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與觀(guān)察者網(wǎng)視頻對話(huà)的觀(guān)察關(guān)于菲利普·鮑爾 觀(guān)察者網(wǎng)

觀(guān)察者網(wǎng)：《生命傳》（How Life Works）讀來(lái)給人帶來(lái)很多啟發(fā)，體現了您學(xué)術(shù)交叉的網(wǎng)者菲知早背景。這似乎長(cháng)期貫穿您的對話(huà)學(xué)術(shù)生涯和科普著(zhù)作，最初在牛津學(xué)習化學(xué)，生命很快就轉向了物理方向，傳作在布里斯托爾大學(xué)獲得博士學(xué)位。利普為什么會(huì )有這樣的鮑爾被顛轉變？

菲利普·鮑爾：說(shuō)來(lái)話(huà)長(cháng)，但我會(huì )盡量說(shuō)得簡(jiǎn)短一些?；蛟趶呐＝虻讲祭锼雇袪栔g，和生有兩年時(shí)間，觀(guān)察關(guān)于我是網(wǎng)者菲知早一個(gè)搖滾樂(lè )隊的成員。兩年后，對話(huà)我覺(jué)得如果不回到學(xué)術(shù)界，生命可能就永遠也回不去了。傳作

于是利普我聯(lián)系了我的牛津導師，問(wèn)他有沒(méi)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(lǐng)域相似。我在牛津從事化學(xué)領(lǐng)域的表面相變研究，這是一種既可以在化學(xué)系，也可以在物理系進(jìn)行的工作。而我在布里斯托爾的導師當時(shí)也在做類(lèi)似的研究，觀(guān)察表面的行為，但他碰巧是在物理系。

所以，我在牛津的時(shí)候就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入物理化學(xué)領(lǐng)域，并且研究的內容正處于交叉地帶。

觀(guān)察者網(wǎng)：《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(shū)《生命是什么》（WHAT IS LIFE?—The Physical Aspect Of The Living）。您在書(shū)里也提到了他，卻說(shuō)現在閱讀《生命是什么》是種痛苦（poignant）的體驗。同樣是物理學(xué)出身的學(xué)者思考生物學(xué)，您覺(jué)得跨越近80年的時(shí)間，你們最大的不同點(diǎn)是什么？

菲利普·鮑爾：薛定諤的書(shū)非常有趣，仍然值得一讀。它篇幅不長(cháng)，非常易讀，而且極富啟發(fā)性。但今天看來(lái)，它也有些奇怪。

作為那個(gè)時(shí)代的物理學(xué)家，尤其是在量子力學(xué)領(lǐng)域工作過(guò)，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(wèn)的問(wèn)題是：既然分子層面是隨機的，那為什么在整個(gè)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(chēng)之為“代碼”（code script）的東西，在指導著(zhù)一切事務(wù)。他不知道這會(huì )由什么構成，但想象染色體以某種方式實(shí)現了編碼。人們現在認為，這是一種遠見(jiàn)，預見(jiàn)到了像DNA這樣東西的存在。

《生命是什么》基于薛定諤1943年的演講

DNA確實(shí)沿著(zhù)大分子的長(cháng)鏈編碼信息，像那樣的東西是必需的。但我覺(jué)得，從現在的視角看，薛定諤的問(wèn)題在于，他給人的印象是，這個(gè)“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(shí)成為了分子生物學(xué)的范式。從那時(shí)起，我們就是這樣看待基因組和所有DNA的。但我認為在過(guò)去的二三十年里，對基因在細胞中如何真正運作的理解越來(lái)越深入，就越難繼續持有這種觀(guān)點(diǎn)，把它視作指揮一切的腳本或指導手冊。

我在《生命傳》書(shū)中談?wù)撨@個(gè)問(wèn)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(huán)境，比如它們屬于哪種組織，或者周?chē)h(huán)境中發(fā)生了什么，來(lái)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，因為說(shuō)到底細胞才是“活著(zhù)”的最小單位。

