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第16章 回到盖娅怀抱

就像成人的性格特征形成于遭遗忘的幼儿时期一样,人类及其历史地位,只有在我们探究并理解细胞过去的事迹后,才能了解。

植物和动物都是有核细胞生物。虽然我们的有核细胞起源自小宇宙的共生细菌,但由它们所形成的各种生物却造就了大宇宙。地球生命,终究必须进化成可以生存在其他行星甚至其他恒星系统的生命形式。如果我们有幸存活下来,当然得做些改变,以融为未来“超宇宙”(supercosm,生命自地球散布到太阳系或外层空间的假想性连续扩张)的一部分。生存空间及资源的大量增加,将解放生命的潜能,使得超宇宙和我们现存世界的差异,就如同我们与细菌之间的差异一样。

浣熊的太空计划

由于我们一手包办了动物界的高科技,因此,人类似乎是最可能把生命扩展到太阳系各处的候选者。但这并不代表人类是小宇宙扩展到太空的最终代言人。例如,以眼睛形式出现的视觉图像处理,就进化过许多次;它曾在原生生物、海生蠕虫、软体动物(像蜗牛和乌贼)、昆虫及脊椎动物中发展过。翅膀,也曾分别在昆虫、爬虫类、鸟类及蝙蝠等生物中进化过;而类似的空气动力学设计,会因相似的大气飞行需求而一再重演。

一群祖先不同源的生物,在相同的生活环境中,以类似的路径进行进化,叫作“趋同进化”(convergence)。趋同进化的观点认为,未来将会有许多不同的生物扩展到太空,就如同曾经有多种生物登陆陆地或飞上天空那样。但是,后继生命也可能像离开生存水域、但从未进化成陆生动物祖先的肺鱼一样,不见得都能够实践我们对太空的钟情。许许多多同样有神经系统及群居行为的动物都暗示着:如果人类失败了,其他生命形式将会继续进化,而原始的小宇宙仍然能进驻太空。如果人类灭绝了,或是像鲎和肺鱼只快乐地停留在目前的栖所,地球生命将有一段时间会局限在地球上。

但是请记住,人类只花了数百万年的时间进行进化。因此,即使所有的类人猿(anthropoid,包括所有的人类、猴子及猿类)都灭绝了,小宇宙仍然拥有神经系统或是能操控附肢的秘密武器,它们始终具备发展智慧与科技的力量。只要给予没有人类的地球足够的进化时间,就连浣熊这种聪明、具有良好方位感的动物,也势必能发展它们自己的太空计划。

早晚,生物圈的扩张将超过这个叫作地球的摇篮。

危机成就非凡

小宇宙有一项具启发性的特质,就是过去所发生的严重地质事件,从未导致整个生物圈毁灭。这种情形就像是一位艺术家,他悲惨的身世成就了非凡的艺术作品。

大灾变之后,似乎都紧接着巨大的进化革新。

地球生命针对威胁、伤害及损失,所给予的回复是革新、成长及繁殖。例如,从地球重力场大量逸失氢气(早期生命所需),曾导致地球历史上最伟大的进化革新:生命发展出光合作用以利用水中的氢离子。但同时,光合作用的副产物——氧气,也引发了重大的污染危机。虽然,对当时绝大部分的生命而言,氧气是有毒的气体,但这场10亿年前的大浩劫,却促进了呼吸氧气细菌的进化。事实上,细菌利用氧气产生能量远比以前来得有效率多了。这些呼吸氧气的细菌和其他细菌一起共生,聚合形成真核细胞,然后变成多细胞,最后进化出真菌、植物及动物。

规模最大的生物集体灭绝事件,发生在2.45亿年前的二迭纪─三迭纪交界之际,接着便很快产生了哺乳类。哺乳类具有敏锐的视力,以及接收外来信息的聪明头脑。随后在6600万年前,一场白垩纪末的大灾难,歼灭了包括恐龙在内的许多生物,但也同时为最早的灵长类清出一条发展之道。

灵长类复杂的眼手定位功能,是日后发展技术的基础。第二次世界大战开启了雷达、核武器及电子的世纪。多年前的广岛和长崎大灾难,虽然摧毁了日本原有的工业和文化,但也出乎意料地画出一片天空,让日本为他们的企业王国升上红太阳。

综观地球生命史的每一次危机,生物圈似乎惯以“退一步进两步”的策略应对。事实上,向前所跨的两步,就是跨越原有问题边界的进化解答。进化从不因遭遇困境就停止,反而会超越任何挑战,证实生物圈的极佳弹性。它潜藏着自悲剧复原疗伤的活力。

现在,北半球的核武对立可能会毁灭数亿人类,但绝不会是地球生命的末日。这么说起来也许很无情,或许人类大决战后的世界末日,正是在为一群较不以自我为中心的生命形式,准备它们的生物圈。

这种未来的生命将和我们有很大的不同(就像我们和恐龙也很不一样),它们经由物质、生命及意识的流程,进化成一个超越层次的新组织。届时,他们看待人类就会像我们看待鬣蜥一样,印象深刻。

微生物不怕核弹

不消说,这样的观点只是一种空泛的慰藉了。

除了直接被核武器击中(当然这是致命的),只要10微克,即十万分之一克的放射性落尘就可以杀死一个人。依据统计数字,苏联及美国两方所拥有的百万吨级(megaton)核弹存量,曾经各高达一万枚。

最近,多才多艺的建筑师及哲学家富勒(Buckminster Fuller)在纽约喜来登大饭店秀了一个小实验,他在舞池中铺放一张世界地图,并洒了一把弹珠让它们在图上自由滚动,表示五千个随机投掷在地球上的原子弹。很明显的,这些原子弹将使全世界所有主要的人口中心发生瘫痪。而且,假定现在所有库存的核武器都派上用场,这场全球规模的核战,预期会毁去30%到60%的臭氧层。大城巿的火焰烟尘将直冲云霄并环绕着地球燃烧。在这场无止境的燃烧之后,全世界的平均温度会剧烈下降。辐射将危及人类的免疫系统,造成像艾滋病一样的世界性瘟疫。

虽然如此,我们依然不相信微生物小宇宙的健康及稳定性,会因此而被动摇。辐射所导致的突变率增加,对微生物的进化并没有直接影响,因为,总会有大量因应辐射污染的突变种预备队伍,供进化作用所需。例如,在用来冷却核反应器的水流中,就曾发现抗辐射奇异球菌(Deinococcus radiodurans)的踪迹。此外,即使臭氧层遭破坏,使得紫外线辐射长驱直入,也不能毁灭基层微生物。

或许可以这么说,辐射能刺激细菌的基因转移。

现代人类的窘境

在史铎金(Theodore Sturgeon)的科幻小说《小宇宙之神》(Microcosmic God)当中,描述了一位杰出的科学家在实验室发明了生命。这种“新生命型”(Neoterics)具有不寻常快的世代交替时间,因此可以极快地重复“由微生物发展到社会化、且绝对聪明的生物”这条进化路径。

当那位科学家迫使新生物接受愈来愈多激烈的试验时,它们就进化得愈来愈快,不但开始选起了自己的代表,更借由科学家所创造的系统与科学家沟通。然后,他给予新生物最后一个测试。当少量的氧化铝及其他化合物投入新生物居住的实验盒之后,它们竟把这些分子转变成固态的纯金属柱,阻绝了外界,并把自己关住。最后,新生物终于用一种未知的、坚不可摧的物质把自己孤立起来。即使是那位杰出的发明者,也无法再接触到它们。

这个故事暗示着现代人类的窘境。进化的尝试及考验,使得生物愈长愈奇怪,就像我们看到的,一种比一种令人惊讶。冰河时期的自然环境,使得面对这项挑战的热带猿类,逐渐磨炼出现今人类的智能形式。然而,如果用长久以来我们的大规模毁灭性武器增长的情形来判断,最终似乎会证明这是一种自我设限的智能。“武器的加速生产,最终毁灭制造武器的自己”,这是生物圈历史中很令人熟悉的故事。

