面上，有不同的物理學在起作用，你能獲得的普適性是有限的。

但我認為，就湧現屬性如何演化，如何可靠、穩定地演化，並在微小的波動和故障面前保持運作，還是有可能獲得某種總領性的理解。

觀察者網：但我從書中得到的印象是，您想挑戰卻可能無法克服的一點是，人們總想找到生命的單一秘密。物理學是不是在這方面開了一個壞頭。他們有物理學的大一統理論，對吧？物理學的聖盃。但如果我們無法達到生物學的聖盃，這會削弱公眾對生物學的熱情嗎？

**菲利普·鮑爾：**首先我要説，只有一小部分物理學家相信萬有理論（the theory of everything），而大多數物理學家，像我這樣在凝聚態物理領域工作的人，一直認為這是荒謬的。因為我們知道，有些湧現現象是永遠無法用某個理論來解釋的。

但你説得對，物理學是給人那種印象。我認為這就是問題所在，如果你有一個簡單的故事可以講，就像《自私的基因》的作者理查德·道金斯那樣，有一個關於基因的、或者生物學中一切根源的簡單故事，那麼人們就能把握它，而且這會讓人感到滿足。

如果你的故事是“實際上比那複雜得多，還有很多其他事情發生”，當然人們不會感興趣，還對此不滿意。所以，我們必須找到一些其他更好的故事來講述，既承認所有這些複雜性，又能更好地反映現在對生物學的理解。

《生命傳》是我開啓這場對話的第一次嘗試，但僅此而已。我還不知道那個故事是什麼，仍在努力探索。

我認為這是一個以能動性為核心的故事。而且告訴或者提醒人們，你是一個有自主性的能動者，你不是被基因控制、被進化編程的機器人，或許人們能夠有所響應。因為它反映了我們的日常經驗，但這僅僅是個開始。

我完全同意，生物學的任務之一是找到更好的比喻和更好的敍事，來更好地反映現在對生物學的理解，而不是固守於1970年代發展起來的那些。

觀察者網：您曾寫過一本書，《臨界質量：事物如何引發連鎖反應》（Critical Mass: How One Thing Leads to Another），這本書被有些書評描述為“社會的物理學”。我認為社會現象也是生命的一個層級，結合了生態系統、智能和湧現。現在回過頭看，您如何評價《臨界質量》這本書？

**菲利普·鮑爾：**如果我今天來寫這本書，需要做些改變。顯然，這20年來有很多新的研究成果，是當時沒有的。但我在那本書中談到的基本原理仍然適用，而且它們實際上是與《生命傳》相關聯的，因為我同樣在研究湧現現象。

但在那個案例中，是像交通堵塞這樣的現象。這是另一個很好的例子，説明細節信息如何變得不重要。高速公路上的每個司機都有思想，腦子裏有各種各樣的事情，但這些都與是否會發生交通堵塞無關。

真正重要的只是交通密度，以及司機們如何相互反應，試圖不要靠得太近或撞到對方。你可以用一個非常簡單的、沒有任何複雜認知能力的系統來模擬這個過程，但不是因為司機們變成了那樣，而是因為所有那些細節都不重要。

同樣的考慮也適用於社會層面。我們可以看到這些湧現現象的出現，它有時具有相似的特徵。有時我們構建社會中的“結構”，具體地説像道路和城市，使它們具有穩定性，這樣它們就不會在一條路必須關閉的瞬間就停止運作。但這似乎是有機地發生的。

我在《臨界質量》中説，城市看起來像有機體，有它們自己的生長規則，似乎對規劃者的控制嘗試相當免疫。規劃者在某種程度上可以控制，就像醫生在某種程度上可以影響身體的運作一樣，但是身體會走自己的路，城市也會走自己的路，控制是有限度的。所以我認為，這兩本書之間其實有很多相似之處。

觀察者網：您還寫過一本書，《水之王國：中國的隱秘歷史》（The Water Kingdom：A Secret History of China）。我的最後一個問題是，您為什麼選擇中國河流，而不是尼羅河、多瑙河、密西西比河或亞馬遜河？

**菲利普·鮑爾：**最直接的答案是，我覺得中國是我更瞭解的地方。你可能會想象我更瞭解多瑙河周圍的城市。但是，在疫情之前，我經常來中國，並與中國的機構有合作，很遺憾之後沒能再去。

我以前從科學的角度寫過關於水的文章，後來突然意識到，水似乎是中國文化和文明許多方面的核心，這是有充分理由的。

中國有一些河流容易發生特大洪水，特別是黃河和長江，尤其具有極其重要的歷史意義，有時一場洪水或一系列洪水會導致朝代更迭。水也是談論中國歷史和中國哲學的一個載體，尤其是在道家中，“水”的意象是核心。

所以，探討水似乎是一種不尋常，卻非常有成果的方式，來探索中國的政治史、哲學、文化，甚至是中國語言和詩歌的發展，因為水在中國文明的進程中扮演瞭如此重要的角色。

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