觀(guān)察者網(wǎng)：您試著(zhù)告訴讀者，生物學(xué)中的很多舊說(shuō)法，可能已經(jīng)不合時(shí)宜。比如不應把生命視作機器。書(shū)里有一個(gè)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(huì )產(chǎn)生荒誕的研究過(guò)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(shí)仍有點(diǎn)像修理收音機。而您在書(shū)中有一整章來(lái)探討“故障排除：重新思考醫學(xué)”。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(chēng)為“整體論”。如果我們想干預任何系統，比如修理我們的汽車(chē)或爐子，我們必須找出問(wèn)題出在哪里。醫學(xué)也是如此。

如果我們面臨的健康問(wèn)題真的源于基因層面，而且是一個(gè)特定的基因沒(méi)有正常工作，那么深入基因層面去修復它就完全說(shuō)得通。像囊性纖維化病或鐮狀細胞病，確實(shí)是由特定基因的突變引起的，但并非所有疾病都有基因上的根源。

每種疾病的發(fā)生，你都可以找到它與基因層面之間的關(guān)聯(lián)，但并不意味著(zhù)它們主要是由那個(gè)層面引起的。比如，我們想想新冠大流行，出現的問(wèn)題是免疫系統對病毒感染的反應方式，在基因層面進(jìn)行干預就不是合適的方法。

我們今天面臨的大多數常見(jiàn)疾病，從心臟病到糖尿病，再到神經(jīng)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(guò)修復一個(gè)基因來(lái)治愈疾病，這一點(diǎn)完全不清楚，因為涉及的基因太多了。

我們必須思考，醫學(xué)在哪一個(gè)層面進(jìn)行干預最有效。對于某些疾病，比如癌癥，試圖尋找基因療法的努力并未證明有多大用處。我認為在這種情況下，也許是時(shí)候重新思考我們開(kāi)發(fā)治療方法的方式了。

觀(guān)察者網(wǎng)：有些人試圖從傳統醫學(xué)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(shí)代，對生物學(xué)還不存在現代理解的時(shí)候，在某些方面與現在一些藥物的開(kāi)發(fā)方式并無(wú)太大不同。這也是為什么古老時(shí)代的一些療法被納入了現代醫學(xué)。

那是一種試錯法。人們只是看什么有效，也許在古代，某種草藥會(huì )起作用，因為它里面含有某種分子成分，在體內產(chǎn)生了一些效果。

如今許多藥物的開(kāi)發(fā)仍然是通過(guò)試錯的方式，而不是基于對疾病深入、理性的理解，一直到分子層面，然后再去設計藥物。使用那種理性的方法來(lái)開(kāi)發(fā)藥物仍然非常困難，但我們正在變得越來(lái)越擅長(cháng)。我們對人體了解得越多，就做得越好。

但很多時(shí)候這是不可能的，因為它太復雜了，往往仍然只能?chē)L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(shí)有發(fā)生，當時(shí)人們對各種藥物進(jìn)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(shí)有效了。

觀(guān)察者網(wǎng)：生物體確實(shí)復雜，讓我們從基因層面開(kāi)始一點(diǎn)點(diǎn)探討。您在書(shū)中指出了一些不準確的認識，比如基因組并非是“生命之書(shū)”，“自私的基因”也帶來(lái)很多誤解。

您還引用了生物哲學(xué)家格里塞默（James Griesemer）的話(huà)：“基因根本不是主宰一切的分子，而是發(fā)育的囚徒，被囚禁在森嚴牢獄的最深處?！碑斘易x到這里時(shí)，不由得想起一句莎士比亞的話(huà)：“即使我身陷果殼之中，仍自以為是無(wú)限宇宙之王?！?/p>

您能否具體談?wù)勛约簩虻恼J識？盡管您一直在書(shū)里提醒比喻的不足之處，但還是想問(wèn)下，從國王到囚徒，您會(huì )把基因放在什么位置？

菲利普·鮑爾：為基因的作用找到一個(gè)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(shí)，這是一個(gè)很容易講述的故事，也是1990年代人類(lèi)基因組計劃開(kāi)始時(shí)所講述的故事。但從那以后，事情已經(jīng)變得很清楚，這種說(shuō)法過(guò)于簡(jiǎn)單化了，但又很難找到別的故事來(lái)替代。

對基因的舊觀(guān)點(diǎn)是，每個(gè)基因都是一段DNA，編碼了可以由它制造的蛋白質(zhì)的結構。對于某些基因來(lái)說(shuō)，這是對的。但我們現在知道，一個(gè)基因在不同的組織中，可能會(huì )制造出略有不同的蛋白質(zhì)。所以，有些信息來(lái)自于更高的組織層面，來(lái)決定基因制造什么樣的分子。