自然界进化的加速性质,特别是文化的进化,让人很难预测未来进化的革新方向,尤其是长时间的动向发展。如果我们只以现在的趋势推测未来,所得到的将不是未来,而是现代的讽刺画。例如,当电话发明之后,很多人便预测不久之后,每个城巿及小村落都会有一部电话。另一方面,在发明直升机时,也有许多人已预见未来有一天,每个郊区屋外都将停放一架直升机。受人尊敬的科学家,引经据典地把学术论文及数学公式写入正式的期刊中,预测月球表面覆盖着具有商业开发价值的石油层;另外他们还进一步认为,在夏天会转变成绿色的地衣,几乎盖满了半个火星。但也有其他科学家预测,月球表面的尘土太厚,根本不可能把宇宙飞船降落到上头。所以我们不必假装拥有关于未来的私房知识,反而宁愿根据过去累积的知识来讨论未来的可能性。

在短期技术流行的风潮之外,真正重要的是生命的长期趋势——灭绝、扩张、共生。这些似乎是放诸四海皆然的道理。现代智人,不论有没有核战,终会有灭绝的一天。我们也许会像鱼龙、种子蕨类及南猿一样,没有留下任何后代;或是像条原鞭毛虫(choanomastigote)及直立猿人(它们分别是海绵及我们的可敬祖先)一样,进化成完全不同的新物种。

太阳的末日怒吼

不论我们的子孙是进化或退化,只要他们一直停留在地球上,终究会被活活烧死。

根据天文学家的计算,太阳的寿命大约只有100亿年。在它用尽所有原来作为燃料的氢气后,会开始融合较重的原子,例如产生氦及其他重元素的核反应。此时,它将发散出激烈的光和热,并膨胀成红巨星(red giant)。这颗濒临死亡的恒星,会比以前任何时刻都要耀眼;它产生的巨量热能将煮沸、蒸发海洋,摧毁大气层,也熔化地球表面的花岗岩及玄武岩。在最后阶段,我们的太阳会耗尽所有的燃料,并坍缩数百倍,变成白矮星(white dwarf),末了成为黑矮星(black dwarf)——在暴热、无垠宇宙中,一颗耗尽一切的小小余烬。

这场自然界的核灾,会是我们地球生命形式的末日吗?是精巧的DNA分子及人类,无法回答的最终测验吗?到时候我们会以什么样的形式活过这场灾难呢?我们小宇宙进化出的所有不平凡,真的会被一颗寻常恒星的寻常爆炸所终结吗?或者还有另一种选择余地,由科学所建的最后希望的净土?【注释:对地球生命末日的种种科学预测,有兴趣的读者可参阅《最后三分钟》一书。——原编者注】

地球遭受烧烤之际,逐渐衰微的太阳所发出的最后怒吼,将会蒸发海洋。也只有那些离开地球的生命,或是以其他方式保护自己的生物,才能获救。今天,南极大陆及撒哈拉沙漠的生物,是众多地球生命中最耐命的。它们的出现,是因为地球上养分肥沃、多水、充满阳光的中间地带,已有许多生物安居其中。譬如,美国的摩天大厦及地铁并非无中生有,它们是工作繁忙的灵长类文化欣欣向荣的产物,它们所代表的文明,实则是以中西部农作物为基础、由洛杉矶到纽约的计算机联机所组织起来的。

只有在经历长久的辛劳努力及考验之后,才可能有一个脱颖而出的物种,能够面对内部与外部环境的庞大差异(生物的内部环境偏向温暖、潮湿,而生存的外部环境往往是冰冷及干燥的),还可以存活繁殖。

读这本书的人本身便是很好的例子。你的内在生理环境比较像太古代地球的热带海岸,而不是我们所居住的北半球温带;但我们能够生活得如鱼得水,巧妙地适应内外环境间的差异,都得归功于衣服和房屋的设计。我们使用油料加热,喜爱树木、森林、盆栽,并享用蒸汽淋浴;的确,人类所喜爱的居住环境一直都是非洲丛林。

把非洲丛林搬来搬去

非洲环境原型在我们的身边比比皆是——从摆满了龙血树及波士顿肾蕨的芝加哥大公司会议室,一直到加拿大西北部爱斯基摩人的冰屋里,他们燃烧着海豹油、身披温暖的毛皮、互相依偎取暖的举动都是。

现代智人的家园,也是世上第一个细胞的乐土,已经重新建立在大西洋中央快乐巡航的豪华游艇上。早期细胞的细菌子孙,尤其是早已融入人类栖地的那些,也随着人类登陆月球。它们暗示着,生命在外层空间重建生存环境的过程,是多么复杂。借由文化经验的累积,人类伊甸园家乡的各式产品,已经巧妙地向外层空间出口外销;而在这之前,它们仅能随着基因的改变来传递。

然而很讽刺的是,我们的智能以及超越基因的所有努力,却只是在对基因做进一步的保存。如果地球生命要在太阳死亡后继续延续,就得把微生物族群迁入更安全的栖息地。而我们一身令人佩服的自我维生好本事,即使能将DNA放入地球轨道,是否也能进一步扩展到外层空间呢?

或许可以。因为我们已经有许多超越生存环境的先例。

毕竟我们都还一直玩着细菌的老把戏。要细菌去适应严寒、干燥、没有空气、光秃秃的月球,绝不会比我们在冬天适应斯堪的纳维亚凶暴、寒冷、潮湿而又黑暗的冬天还要困难。

其实,我们以及组成我们的细菌,早就依据各自的需求,携手改造这些令人绝望的环境,使它们符合我们所需。人类协助地球生命边界的扩展,将祖先的栖息环境带进未来的家园,或是改造祖先的生存环境,不论付出多少能量的代价,我们都做到了。

但是,将过去居住的环境搬入新居地,仍是强烈的保守主义,一种对改变根深蒂固的抗拒(或者是有条件的同意,但实际上只是外表形式改变,而内在仍保全原有状态)。然而,这种偏执的想法,或许正是拯救未来生物所必需的条件,也唯有如此,生命才能逃脱太阳爆炸的宿命。

解铃仍需系铃人

我们已经察觉到一些暗示:生命的边界正在慢慢向外扩张。

人口、工业、学校及郊区住宅,都在快速的成长;同时,没有一项不造成严重的资源短缺及环境变迁。但不论对螺旋菌或是蜘蛛猴而言,天择都令人心惊胆跳。族群大小无所谓好坏。它们因应可运用的空间、食物及水源而成长,当族群数目过于庞大时,个体若不是死亡,便是超越自己。

生物一旦超越自己,便可以找到新的方法取得空间、碳、能量及水源,然后又产生新的废弃物。逐渐增加的新生废弃物则又考验着制造者。于是,生命本身变成系铃人与解铃人的双重角色。

举个例子。未来的企业取得资源的部分计划,可能是在外太阳系使用化合物,届时所制造出来的有毒废物,将会扩散到地球造成污染。地球生物所采取的解决之道,可能会像早期小宇宙处理氧气污染一样,得产生能忍受、运用这些废弃物的新型生物,才有转机。最后,生命又可能建立起从地球到土星卫星间,跨越数亿千米的共生关系。

我们若想简单地了解未来生命的潜能,就得仔细回顾过去的生命。

人类充满戏剧性的进化,实在不能独立于我们微生物祖先的共同进化之外,因为细菌建构了我们的细胞,也构成作为我们食物的动、植物细胞。在数千年的共同进化历程中,进化伙伴产生基因层次上的变化,它们一起进化出新的蛋白质,呈现具有发展性的共生形态。最后,进化伙伴彼此完全互相倚赖,不再是个别的个体。

玉米便是这种共同进化的惊人实例。玉米的祖先是大刍草(teosinte),它原是一种长在墨西哥高原上的极不显眼的、且能自给自足的草本植物。后来,它们被饥饿的人类拿来充饥,“人择”造成的结果,使果粒愈长愈大。昨日的奢华享受,可能成为明日的生活必需品。今天,玉米已成为北美最主要的农作物。这种过去数千年一直陪伴着人类的作物,不像它的草本植物祖先那样会自然枯萎,现在的每根玉米,都会长出得靠人类双手才剥得开的厚壳,且每代皆然。它们的繁殖已经和我们的生活紧密相扣,如果缺少人类,就无法完成生命的循环,因为它们已是我们的一部分。