其他基因根本不編碼蛋白質(zhì)。它們有時(shí)被稱(chēng)為非編碼基因，這有點(diǎn)誤導，它們只是不編碼蛋白質(zhì)，但會(huì )編碼RNA。我們過(guò)去認為它只是一個(gè)信使，在從DNA到蛋白質(zhì)的過(guò)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(fā)揮作用，它們在某種程度上和蛋白質(zhì)一樣重要。所以我們不得不重新思考，基因在做什么。而且，我們看得越多，它就變得越來(lái)越復雜。

很多這些具有功能的RNA分子其實(shí)非常微小，幾乎無(wú)法編碼多少信息。實(shí)際上也有許多蛋白質(zhì)，或者說(shuō)類(lèi)蛋白質(zhì)分子，它們也非常非常小，比正常的蛋白質(zhì)小得多，被稱(chēng)為微蛋白，而人體也用著(zhù)它們。

微蛋白和小蛋白 索爾克研究所

所以我感覺(jué)，DNA、基因、基因組，幾乎像是一個(gè)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(xié)同工作。

而且，基因組中還發(fā)生著(zhù)很多事情，在基因本身之外，有許多片段控制著(zhù)基因何時(shí)被開(kāi)啟和關(guān)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(gè)基因作為考慮的對象，而是要把基因組看作一個(gè)實(shí)體。

諾貝爾獎得主、生物學(xué)家芭芭拉·麥克林托克稱(chēng)之為“細胞的敏感器官”。我認為這是思考DNA是什么的非常好的方式，它的工作方式更像一個(gè)器官，而不是一串信息，它會(huì )對周?chē)l(fā)生的事情做出反應。

觀(guān)察者網(wǎng)：對于基因主宰一切的認識，在我看來(lái)最直接的挑戰，可能就是復雜的調控機制，包括表觀(guān)遺傳學(xué)，很多人可能都聽(tīng)說(shuō)過(guò)“甲基化”這個(gè)詞。

但您在《生命傳》中也提醒說(shuō)：“既然我們的出發(fā)點(diǎn)是糾正有關(guān)基因的陳舊迷思（這種愿望完全可以理解），那就不應該走到另一個(gè)極端，即徹底否認基因的重要性，轉而把表觀(guān)遺傳當成新的‘生命奧秘’?！蹦^(guān)察到哪些學(xué)術(shù)或科普領(lǐng)域的傾向，才發(fā)出這樣的提醒？

菲利普·鮑爾：人們對表觀(guān)遺傳學(xué)這個(gè)概念的興趣，出現了爆炸式增長(cháng)。這個(gè)詞實(shí)際上是在1940年代創(chuàng )造的，僅僅指身體中發(fā)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。雖然我們身體里的每個(gè)細胞都有相同的基因組，但顯然這些細胞的行為并不都一樣。我們有皮膚細胞、肌肉細胞，還有大腦里的神經(jīng)元，而表觀(guān)遺傳學(xué)是造成這些差異的一個(gè)方面。

它實(shí)際上是一個(gè)讓某些基因開(kāi)、某些基因關(guān)的過(guò)程。你提到的甲基化是實(shí)現這一過(guò)程的方式之一，即一個(gè)非常小的化學(xué)基團附著(zhù)在DNA上，并改變了它的活性。這并不一定意味著(zhù)它必然被開(kāi)啟或關(guān)閉，這個(gè)編碼如何工作是相當復雜的。

我感覺(jué)很多人對“基因決定一切”的觀(guān)點(diǎn)感到不安，好像我們只是任由基因擺布的機器人。所以當我們對這些表觀(guān)遺傳過(guò)程有了更好的理解時(shí)，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(lái)”，于是表觀(guān)遺傳學(xué)成了新的熱點(diǎn)。

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

現在看來(lái)，對于那些關(guān)于人類(lèi)表觀(guān)遺傳的報道，證據實(shí)際上非常薄弱，完全不清楚在人類(lèi)中是否具有真正的重要性。在植物中，表觀(guān)遺傳是公認的，而且實(shí)際上很普遍。但在像我們這樣的高等動(dòng)物中，它的相關(guān)性到底有多大還不完全清楚。