植物替我们撑腰

我们的人口如魔术般增加,是因为有植物替我们撑腰。在上一个间冰期养活一位旧石器时代的猎人,需要一千公顷的土地面积,到现在只要万分之一的面积就可以维持一位现代日本稻农的生活(请参阅表三)。

用来供应人类生活所需的土地面积,从3.5万年前至今已急遽减少。旧石器时代制造石刀的猎人,需要使用很大面积的土地来生活,但现代日本稻农的精耕方式只需要很小的耕作面积。这是进化加速的另一个实例。

人类得像以前的小宇宙细胞一样,和植物、动物及微生物一起进化。事实上,我们可能团结成有凝聚力、以科技为后盾的社群,形成远比核心家庭或大家族,甚至是国家、政府及超级强权等还要紧密的组织。或许,未来太空超宇宙不显眼的种子(相对于肉鳍鱼后来进化为所有的陆生脊椎动物,或是某些原生生物的有性减数分裂系统)已经出现在地球上了。这种初期的种子系统,可能包括各种不同形式的政治、经济及技术组织。

一群聚集的生物,会形成组织层次更高的新生物体。社会和族群是同“种”的集合组织,群落(community)则是不同物种族群的组合(请参阅表四)。在某些特定生存压力下,共生伙伴会集体行动,如同一个整体。例如,个别的细菌演变成有核细胞的小胞器,许许多多的有核细胞则组合起来,成为比自己大一兆倍的多细胞个体。更大的生物组成,则称为“超生物体”(superorganism)。

不能杀鸡取卵

共生作用是一种进化规律。不同的物种经常组织为各类群落,而且没有任何一种物种能独自过渡到太空。

人类似乎很适合协助分散地球的基层生物于太空——就像线粒体在动物或植物细胞内运用氧气,协助这些生物适应陆上生活一般。但是对于人类而言,要扮演“将生命扩展到太空”这么重要的角色,还得向小宇宙的成功物种学习。

人类必须很快从对立转变成合作,公平对待所有的物种,如同农夫对待他的蛋鸡和乳牛一样。所谓的公平对待,是指和其他生物生活在一起,意谓着逐渐形成超生物体。我们绝不能为了毛皮而盗猎稀有动物,或炫耀挂在壁炉架上的战利品,或为了运动而射鸟,或以开路机轧平雨林。和以前的猎人祖先不同的是,今天的小农不会为了一次宴席,而背叛他的鸡或牛;他们会善待它们,以得到牛奶和蛋。

从屠杀周遭的动物为食,到协助动物生存、只食用其副产物,这样的转变代表着物种成熟的记号。只食用果实及蔬菜,但保留它们的种子,成为比采食整株植物更有效率的农业生产策略。从贪婪暴食、瞬间满足,发展到长时期互利共生的过程,在小宇宙中曾发生过许多次。事实上,这些事并不需要远见及智力就可以做到:粗暴的毁灭者经常止于自我毁灭,自动让那些可以彼此和平共处的生物继承这个世界。

进化成我们细胞线粒体的祖先,原来可能是很凶狠的细菌,它们侵入并杀死猎物。但是,这类毁灭策略的功效并不长久,我们就是活生生的实证:线粒体和平地住在我们细胞中,它们提供细胞能量,以交换自己的栖息地。虽然毁灭性的物种来来去去,但它们的合作程度还是会随时间增加。

也许人类可以极尽扩展、偷盗、掠夺自然资源之能事,并轻忽生物圈大部分的范围;但是,细胞的历史说明人类不可能长久如此。为了让我们继续存活下去,甚至仅是活过共生细菌曾经历岁月的极小部分,人类都得改变自己。不论我们是否要移居太空,我们都应该收敛起侵略激进的本性,限制我们贪婪的成长。

如果我们还想要与生物圈其他的生物,共同生存得更久一些的话,人类还得自我调整,进一步采取怀柔政策。

科学家会出卖灵魂吗?

即使我们了解自己从何而来,那些关于我们将往何处去的可能性若愈是长远的未来就愈难以想象。如同梦幻诗人布雷克(William Blake)所言:“现在证明是真实的事物,以前只能靠想象。”

“我们从智人进化到完全不同于智人”的过程,想象空间还很大。最简单的方式应该不是因为突变,而是由现存基因经有性生殖排列组合而产生。

虽然所有的人类都是相同的物种,但是有某些边缘族群也很值得注意。例如,非洲的矮人族女人可能无法替瓦图西族男人生小孩,因为她的骨盘太小了。这个例子说明,任何物种中所出现的自然差异,经过长久的时间之后,也会使物种产生分异,使得彼此之间无法交配。而这些外表上的变异,则可能归究于共生伙伴、行为模式、线粒体、染色体,甚至DNA核苷酸序列所产生的改变。

基因替蛋白质记下遗传密码。生物科技则利用质体(plastid)将DNA片段注入细菌,借此大量复制。因此,即使是人类的蛋白质,也可以利用细菌质体的复制而大量制造。例如,调节性欲的费洛蒙,或是控制生长的脑下腺荷尔蒙,皆可利用细菌制造,以提供医学、农业或畜牧业的需求。生化技术的发展,使得基因组、蛋白质、荷尔蒙及生化物质都可以彼此衔接,产生新的微生物物种。

已经有许多实验室为他们所研发的新品系申请专利,或发表文章。而愈来愈丰富的胚胎学及免疫学知识,将可能把细胞任意组织成更大、更复杂的生物。新品种生物及民间传说中的怪物,可能会在基因工程师为了娱乐或受金钱奴役的情况下被制造出来。

最后,我们将被“浮士德工业”【注释:浮士德为日耳曼故事中的人物,曾出卖自己的灵魂给魔鬼,以换取权力与知识。——原编注】制造的生命形式所淹没。

直接牵涉人类进化过程的问题是很迷人的。现在分别有几个位居前线的领域,同时向这个问题迫进,包括传统的天择(采伐森林、动物与植物育种)、生物科技、计算机和机器人等。进化正在加速,因此,这几条路线的合并只是迟早的问题。从地质学的观点来看,这场合并事件可能在极短的时间内发生,甚至我们有生之年就可能目睹。

印刷文字之死

计算机科学是科技史上成长最快速的领域之一。

最具体的例子是,从真空管、晶体管到半导体,处理信息的计算机组件已在数十年间缩小成原来的数万分之一。它们的切换速度,即在二进制代码中“开”和“关”所需的时间,已从每秒20次进步到每秒10亿次。由计算机所支配的精神疾病治疗程序可愚弄人类,让他们以为是在跟另一个人沟通。此外,人工智能机器也能协助新药品的分子设计。计算机有效转移资金及记忆大量档案的能力,远胜过任何一个人类。在办公室,甚至个人住家,人们开始用硬盘来取代纸张书写。我们更期望公共信息网络能与家用硬盘数据库、电视、电话及打印机互相联机。

世界性的信息流通,将打破中央集权,并揭开专业知识的神秘面纱。信息革命甚至可能点燃共同参与的新民主时代;但它也可能粉碎社会结构,将社会分裂成一个个遁世的“电子家庭”;同时,它也可能助长新的政治剥削及犯罪形式。

当计算机组件变得非常便宜,计算机化的纪录、书籍及其他计算机相关产品都成为生活日常用品时,社会将会面临另一次转型;货币电子化的倾向将持续增强。当计算机化教材进入巿场时,教学会变得较为简易;而在无纸张办公室之外,还会发生像计算机专家伊文斯(Christopher Evans)所说的“印刷文字之死”。传统的印刷书籍对未来的人类来说,可能是浪费而昂贵的奢侈品,就如同现在的我们看待珍贵的手写书稿一样。

教科书及平装书籍也将成为一项很烦琐的事业。每一堆喷墨纸张,像你手上的这一本书,都会被当成过时的东西,就像是古登堡(Johann Gutenberg)首创的活字印刷下的曼兹《圣经》(Mainz Bible)。

未来社会的复杂性质,得倚赖并受控于计算机智能,各种社会运动、金融活动及探险发现等,都将记录在机器的内存中。由于这些计算机重述储存的事件,会比电影的再现功能或是历史小说的记载更忠实,因此,我们就有可能再度体验历史,并探究过去。