我認為，隨著(zhù)人們對表觀(guān)遺傳學(xué)變得非常興奮，有些觀(guān)點(diǎn)被夸大了，所以就想提醒人們，不要對我們認為表觀(guān)遺傳學(xué)能做的事情太過(guò)得意忘形。實(shí)際上，我們遺傳的分子層面、基因層面的信息，確實(shí)是來(lái)自我們的DNA，還沒(méi)有明確的證據表明存在強大的表觀(guān)遺傳因素。

觀(guān)察者網(wǎng)：讓我們進(jìn)入下一層面——蛋白質(zhì)。AI在蛋白質(zhì)折疊領(lǐng)域的成就，是近年來(lái)的熱門(mén)話(huà)題，您的書(shū)中也提到了。不過(guò)，您認為：“與其說(shuō)阿爾法折疊解決了蛋白質(zhì)折疊這個(gè)超級難題，不如說(shuō)是回避（sidestep）了這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)算法其實(shí)并不是在預測多肽鏈是怎么折疊的，只是基于多肽鏈序列預測它折疊后的結果?！痹谀磥?lái)，還有哪些生物學(xué)領(lǐng)域可能有效地應用AI？

菲利普·鮑爾：我認為AI在生物學(xué)中有很多有用的方式。AlphaFold就是其中之一，能夠從蛋白質(zhì)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(lái)開(kāi)發(fā)藥物，這是另一個(gè)問(wèn)題，但它提供了一個(gè)非常好的起點(diǎn)。

我認為在整個(gè)生物學(xué)領(lǐng)域，我們面臨著(zhù)類(lèi)似的問(wèn)題，可能有很多數據，但很難知道如何利用這些數據來(lái)找到解釋生物現象的模式。這正是AI技術(shù)現在非常有用的那種問(wèn)題。

人們也正在嘗試用它來(lái)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(fā)生某種情況，其基因的活性會(huì )如何變化。這就是AI可能極其有用的地方，幫助解決這些非常復雜的問(wèn)題。

AlphaFold之后，已有更多AI工具問(wèn)世，如開(kāi)源的OpenFold

我的擔憂(yōu)是，對這些系統中實(shí)際發(fā)生的事情，人們過(guò)去一直在嘗試理解，但AI有時(shí)可能會(huì )替代這種努力。這就是AI的問(wèn)題所在，它只是從數據中得出結果，而沒(méi)有真正解釋這兩者是在機制上是如何聯(lián)系起來(lái)的。

我認為生物學(xué)還是需要理解機制。為了真正掌握復雜的問(wèn)題，它不僅僅想要一個(gè)會(huì )預測的電腦程序。

觀(guān)察者網(wǎng)：下一個(gè)問(wèn)題正與此相關(guān)。讀《生命傳》給我最深的印象之一是，您反復提出許多生物學(xué)問(wèn)題可能沒(méi)有確切的答案。從這個(gè)意義上說(shuō)，通過(guò)從海量元數據中憑經(jīng)驗推導出結果，來(lái)“繞過(guò)問(wèn)題”，這樣的策略是否實(shí)際上是理解生命的一種有價(jià)值的方式，即使我們不知道其背后的機制？

菲利普·鮑爾：AI在這方面肯定有其用途。但是，我想到一個(gè)很好的例子，可以看出AI會(huì )如何繞過(guò)一些重要問(wèn)題。

基因調控方式非常復雜，涉及到許多不同的分子活動(dòng)、分子信號，它們以某種方式被整合起來(lái)，最終決定是開(kāi)啟還是關(guān)閉基因。如果我們用AI來(lái)做這件事，它可能會(huì )說(shuō)，好吧，如果有這個(gè)信號，那個(gè)基因的活性似乎會(huì )增加或減少，但它不會(huì )告訴我們?yōu)槭裁础?