拜科技之赐,生命“将过去保留于现在”的古老记忆能力,其忠实程度会有长足的改善。这种记忆现象,借着影片、书写历史、电磁纪录及其他计算机科技,仍处于加速进行的过程中。

活的计算机

今天,载有数千位记忆容量的硅芯片体积,已小到能穿过针眼,使得微处理器(微电脑)的重量轻到可以装入机器人内。

机器人在未来有很大的潜能。1976年,维京1号宇宙飞船的机器人,做到了人类从未达成的部分任务。这艘宇宙飞船降落在饱受紫外线照射、冰冷且呛人的火星红色地表。它伸出机器手臂插入地壳,分析干燥氧化的火星表土。

其他的机器人则更为经济实用。配备许多手臂的金属机器人,以远超过人类双手的生产速率,装配着汽车轮胎;而在另一条生产线,这种多手机器人的装配线路也正在组装中(在日本,机器人可以制造其他机器人的组件)。确实,愈来愈多像是有生命的机器人所组成的自动化工厂,在全球经济活动中扮演着日益重要的角色。

当计算机及机器互相合并,产生所谓“机器人学”的新领域之后,终究有一天,机器人会和细菌结合成所谓的“生物芯片”(biochip)。这种基础为复杂有机化合物的芯片,将形成某种“有机计算机”。如同植物进行光合作用一样,它们合成的分子会和周遭环境交换能量,并转换成信息。

“活的”计算机可以每秒交易数百万个氢原子,并可能累积成有意识的生物。这类发明所潜藏的可能性,足以令人生畏。我们几乎无法想象这种未来。因为介于计算机、机器人及生物科技之间的信息交换结果,根本无法预测。也许只有最离谱的预测,才有几分实现的机会。

染色体突变型

智人在下两个世纪会有什么遥不可测的命运呢?让我们先探究某些依生物活动而定的可能未来。

我们早知道,动物、植物和真菌的基因,是存在于折迭包装的染色体当中的。而物种进化则有许多种方式,诸如染色体重组、DNA突变累积,或共生现象。染色体重组可以快速地进化出新物种,例如染色体变两倍或多倍;另外,共生现象,如钟光的变形虫,也可在几代内创造出新物种呢!

接着,我们可以先想象一下染色体突变型(chromosomal mutants),即具有多套染色体的突变。拥有多套染色体的人类,与棉花、小麦或是像康乃馨般的鲜艳花朵,都有类似的特征,这些具有商业价值的植物,多半是多套染色体的品种。具有多套染色体的人,体形可能会比正常两套染色体的人类来得大些,所以也应该较易适应低重力的生活。

大部分的情形下,多套染色体的哺乳动物并不容易存活下来。但我们确知染色体的突然改变,例如断成两半,就曾产生了许多新种哺乳类。而我们所说的“染色体分裂”,即指染色体在中央节断开。

《肉食动物遗传学通讯》(Carnivore Genetics Newsletter)的发行人托德(Neil Todd)相信,染色体的分裂应该是狼进化成狗、野猪演变为家猪,甚至猴子祖先进化为人猿的背后推力。理论上,“染色体分裂”结合“近亲交配”,应该可以产生新的人类物种。如果,超宇宙的征服者是我们的后代,或部分是我们的后代,那他们可能会比我们有更多的分裂染色体。

光合作用人

未来的人类甚至可能是绿色的,一种共生作用的产物。

其中一个假想例子,是所谓的“光合作用人”(Homo photosyntheticus)。这是藻类专家德拉姆(Ryan Drum)针对海洛因毒瘾问题,所提出的想象疗法。光合作用人的做法,是将海洛因或古柯碱瘾者的头发剃光,头皮下植入一层薄薄的绿藻,一旦他们暴露在光线下,便会产生某种食物,使这类绿色人种去除毒瘾。德拉姆又同时提到,既然他们可以自行光合作用,便能自给自足,因此就算仍有毒瘾,也不会造成社会的负担。

“进化”曾见证饥饿生物与利用阳光自给自足的细菌或藻类,建立联盟,获取养分。硝水母属(Mastigias)是生活在太平洋的类水母(medusoid)。硝水母常常会游向阳光最强的地区,以帮助它的光合作用伙伴得到阳光的照射,然后,这些光合作用伙伴便可以回过头来提供食物给硝水母。

红色中纤毛虫(Mesodinium rubrum,一种会引起红潮的原生生物),具有一个退化不用的口器,它的食物来源则取自体内共生藻群。红色中纤毛虫游动速度缓慢,细胞组织也比其他同属的鞭毛虫来得透明。它们优游于水面,搜集温暖的阳光,让体内的藻类充分运用阳光。类似的情形,也可能发生在光合作用人身上。光合作用人的皮肤应该很光滑苍白,行动有些迟缓,且不常迁移栖息地。他们靠着头皮藻层所产生的能量过活,成为最忠实的素食者。由于不需要吃东西,久而久之,我们光合作用人子孙的嘴巴,可能也将面临退化的命运。

另一个共生联盟的实例,是透明组织细胞中含有绿藻的罗斯科旋涡虫(Symsagittifera roscoffensis)。在不列塔尼(Brittany)及英伦海峡的海边,人们常把它们当作绿色的海草。墨绿色的罗斯科旋涡虫是像植物的动物,它们的成虫具有不能作用的闭合嘴器;体内的绿藻则会回收涡虫的排泄物——尿酸。绿藻除了将尿酸中含碳与氧的部分做为自己的养分外,也进一步将尿酸剩余的部分处理成涡虫的食物。

光合作用人体内的共生绿藻,终究会有侵入人类生殖细胞的一天:它们找到进入睪丸的途径,进驻人类的精子细胞,之后伴随交配过程,藻类将进入女人的卵子。那就像是一种温和的性病,由此确保它们能在温暖、潮湿的人体组织中存活(这并非是件荒唐事。已知有某些昆虫的细菌共生伙伴确实是这样做的。它们有的进入精子,有的则经由卵子传给下一代)。

我们且目睹这个怪诞情节的最后一幕:一大群光合作用人漫步于海滩上,迟缓地拾捡绿色海草,以及破碎的软件动物的外壳……

人工共生作用

前面介绍了三种人类的可能进化路径(有机计算机、染色体突变型、光合作用人),听起来也许很像科幻小说的情节,但地球过去的历史教训告诉我们,类似的变化是无可避免的事。

当然,我们还可以想象其他各种奇妙的可能性。其中之一,是“人机共生作用”(cybersymbiosis),这可能也是部分人类生命的进化形式。在这部剧本中,人类对于超宇宙发展的重要性,相当于线粒体或螺旋菌对于大宇宙的重要性。如果人类真的以这种改造过的生命形式,超越哺乳类存灭命运而继续延续,我们所保存下来的形式将不再是一个个的个体,而是一种残留的“遗迹”。我们可以将自己想象成类似于螺旋菌的“遗骸”:未来的人类可能是某种被削去四肢内脏,只剩下重要部位的生命形式。也许,他们只剩精巧解剖后的神经系统,并移植到电动的塑料手臂上,掌握决策权,维持繁殖宇宙飞船的功能。

不巧的是,对于那些相信“人类位于地球生命最高峰,地位接近神的化身”的人来说,用机器来制造机器并不是科学幻想。在现今的生命圈中,这已相当接近事实了。生产、繁殖、自我维生或自我维持,其实都是相对的名词。

我们若认为生殖是生命最明确的特征,生物是生命最基本的单位,那么地球可能会被认为是无生命的,因为它还不能繁殖。然而,事实上只有DNA及RNA可以直接复制,其他事物的繁殖,例如细菌、女孩、鲸鱼、垂柳、麦当劳及美国航天总署的航天飞机,都得间接假手于这些分子。先要有许多许多分子的复制,然后才是细胞生长、发育及建构,之后才会有细菌、女孩、鲸鱼、垂柳、麦当劳,甚至航天飞机出现。