而我們現在知道，在人體細胞和許多其他復雜動(dòng)物的細胞中，形成了被稱(chēng)為生物分子凝聚體（biomolecular condensates）的結構。它們是一種松散的球狀物，有點(diǎn)像細胞中的液滴，與細胞其余部分的液體分離。它們是獨立的相，就像沙拉醬里的油和醋一樣。

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

現在發(fā)現，這些凝聚體無(wú)處不在，不僅在基因調控中，而且在各種細胞過(guò)程中，比如細胞如何應對壓力，DNA如何修復等。我印象中，人類(lèi)直到大約15年前才了解到這一生物學(xué)結構。AI是不會(huì )為我們找到這個(gè)的，它干不了這活。

了解這個(gè)機制，以及所涉及的物理結構，對于思考我們如何干預這些結構非常有價(jià)值。所以，如果我們試圖從數據直接跳到某個(gè)答案或預測，而不去探究中間真正的分子生物學(xué)過(guò)程，那是非常危險的。

觀(guān)察者網(wǎng)：您在《生命傳》有一個(gè)似乎很罕見(jiàn)的對細胞的形容，讓人印象深刻：“這像是工廠(chǎng)嗎？看起來(lái)更像是人滿(mǎn)為患的夜店?！蔽覀兇_實(shí)可能被關(guān)于微管網(wǎng)絡(luò )的精美視頻所誤導，而細胞學(xué)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(huán)境，除了走向單分子，我們還有什么別的選擇？

菲利普·鮑爾：近年來(lái)這方面最有用的技術(shù)之一，是冷凍電子顯微鏡，它基本上就是非?？焖俚乩鋬黾毎?，把所有東西都凍結在原位，然后用電子顯微鏡觀(guān)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(shù)也正在被應用。有一些巧妙的技術(shù)，能夠將熒光標記附加到單個(gè)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(shí)追蹤許多不同的分子，并開(kāi)始繪制出它們在細胞中的活動(dòng)圖。

現在確實(shí)有很多方法可以做到這一點(diǎn)，但都面臨著(zhù)我書(shū)中所說(shuō)的那個(gè)問(wèn)題。細胞不像那些漂亮的視頻里那樣，你看到一個(gè)分子在太空中工作，然后另一個(gè)分子像被控制的無(wú)人機一樣飛過(guò)來(lái)對接，然后又飛走了。

微管的動(dòng)畫(huà)視頻，僅僅體現了細胞的一個(gè)面向，現實(shí)遠比此復雜

實(shí)際上，當我們觀(guān)察細胞內部時(shí)，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(huì )想，這個(gè)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(shí)的區室，來(lái)排除一些物質(zhì)并容納另一些。

舊的觀(guān)點(diǎn)是，盡管這些細胞相互碰撞，但蛋白質(zhì)只識別特定的目標，所以它們忽略其他一切，只等著(zhù)找到它們應該結合的目標。這有時(shí)是對的，但我們現在知道有時(shí)并非如此。

許多蛋白質(zhì)在結合對象上遠沒(méi)有那么挑剔，它們實(shí)際上沒(méi)有一個(gè)漂亮的折疊形狀，而是更無(wú)序和搖擺的，這似乎是蛋白質(zhì)的一個(gè)重要特點(diǎn)，但它使問(wèn)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(fā)生。我們必須重新思考一些基本問(wèn)題，來(lái)理解細胞中的分子混沌。

觀(guān)察者網(wǎng)：您在書(shū)中還多次提到“能動(dòng)性”和“目的性”（agency and purpose），這可能是很多生物學(xué)者都要避免的。一般認為，無(wú)論是細胞對環(huán)境的響應，還是人類(lèi)的思維，這些只是“自然選擇”自然產(chǎn)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(dòng)性”這個(gè)問(wèn)題。對我來(lái)說(shuō)，許多生物學(xué)家對能動(dòng)性的概念如此抗拒，是非常奇特的事情，因為它所指的不過(guò)是我們周?chē)鷷r(shí)刻都在發(fā)生的事實(shí)。無(wú)論是在我們自己的生活中，還是在其他動(dòng)物的行為方式中，特別是高等動(dòng)物，它們會(huì )做決定，會(huì )做選擇。

當然，我們可以去探究這些決定是如何發(fā)生的。我們可以觀(guān)察哪些相關(guān)的神經(jīng)元在放電等等,但決定是由整個(gè)生物體做出的。