机器世界中的达尔文

英国作家巴特勒认为,达尔文“退化器官”的概念,正可以应用到人工制品上,像烟斗及衣服。人类在衣着方面保留了一些古代遗风,例如额外的衬衫扣、缝合的口袋及装饰用的吊带环。巴特勒甚至怀疑,自己烟斗头座底部的小突起,是承袭古老、无法携带的烟斗。这个突起的作用就像茶杯的底缘,能防止烟斗在桌面上留下痕迹。

对巴特勒而言,这种退化器官显示生物和机器或人工制品一样,即使没有经过设计,也比达尔文理论所能解释的还更有创造性。巴特勒非常关注机器发展的观念,更曾严厉讥讽他的同胞沉迷于工业革命的盲目热情。他的看法反映在1863年写给在纽西兰基督城《新闻报》(The Press)的文章中,标题是《机器世界中的达尔文》。这篇饶有趣味的短评,发表于达尔文出版划时代论著《物种起源》之后四年。巴特勒在字里行间比较了机器生命与血肉之躯生物间的适应能力。他一开始就写道:“那些日新月异的各种机器装置,才是这代人最值得骄傲的。”

他又怀疑,如果科技一直如此快速演变下去,把动物、植物界都超过了,会产生什么结果呢?机器会取代我们,而得到地球的主权吗?巴特勒接着解释:“就像植物界缓慢发展自矿物【注释:在近代生物分类学将自然界分成五界的系统兴起前,古代分类系统将自然界划分为矿物界、植物界与动物界。——原编注】,而动物凌驾于植物之上;虽然过去几代以来,我们目睹地球兴起了一个全新的物界,但未来终究有一天,它们还是会被认为只是古老的原型物种。”

机器人的“爱的结晶”

巴特勒承认,机器目前仍受控于制造者。但眼见19世纪各种科技奇迹,他怀疑机器会永远“就范”吗?我们每天都给它们更大的力量,提供各式各样聪明的设计,使它们有自我调节及自我行动的能力。有一天,它们可能会和人类一样聪明。

机器已经能够更有效地把燃料转换成能量做功,而且比驮兽需要更少的维护。这么说来,机器拥有繁殖器官的时间还会很久吗?他讽刺地说:“也许以后我们愚蠢的后代,最喜欢看的竟是两个蒸汽引擎产下‘爱的结晶’吧。”

今天,机器的本领及与人类间相互依存的关系,已远超过巴特勒的时代。模控学(cybernetics)的创立者韦纳(Norbert Wiener),在1961年写道:“拥有强大力量且能执行危险任务的“非人机器”这种点子,并非是件新鲜事儿。新鲜的是,我们现在已拥有许多这类的强力机器。过去,类似的可能性往往被当作神奇的魔术技巧,许多传说及民间故事都以此为主题。”从生物圈的观点来看,这类装置只是小宇宙所采取的策略之一,借此将它现有的势力范围扩展到即将来临的超宇宙中。

机器可自行繁殖复制的想法,不再是个科学奇想。它在现存的生物圈组织当中,就是一个事实。将机器归划为“无生命”,并不能否定它们会和病毒一样渴望繁殖,渴望产生变化。

像病毒一样变化的农业机械(如牵引机及收割机),提高了农作物生产力,导致人口进一步成长。在成长的人口中,就有人负责设计、发展、建造并销售更多的牵引机、收割机以及其他的设备来增加食物的产量。牵引机是可以自体催化繁殖的机器,它促进稻谷作物及人口的增加,如此也确保了自身的“繁殖”。

机器子孙瓜瓞绵绵

的确,机器以指数成长的潜能(如同先前提及的进化加速),远超过人体。例如,美国马里兰州的“未来世界学会”(World Future Society)曾报道,1984年全美自动机器年度增加率是30%,而在同一时期,全美人口的年度增长率则少了2个百分点。

我们总喜欢把哺乳类物种,贴上“最近的”“大型的”“适应良好的”“扩张的”等标签,视之为“进化上较进步的”;或者用另一个字代替:“像人类般的”(humanlike)。甚至连科学家也倾向把结合了大体型、高繁殖率、快速变化及进化时间晚近的生物,视为“高等的”。如果依据这一堆标准,机器应该比我们更进步。它们外型的改变速率远快于任何动物。你只要看看机型日新月异的汽车、手机、复印机或计算机,就可以知道了。机器比人类或其他具有中枢神经系统的动物,更能适应恶劣的环境,机器世代交替的时间也远比人类短暂;此外,机器在算术及印刷等信息功能上的表现,比人类更杰出。机器装置的能量形式范围更大,包括核融合、燃烧及光电动力等。

表面上,机器倚赖我们的建造及维修,但事实上,这对它们的生存并不是个很严重的问题。我们的生命也倚赖线粒体及染色体等小胞器,却从没有人因此质疑人类不是活的生物。我们只是装着活生生小胞器的容器而已吗?当然不是!

但在未来,人类会将机器设计成可以较独立于人类之外,并能自行繁殖的模样。韦纳相信,一个频率固定的振荡系统,会因另一个具有不同频率的振荡系统,而调整为共同的频率。这种初期的“电子式”繁殖过程,会是一个令人兴奋的新境界。

幸好,对人类持续生存最有希望的一点,也许是现今机器的“繁殖”仍然必须依靠我们,就像我们倚赖线粒体一样。然而,经济力量会迫使机器不断改进,包括以最少的人力制造机器;因此,没有人敢说这个希望可以撑多久。计算机的设计人冯·诺伊曼明白指出,机器只要复杂到某种程度,就可以在没有人类协助的情形下自行繁殖。

孰为生物,孰为非?

另一项关于机器是否有生命的严重质疑,是机器缺乏DNA及RNA,而且不是碳氮化合物。但是,蜂巢、骨骼的磷酸钙及昆虫的外骨骼,也缺乏DNA及RNA。而活的生物也会因解剖分析的过程而逸失上述两种物质。

科学家详细研究了生物转换废弃物的过程,及由生物所产生、充满化学物质的大气后,在“什么是生物、无生物”争论之际,出现了一片令人迷惑的景象,似乎在生物及环境间、自然与非自然之间,根本就没有一条明显的界限。如果生物的定义是“以还原碳化合物为基础,且能自行繁殖的实体”,那么乍看之下,冯·诺伊曼那套可以完全自行繁殖的机器就不算有生命了,因为它们不是以碳为基础的组合。

但是,什么又叫作“基础”(based)?

事实上,人类不论在何时何地的各项发明,最终都是基于一系列的作用——当然包括了DNA的复制。这并不是诡辩、故意把清楚的界线模糊化,或只是科学化约主义;反而我们可以称它为“后解析实体”(postanalytic reality),即我们经历这些解析过程而能一致同意的实体,不过是这些过程而已。

我们由生物圈形态推测未来,预测人类应该能继续生存下去,只要所有人类生命支撑系统都与机械发生链接。因为机械是未来最有知觉及扩张潜力的生命组织形式。

原绿菌的后代——叶绿体,在植物细胞中执行着比原绿菌高出许多倍的生长速率;而它们那些自由自在的绿色细菌亲戚,至今仍分布在太平洋的某些地方。同理,与机械结合的人类,将比那些疏远机械的人们具有更大的选择优势。

穿越时空的复合体

未来超宇宙的进化,可以和10亿年前小宇宙的细菌群落产生有核细胞相提并论。生命可借由“DNA─人─机器”为基础的实体持续扩展下去。如果布拉特提出的“进化加速现象”是真的,那么这种生物体将会在惊人的极短时间内,穿越银河系大部分区域。

和早先的进化进展相比(征服干燥的大地及飞翔于空中),在银河系内随意定居,可能是转瞬间就会发生的事。也许在下几个世纪中,宇宙将充满着高智慧的生命——硅哲学家及行星计算机(而我们之中的一部分人正是他们的祖先)。从长远的角度来看,我们在未来的定位,并不一定要偏执于人类本位。