想象狐貍在追逐野兔，這兩個(gè)生物都在時(shí)刻做出非常迅速的決定，一個(gè)想逃跑，一個(gè)想抓住對方。這就是我所說(shuō)的能動(dòng)性，即一個(gè)生命體改變自身和改變其環(huán)境的能力，為了嘗試實(shí)現某個(gè)目標而改變自己的行為，比如如何奔跑等等。在這種情況下，狐貍的目標是抓住野兔，野兔的目標是逃脫。

我們可以說(shuō)，好吧，這只是進(jìn)化編程在它們身上的結果，它們只是在自動(dòng)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(huì )損害能動(dòng)性的概念。我們可以相當肯定，無(wú)論狐貍和野兔的大腦里在想什么，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(gè)東西”。

所以，生物體有目標，而過(guò)于簡(jiǎn)單地說(shuō)所有目標最終都是關(guān)于生存和繁衍，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(lái)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(guān)注的是，如果我們真的只是機器般的、被基因控制的系統，基因說(shuō)你必須生存繁衍，那些即時(shí)的目標又是如何產(chǎn)生的呢？

在我看來(lái)，像我們這樣的生物擁有大腦的全部原因，并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(huì )遇到的每一個(gè)問(wèn)題。

每個(gè)人每天都會(huì )遇到一生中從未遇到過(guò)的挑戰和情況，基因不可能知道在這種情況下該做什么?？梢哉f(shuō)是進(jìn)化給了我們大腦來(lái)做這件事，來(lái)即時(shí)做出決定，而這些決定沒(méi)有明顯的最佳答案，當然也沒(méi)有一個(gè)在幫助我們生存和繁衍方面的最佳答案。

這就是作為能動(dòng)者，作為生物體的本質(zhì)。我們必須在生物學(xué)中認識到，這是一個(gè)真實(shí)存在的屬性，它實(shí)際上一直延伸到單個(gè)細胞。

細胞必須做出的決定不像我們必須做的那樣復雜，但對于細胞來(lái)說(shuō)，也并不總是有明顯的最佳答案。所以它也必須做一些有點(diǎn)像大腦做的事情。它必須整合大量關(guān)于自身和情境的信息，并找到某種行動(dòng)方案。

生命有機體如何能做到這些？這才是我們需要通過(guò)能動(dòng)性這個(gè)詞，來(lái)嘗試理解的。在我看來(lái)，能動(dòng)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(shí)際上是生物學(xué)的核心，是“活著(zhù)”的意義所在。

這就是為什么我認為，如果拒絕審視能動(dòng)性，拒絕承認生物學(xué)中存在目的，那么實(shí)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(guān)察者網(wǎng)：但您書(shū)中提到了一個(gè)悖論，人類(lèi)思維可能違背“生存和繁衍”的“目的”。書(shū)里有個(gè)關(guān)于生育的親子對話(huà)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(shí)生活中，您身邊會(huì )發(fā)生這樣的對話(huà)嗎？如果有孩子直接表示，自己沒(méi)有生育的意愿，您會(huì )勸說(shuō)他嗎？

菲利普·鮑爾：我認為這完全是那個(gè)個(gè)體的選擇，我完全沒(méi)有責任去干預或影響。這真的是個(gè)人的決定，而且是一個(gè)絕佳的例子，說(shuō)明了為什么講“最終所有目標都由繁衍定義”是不夠的。有些人出于各種各樣的原因選擇不繁衍，這就是我們大腦的本質(zhì)，它們是相當復雜的系統，能讓我們在環(huán)境中生存。

對我們中的許多人，可能大多數人來(lái)說(shuō)，大腦確實(shí)幫助我們繁衍，給了我們繁衍的沖動(dòng)。但大腦不一定會(huì )這樣做。

如果你制造出如此復雜的東西，它很可能會(huì )走上另一條路，你就會(huì )得到這個(gè)結果。你必須接受它不一定按照基因的“指示”行事。這也說(shuō)明了，為什么能動(dòng)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(guān)察者網(wǎng)：您會(huì )擔心人類(lèi)因為繁衍的人太少而滅絕嗎？

菲利普·鮑爾：不，我不擔心這個(gè)。我確實(shí)擔心一些可能出現的社會(huì )問(wèn)題，當然在短期內，如果出生率下降，可能會(huì )導致人口問(wèn)題，會(huì )有一個(gè)不成比例的老齡化人口，年輕的勞動(dòng)人口需要以某種方式來(lái)支持他們。這其中存在困難。