机器留下的“生痕化石”,已经遍存于地球以外的太阳系。从1976年开始,维京号探测船不断绕着火星,观测着一成不变、孤单寂寞的星球表面。直到20世纪80年代早期,才因为美国航天总署的资金短缺,它们和地球的联系才遭受严重的影响。然而,其他由地球生物圈发射出去的机械(即宇宙飞船),至今仍然相当活跃地持续绕行地球及其他星球,它们的生存能力远强过我们血肉之躯。从蕴藏在岩层中古老生命的历史秘密,前瞻未来生命的轨迹,我们可以说,哺乳类动物(包括我们在内)的灭绝与受到逐步取代的过程,将会持续下去;未来也将会出现机械及有机物兼备的新生命形式,并很快地超过前者。此外,因应未来危机所发展出来的科技也将证明:科技的出现对于下一波进化革新的重要性,如同有核细胞对科技发展一样重要。如果现代科技持续高速变化,我们可望在未来数十年内,窥探生命基本结构的大量改造。

巴特勒在给《新闻报》编辑的评论当中写道:“我们如此仁慈地对待马儿、狗儿和牛羊家畜,依据经验给它们最好的照顾;我们虽然吃它们的肉,但无疑,并没有减低它们的快乐。同样的,可以很合理的假设,机器也会很仁慈地对待我们,因为它们的存在必须依赖我们,就如同我们靠这些低等动物维生一样。”他接着安慰说:“人,将会一直生存下去,生活甚至会有所改进。在机器的‘人道’对待下,我们可能过得比现在的‘野生’状态还要好。”

当然,巴特勒只是在开玩笑,他是为了显示纯粹机器式生命观点的荒谬。但他也可能是个梦想家,预见了未来超宇宙重要的一面:显生宙之前的小宇宙,利用机械科技携带温暖而潮湿的环境,进入没有人类的梦幻未来。

到外层空间洒种

偶尔,我们还会听到某些科学家及报纸发表有关“太空火箭携带地球微生物,将污染其他星球”的恐惧。但如果人类想在太空延续他们的生命,这正是应该做的事。

想要在太空站、月球、火星或更远的星球过经济实惠的生活,人类就得引入小宇宙的生物科技。当然,这并不仅是“感染”其他星球,也是在“肥沃”星球:把正确有用的微生物族群,植入其他行星,使得这个星球可以发展出能维持生计的栖息地。往往某些会造成疾病的微生物,它们的死亡不但不会使疾病痊愈,反而会加剧病情。因为有些病菌能限制其他微生物生长,以保持身体健康的功能。例如,革兰氏阴性(Gram-negative)杆菌,是一类正常的胃肠菌,虽然在敏感的新生儿身上会造成肺炎,却可以阻止某些链球菌的侵入。

生态系统的健康也是如此,它依赖着不同物种及互有关系的生物间的代谢作用、生长及共同进化。所以,将太空站的概念塑造成没有微生物族群存在、能自给自足的伊甸园,其实是荒唐而可笑的想法。这样的太空站,充其量不过是太空中一个无菌的“铁罐头”。美国航天总署艾米斯研究中心(Ames Research Center)的初步研究显示,生物复杂性之所以重要,在于创造稳定的生存系统。他们在实验过程中,把微生物放在一个有灯光、封闭的塑料盒内。科学家发现,放入微生物的物种愈多(也就是愈复杂的微生物组合),愈能够达到稳定的生态,产生光合作用食物。

虽然创造超宇宙的成员,会是比我们适应得还要好的子孙,但是,想要产生大量能够彼此进行交互作用、组织严密的生物群落,也得花上数百万年以上的时间,才能形成稳定的生态系。这样的环境也才足以支持离开地球生活的人类生命。

事实上,让微生物进驻其他星球并不是件容易的事,我们不但不能漫不经心,反而该小心努力地去接种。想洒种超宇宙,似乎需要结合了科学趣味与拓荒精神的微生物园艺技术。

生命究竟是什么?

生命能否延续,得看它是不是能脱离地球脐带,跨出太阳子宫。至少目前为止,生命仍证明自己是不朽的。然而,生命自我组织的能力,似乎违背了热力学第二定律。根据这项定律,宇宙应该会随着时间变得愈来愈没有秩序,也就是走下坡路。如果生命是从宇宙进化出来的,那它又如何能违背宇宙定则的规律运作?

所以,生命究竟是什么?

矛盾的是,我们得等到最后才能试图回答这个问题。

古代人类将“自然”视为有呼吸的灵魂、移动的幽灵、动物,甚至是神祇。近代人类则认为,生命是上帝创世的例证。但在笛卡尔及牛顿信徒的想法中,生物被客观的视为宇宙物理性运动的一部分。生命就像某些大机械钟内的齿轮,不断运转及啮合;生物也像撞球桌上的球,彼此不断相互碰撞。所有的一切都是刺激和反应,原因和后果。

在今天这个计算机时代,我们则听到几个比较新的模拟:氨基酸是一种输入,RNA是数据处理,生物体是输出,是由主程序所控制复制硬件,而这个主控复制的程序软件则是基因。

但在本书中,我们所持的新生命观点稍有不同,且较为抽象,远比那些幻想、宗教及科学式的过时观点较不易让人理解。生命,一个富含水分、以碳为基础的大分子系统,其实是一再重演的自我维生作用。自我维生作用是循环的,生命就是一个代谢机器,它不只会繁殖,还会积极储存及使用信息,以抵抗本身的崩解。

地球宇宙飞船

建筑师及哲学家富勒,曾把生物圈称为“地球宇宙飞船”,因为地球绕着在太空中飕飕急动的太阳转。但是,将地球模拟为宇宙飞船,相当于认为我们是驾驶者。其实,我们并不是。

托玛斯则提出另一个概念,他将生物圈比喻为细胞,代表着协调及统一;也比喻为胚胎,代表了未来的成长。布拉特又把托玛斯的比喻做了延伸,他指出,生物圈现在可能正在穿过某种产道。虽然他无意让别人觉得这个模拟不够严谨,但是他注意到:怀孕晚期,荷尔蒙会造成某些生理变化,当产妇开始阵痛时,她就一定会明了所有的事件凑起来,终究会导致新生儿的出生,这个流程是无法阻止或放慢的。这样的想法认为,地球漫长的妊娠期可能快要结束了,即将进入超宇宙的快速成长期。

虽然,我们还可以举出千百种说法,但最后我们只要再介绍科学独行侠——大气化学家勒夫洛克的观点。他认为,生命本身就是一个自给自足的环境系统,也就是他口中的“盖娅”(Gaia)。

盖娅,大地之母

盖娅,是小说家戈尔丁(William Golding)应勒夫洛克所求,以古希腊地球女神之名所命名的。盖娅的运作方式相当神秘,她是集合地球上所有生命的超生物体系统,理论上能维持地球表面空气组成及温度的恒定,调节各种环境条件以便生命能够延续。虽然,生命所造就的复杂生物关系网络,至今尚未能被完全理解,但生物相共同监控地球表面的事实,已和我们的身体能保持恒温这项事实,一样无庸置疑。

盖娅可以保持大气中氮及氧的恒定,可以避免产生过多的硝酸盐、氧化氮、盐类、一氧化二氮等会破坏整个系统功能的化合物,这点对生命十分重要。如果大气不保持恒定,由光合作用生物所产生的新氧气将会过量。如果没有细菌能利用硝酸盐或呼吸氨气来放出气态氮,地球很快就会充满惰性及有毒的气体;一旦天空电闪雷鸣,地球大气等于每分钟都处于点燃的状态,那时候的地球也将不再是生命的好栖地了。在地球上,环境受生命刻凿及监控,而生命也同样由环境制造及影响,两者相辅相成,缺一不可。

我们这个蓝底白纹的地球最令人惊讶的事,是生命的特异性质。它具有不可思议的多样性、在生化上特殊的一致性,以及延续性。可惜我们受限于以标准英语沟通,所以很难抓住“把生命定义为能自我繁殖的自我维生系统”这样的概念。然而,根据勒夫洛克的盖娅假说,包括现代智人在内的生物相,都是能自我生存的。它们为了自己的继续生存,都能够调节及创造适合的环境条件。

长久以来,化石纪录支持着一项事实:地球表面环境自从微生物首次出现以来,就一直不断受到调节。盖娅假说认为,地球温度及大气活性气体组成,长期受到生物相机动性的调节。勒夫洛克提出这项概念的时期,正是他在美国航天总署进行火星生命探测的工作期间。他发现,在简单的化学系统中进行几种气体的交互作用测试,它们的反应会很快,且很容易进行到完毕;但在我们的大气中,这些气体不但不反应,反而平稳的共存,且不遵守标准的化学平衡定律。