但我們需要理解為什么更多的人選擇不要孩子或少要孩子。這可能是因為從經(jīng)濟上講，他們很難做到這一點(diǎn)。也可能是因為，而且我認為在很多地方確實(shí)如此，女性在教育和職業(yè)方面機會(huì )的增加，意味著(zhù)她們會(huì )做出那樣的選擇，而且我認為，讓女性擁有機會(huì )肯定是一件好事。

觀(guān)察者網(wǎng)：也許我們需要人造子宮來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

菲利普·鮑爾：嗯，有些人確實(shí)在想，這或許是答案。但是，我真的看不出即使這可能實(shí)現，它如何能解決問(wèn)題。因為那樣的話(huà)，誰(shuí)來(lái)照顧那些孩子呢？那些孩子的責任是誰(shuí)的？還有各種各樣心理上的問(wèn)題，還有關(guān)于在子宮外孕育是否能完全等同于子宮內的醫學(xué)問(wèn)題。

科學(xué)家在人造子宮中培育羊胚胎 視頻截圖

觀(guān)察者網(wǎng)：我感覺(jué)生物圈本身有一種“目的”，那就是產(chǎn)生能夠進(jìn)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(gè)地球。您認為人類(lèi)屬于這樣一種“目的”嗎？還是說(shuō)，我們思考的能力，讓人類(lèi)能夠超越它？

菲利普·鮑爾：我并不認為這是我們天性中被明顯賦予的一個(gè)目的。有些人這么認為，覺(jué)得有責任向宇宙擴張，比如馬斯克。但我不同意這個(gè)觀(guān)點(diǎn)。

這似乎是一件極難實(shí)現的事情。宇宙總的來(lái)說(shuō)是想殺死我們的。不是說(shuō)它真的“想”，但真的會(huì )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(gè)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(lái)說(shuō)，如果人類(lèi)有什么目的感的話(huà)，那似乎就是在這里健康、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(shí)很可能出現。它是否會(huì )發(fā)展到我們這個(gè)水平或更高的智能生命，是另一個(gè)問(wèn)題。不過(guò)，我也不太擔心那個(gè)。

宇宙中的物質(zhì)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(huì )發(fā)生。我只是很高興能在地球上安然地待著(zhù)。

觀(guān)察者網(wǎng)：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“涌現”（emergence）最典型的例子之一。您在書(shū)中也提到了涌現。

我之前與普利策獎得主穆克吉——您在別的問(wèn)題上也引用過(guò)他——也聊過(guò)這個(gè)問(wèn)題。他認為“涌現”這個(gè)詞，是我們給“不理解的事物”的代名詞或代碼，100年前，人們會(huì )把傷口愈合看作是體內的“涌現”現象，而現在我們知道傷口愈合是怎么回事了。他并不反對這個(gè)詞，只是認為它是一個(gè)代指，允許我們把一些東西擱置一旁，并認為我們最終會(huì )理解它，只是現在還不知道那個(gè)合理的解釋。我想聽(tīng)聽(tīng)您的見(jiàn)解，是否認同他的這些說(shuō)法。

菲利普·鮑爾：不，盡管我極為尊敬穆克吉，但我不同意他。

觀(guān)察者網(wǎng)：我看了《生命傳》后，也猜到您不會(huì )同意。

菲利普·鮑爾：這可能因為我們來(lái)自不同的學(xué)科，他是一位醫生，而我接受的是物理學(xué)家的訓練。

有時(shí)人們以一種神秘、含糊的方式使用“涌現”，而且通常用它來(lái)談?wù)撐覀儾焕斫獾臇|西，穆克吉的這種感覺(jué)，我也認同。

但對于一個(gè)物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，涌現是一個(gè)古老且完全沒(méi)有爭議的概念。因為我在幾十年前做統計物理的相變領(lǐng)域研究時(shí)，就看到了它。例如，理解水如何結冰，或者水如何蒸發(fā)成水蒸氣。這些都是相變，它們是涌現的例子。