勒夫洛克发现,地球大气现象之所以一直这么怪异,只能归因于生物的集体性质,也就是生物相的作用。的确,这些生物相(特别是微生物相)会持续制造大量的活性气体。勒夫洛克曾想过,若使用装置在望远镜上的分光镜(spectroscope),去观察其他行星的大气,看看是否也有这类异样的气体混合物,便能在不离开地球的情形下,侦测外层空间是不是也有外星生物圈。

当他将注意力转向火星时便发现,火星的大气结构完全处于平衡状态,且完全遵守物理化学定则。通过观察到火星上没有盖娅现象,他可以推测火星上没有生命存在。

但在1975年,美国航天总署已经花了大把银子让一切就绪,准备要登陆这颗红色的星球,因此,他们不愿意公布勒夫洛克针对“火星上是否有生命”这个古老问题的轻易解答。

但是这也没有什么损失,1975年维京号宇宙飞船发射升空,1976年两艘登陆器及两具轨道卫星到达目的地。登陆火星的工作与在宇宙飞船上所进行的生物实验出奇成功,证明了这颗红色行星的表面,没有一丝生命的迹象。

勒夫洛克的理论提供了理解这项试验结果的基础,此外,他的分析引出了新的生物圈观点。地球生命之谜和宇宙其他地方的生命之谜一样伟大,一样困惑人心。

然而,为什么地球会拥有如此背离化学基本规则的大气层呢?

奇怪的地球大气结构

大气中的氧气占了20%是事实,其他气体(如甲烷、氨气、硫气、氯化甲烷、碘化甲烷)含量也很高。若依化学平衡计算,这些极容易和氧气反应的气体,应该少到测不出来;但是它们却仍保持这样的高含量,不论何时何地去测试都是如此。事实上,地球大气中甲烷的含量高达理论平衡值的1035倍;而其他气体,像氮气、一氧化碳及一氧化二氮则分别“只有”理论含量的100亿倍、10倍及10兆倍。

另外还有一个关于地球温度的谜。物理定律指出,过去40亿年来,太阳的总亮度(即以光的形式所输出的能量)应有50%的增加。但化石纪录证据显示,地球的温度一直保持很稳定,平均温度一直在22℃附近徘徊(大约室温)。显然,生命不只会调节全球大气的气体组成,地球的温度似乎也处于某种连续的控制状态之下。这部隐形的“温度自动调节器”究竟是什么?

勒夫洛克排拒某些神秘诡谲的答案。他推论,生物相(特别是细菌小宇宙)在最早出现于地球之际,便以全球性规模调节它所处的环境。所有生命形式会对扰乱地球本身或来自宇宙的危机产生反应,并尽可能对抗那些加诸在它们身上的“攻击”;而这些个别行为,则导致适合生物生存的环境之形成与维持。这并不意味地球自此没有任何变动,其实还是有一些变迁发生。例如,从白垩纪热带森林的化石广泛分布来判断,地球气候在恐龙时代应该比较温暖;在那段时期前后,地球表面有大半面积受冰层覆盖。但在这些周期性起伏的前后,地球气候仍很稳定,它绝不像水星一样炽热,或是像火星一样令人冻到发抖。

如果,过去的生物相没有对外来的重大混乱,如太阳亮度升高,或是破坏性大到和核弹爆炸一样的陨石撞击事件,做出适当的反应,我们现在就不会在这里了。勒夫洛克下了个结论:生命并不是一直被动适应环境;相反的,生命会制造、改变所处的环境。地球的大气层,就像蜂巢或鸟窝一样,都是生物圈的一部分。二氧化碳不仅可以转变成细胞的一部分,也可以用来控制大气温度。生命调节地球表面温度的其中一种方法,便是控制大气二氧化碳的含量。

有些科学家反对勒夫洛克的分析。勒夫洛克认为:“所有生命组成一个整体,可以针对环境的威胁及侵犯做出适切的生理反应,以确保其生存。”这个观念和广受接纳的达尔文进化论并不一致。因为达尔文的进化观点,是以生物之间的竞争为基础的。

假设勒夫洛克的看法是对的,那么,在生物细胞内挣扎的基因,如何知道它们正面临着危机?微生物如何能克服大气中增加的氧含量?它们在面对危机时,又是如何和谐地统合整体运作呢?

曾对线粒体进行详细研究的分子生物学家杜立特尔,就反对大自然是“慈母似的”(motherly)这种观点。牛津大学动物学家道金斯(Richard Dawkins)更将盖娅假说比喻成“英国广播公司定理”(BBC Theorem),因为电视纪录片经常呈现大自然平衡与和谐美好的一面。

道金斯的比喻颇有一股轻蔑的味道,他不相信“全球性盖娅控制机制”下的进化。道金斯认为,如果这种理论是对的,宇宙中就应该“充满了死亡的星球,因其稳定性调节系统已经失败了;其中只有几个行星(包括地球)是健康成功,调节良好的行星。”因为行星系统也是经由天择所生,所以必须有众多失败者,而只有少数成功者。

雏菊世界

为了响应这些批评,勒夫洛克提出了一些数学模型。其中最精彩的是“雏菊天地”(Daisy world)。

“雏菊天地”模型假设了一个只有黑色与白色雏菊所覆盖的神秘行星,上面还住着一头偶尔大嚼雏菊的母牛。雏菊代表了两个物种,两者都会在特定的温度范围内一点一点地生长,并占据这星球表面积的70%。它们在很冷的温度下不会生长,只在凉爽的气候缓慢生长,在温暖的天气长得较快些,但是在闷热的温度下,超过45℃就不会生长——事实上是死掉。

勒夫洛克后来和英国海洋生物协会的沃森(Andrew Watson)一起研究发现,黑色及白色雏菊的作用类似巨大的温度调节器,其生长能调控整个星球表面的温度。

这个现象并不神秘,它很协调。事实上,这是一个复杂系统的非预期结果。

你可以想象雏菊世界是如此运作的:

假如让一个有黑白雏菊的行星,绕着一颗缓慢但稳定变亮的恒星运转。一开始因为太阳还很冷,星球上还不会长出太多的雏菊。当太阳变得有一点温暖的时候,两种颜色的雏菊便一丛一丛发芽茂盛起来。然而,当黑色雏菊开花且繁殖更多的后代时,因为黑色会吸收阳光,保留光线而不反射回太空,所以成堆的黑色雏菊生长时可以吸收热量,便具有温暖寒冷星球的效果。

但很快,局部的环境会因为过于闷热而抑制了黑色雏菊的生长。局部温度提高的地区,导致有雏菊世界比无雏菊世界的平均温度要高些,于是又开始长出一丛丛的白色雏菊。这样的结果使行星的日光反照率(albedo)升高。当白色雏菊的花瓣将光线反射回太空后,星球表面的温度又降下来了;然后,黑色雏菊又出现。总而言之,在这些事件反复发生的同时,太阳一直在变热;太阳变得较热时,白色雏菊便会扩大生长以降低雏菊世界的温度;然后,换黑色雏菊大量出现,之后又形成适合白色雏菊的环境条件。而因为白色雏菊的增加,又提高了行星日光反照率,使雏菊世界的温度降低下来。如此一再重复,直到太阳变成红巨星,烧掉所有的雏菊为止。

在某个温度范围中,雏菊的行为变得很像温度调节器。尽管具有致命潜力的太阳能量不断增加,但它们仍让世界维持着适合生存的条件。显然,这些沉默的花朵可以把星球表面的温度调节在适合生存的小范围中,无视严酷的太阳一直把能量送到行星上来。

海藻温度调节器

真实世界的这类模型,则是微生物的生长、代谢及气体交换性质(当然不是靠雏菊)。它们形成了复杂的物理化学回馈系统,以调节我们所处的生物圈。生物借它们调节水分的效应,对地球产生莫大的影响力。

浮在海面上的小小海藻就是其中的一个例子。

理论上,若它们在高纬度地区长得快一些,就可以将地球送回冰河时期。在制造碳酸钙外壳、死亡、最后沉入海底的过程中,海藻会吸收用来制造二氧化碳的碳。二氧化碳是温室气体,它像一张无形的毡子,让光线进入并留住热量。如果大气中的二氧化碳浓度减少,气温便会变得比较低。一旦温度下降,藻类的生长也同时会减缓;相对的,藻类减少后,它们制造硬壳的所需的二氧化碳,消耗量也随之减少,于是空气中的二氧化碳再度变多,地球温度又逐渐回升。此外,复杂的循环回馈回路也是互相纠结的,像是海藻的大量死亡,将伴随着海水侵蚀碳酸盐岩,释放二氧化碳到空气中,这也会导致大气的温度升高。

事实上,1979年到1980年间,欧洲的研究人员分析包埋在两极冰层中的“化石空气”,发现在2万年前最后一次冰期的巅峰时期,二氧化碳含量只有工业革命初期的三分之二。而早在人类开始农耕生活、建立最早的古文明以前,大气二氧化碳含量就已达到了工业革命之前的浓度。发生在1.2万年前,二氧化碳含量及温度于100年内升高的现象,实在无法用传统的地球物理或地球化学作用(如板块运动或风化作用等)来圆满解释。

这种突然的波动最大的可能,是由生物所造成的。勒夫洛克相信,大部分海洋藻类的猝死,可能是造成全球温度快速上升的主要原因。这波升温事件造成的环境变迁,终于让人类走出洞穴生活,遍布全球。

经过长久的时间,生物相已建立起精巧的控制系统(虽然我们对这系统的了解还很模糊)。生物各式各样的感官系统、新陈代谢的能力、指数模式的成长,以及地球上许多不可思议的生物互动关系,实在足以担负全球规模的环境调节任务。

做个实验便知道

类似的环境调节作用,也有小规模的运作。即使是“动物个体”这么小的生物环境,温度的调整就不只是简单的单一回馈系统。

让我们来做个想象的实验。

一个面临温度急速下降的人(可将此人视为一群细胞的集合体,一个生物相),他的第一种反应可能是近期才进化出来的高科技反应:打开空调、将电暖器插上电源,甚至上网选购实用的加温用具。

虽然这些近期的科技,可能成为愈来愈普遍的温度调节方式,然而,在各式各样的回馈系统中,它们仍算是最脆弱的。

在立即出现的“高科技”反应背后,是“低科技”的反应:用毡子包裹发抖的身体或是多穿点衣服。这类技术源自于10万年前,我们祖先猎捕寒带动物,利用它们厚重的毛皮御寒。而“缝制衣物”则是这类原始技术最重大的改良。从木制缝衣针的考古学报告来判断,缝衣技术曾协助来自东方的人类进行迁徙——跨越白令海峡到达北美大陆。

衣物的回馈系统很简单:当天气变冷,便穿上衣服;天气变暖,便脱掉。今天,地球上所有的人类,或多或少都会穿上某种形式的衣服。事实上,人类调节温度的行为,远比燃烧化石燃料的加热系统早得多,而且至今依然普遍盛行。

如果我们继续加重实验受试者的寒冷程度,将会引发人类更古老、更可靠的温度调节方法:非关技术,纯粹是行为上的回馈系统。这些古老的行为反应可以回溯到2亿年前,包括在感到寒冷时绕圈子跑、摩擦四肢取暖、互相拥抱,及像胎儿一样卷曲身子。相对地,当我们(哺乳类)碰到高热的威胁时,就会产生和寒冷环境相反的行为反应。我们会伸展四肢散热,四处寻找遮蔽处。一般而言,我们的活动性会变得比较低。

所有哺乳类都拥有这类的温度控制机制,它的基础建立在一套足够复杂、能形成学习行为的神经系统。但若我们愈接近原始的小宇宙,会发现回馈系统将变得更基本、更易预测,并更可靠。

再往上追溯,比行为系统还要古老的,是纯粹生理上的控制。

当环境变冷时,哺乳动物的血管壁肌肉会收缩,造成血管远离皮肤表面。另外,输送到重要器官的血液供给量会增加,以达到保护作用。若再冷一点,身体表面开始会有冻伤,手指、脚趾及其他末梢部位变得冰冷痳痹。如果情况再严重下去,末梢部位就会坏死,鼻子、耳垂、手指及脚趾会冻得脱落。

相对的,出汗则是相反的身体反应,那是利用蒸发水分来冷却身体。

以上这些对温度的生理反应,比起其他反应要更古老且根深蒂固(这些反应也许和动物本身一样古老,约有6亿年的历史)。

再冷一点看看

在这个我们所想象的实验末了阶段,人类的“自我维生系统”将到达极限,并表现出遗传自古老祖先的控制温度方法。如果我们继续加强受试者的寒冷程度,使环境温度低过人类所能忍受的程度,他就会死亡且无法留下后代子孙。若再继续冷下去,他所属的族群及群落将全部冻死,从此绝子绝孙。

然而,还是会有新的族群及群落取代遇难者,其中有些甚至身怀对抗寒冷的有效方法。事实上,只有不同(或突变)的生物,能挨过严酷的气候条件存活下来。巨大的天择压力还会迫使那些存活下来的生物,改善局部寒冷的环境条件。

这个世界的运作法则一向如此:如果环境压力够严酷,也只有能忍受的生物才得以存活。也就是说,太热,细胞会死;太冷,细胞也会死;唯有温度适中,细胞才能留下后代。但是,“适中”则视不同的生物而定。

达尔文的天择是最原始的盖娅回馈系统。所有较新的技术及行为反应都以此为基础。今天,如果你觉得冷,你会先转开电热器,穿上毛衣,然后抖动身体产生热量。如果寒冷持续威胁,你将进入睡眠状态,降低代谢速率。如果,寒冷的威胁依旧不减,你便会死去。然而,你的死亡是大环境稳定系统的一部分;在你死亡之前,你会增加周围环境的温度。

虽然死亡不会为你留下后代,但你已经为能适应寒冷的生物清理出一条适合繁殖的道路,减少未来寒冷天气摧毁生命的机会。

寻找小宇宙的根

我们只能“想象”全球温度及大气的生命调节系统。然而从地球的角度来看,它们似乎还没濒临自然平衡崩溃的边缘,它们依然很健壮。

最重要的环境控制系统,是受时间考验、能产生气体及改变太阳反照率的“小宇宙机构”;它们远比燃烧油料及使用电暖器,要来得强有力且历史悠久。未来,我们这个物种也许会像那些生长快速、茂盛的黑色雏菊,将环境弄得适合其他生物生存,甚至不惜把自己都给烤焦了。

每个生物个体、族群或物种都是特定适当条件下的一个选项。一旦大灾难临头(生命历史中常有的事),便是某些选项的大限之日。然而,它们的死亡或灭绝,通常会促使整个生物圈更强健、更复杂、更具有生存弹性。当然,这和人类的进步或幸福没有什么关系。在化石纪录中,没有所谓的进步,只有改变及扩张。

似乎大部分原核生物的死期都还未到。物种的存在及灭绝,绝对不是细菌的属性。虽然细菌个体会持续死亡,但加诸在它们身上的强大生存压力,使得细菌利用本身能在全球交换基因的性质,进行自然生物科技的快速交流,并提高族群生长速率。一般而言,即使面临最严重的地球危机,它们仍能保持完整的代谢功能。

那么,现阶段的我们该做些什么事呢?

唯有对“盖娅”的控制机制进行全面的科学研究,我们才有可能在太空中建造自给自足的生存系统。如果我们想设计一个能随时补充、更新自己生存所需物质的密闭生存系统,研究地球上的自然科技是必须的前提。若我们还想移民其他星球(例如火星),希望生活其间如同在自家花园中散步,那么,只有从“盖娅学”的观点出发,这个伟大的计划才有实现的可能。

在我们向上攀爬超宇宙的枝干之前,让我们先回头寻找小宇宙的“根”吧!

但不管人类会不会带着这古已有之的小宇宙及其环境跃进太空中,或是在这过程中壮烈牺牲,地球上的生命仍会被引诱朝着这个方向前进。生命,就我们所知,或许可能抵抗任何不利的环境,却永远无法抗拒这股诱惑,而奋力向前!

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