考慮水結冰的情況，并不是說(shuō)有一個(gè)特定的水分子在0攝氏度時(shí)結冰，可以說(shuō)是整個(gè)系統“決定”同時(shí)做這件事。這是一個(gè)集體效應。無(wú)論看得多仔細，我們永遠無(wú)法通過(guò)觀(guān)察單個(gè)水分子來(lái)預測這個(gè)涌現現象。我們必須有許多水分子相互作用。

科學(xué)家們曾推測水結冰的涌現過(guò)程，最小需要多少個(gè)分子 《科學(xué)》

對我來(lái)說(shuō)，這就是涌現。它就發(fā)生在這樣的系統中，里面有許多相互作用的組分。這些組分可以像水分子一樣簡(jiǎn)單，也可以像我們身體里所有的分子一樣復雜。這是一個(gè)非常公認的現象，當你有這樣一個(gè)系統時(shí)，會(huì )得到集體效應，系統的整個(gè)狀態(tài)會(huì )突然改變。

生命本身就是一種涌現現象，我們可以把它分解成分子，然后它就不再是活的了。要理解這是如何發(fā)生的，目前還沒(méi)有做到，我們對這類(lèi)復雜系統的理解還不足以描述它。

但確實(shí)能看到，當出現某種向新?tīng)顟B(tài)的涌現性變化時(shí)，正在發(fā)生的微小細節就不再重要了。單個(gè)水分子在做什么的細節不重要，仍然會(huì )結冰。

大腦中哪些神經(jīng)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(shí)，大腦狀態(tài)都不會(huì )完全相同，事實(shí)上會(huì )很不一樣。但仍然有那個(gè)涌現出的決定。

所以我們知道，涌現是真實(shí)存在的。它涉及以某種方式對細粒度信息的舍棄，或者如物理學(xué)家所說(shuō)，是對信息的粗?；?，這樣我們就不必擔心細節，真正重要的是整體的圖景。以這種方式理解涌現，已取得了進(jìn)展，即如何從一個(gè)行為層面轉換到另一個(gè)更高層面。

因此，我并不認為涌現是一個(gè)神秘的詞，來(lái)搪塞我們不理解的東西。我認為它可以，而且正在被轉變?yōu)檎嬲目茖W(xué)，但目前還是一種科學(xué)探究。

觀(guān)察者網(wǎng)：這呼應了您書(shū)中的一句話(huà)：“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?！痹谖铱磥?lái)，從生命各組織層級而言，書(shū)中缺失的一塊是生態(tài)學(xué)。生態(tài)學(xué)本身似乎就是跨越個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統多個(gè)層次的。上層對下層結構規則的細節，有時(shí)會(huì )有明顯的響應，比如關(guān)鍵物種的滅絕。從生態(tài)學(xué)這樣宏觀(guān)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(méi)有一直講到生命的最高層級，而停在了有機體這個(gè)層級，在這之上還有更高的層級，到生態(tài)系統，再到整個(gè)生物圈，同樣的考慮也適用于那些層級。

你說(shuō)的完全正確，在一個(gè)生態(tài)系統中，如果一個(gè)特定的生物死亡，整體上不會(huì )有任何影響。但如果整個(gè)物種滅絕，有時(shí)會(huì )有影響，有時(shí)則不會(huì )。

對我來(lái)說(shuō)，這呼應了我們在基因中看到的情況，即如果我們的一個(gè)基因以某種方式發(fā)生突變，有時(shí)會(huì )產(chǎn)生真正的影響，比如在囊性纖維化病中，但大多數時(shí)候并不會(huì )。我們的身體可以在更高的層級上進(jìn)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(xué)家們開(kāi)始能敲除特定的基因，然后觀(guān)察對整個(gè)生物體的影響是什么。他們確信，如果敲除一個(gè)對某個(gè)生物過(guò)程至關(guān)重要的基因，生物體會(huì )死亡。但實(shí)際上常常發(fā)生的是，生物體似乎甚至沒(méi)有“注意”到變化，它就像以前一樣快樂(lè )地生活著(zhù)。

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

它是部分的涌現。偶爾，那些細節確實(shí)很重要，比如一個(gè)基因對個(gè)體，或者一個(gè)物種對整個(gè)生態(tài)系統。這就是為什么理解生物學(xué)，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(guān)察者網(wǎng)：是的，我對此很著(zhù)迷，年輕時(shí)也想追尋這些答案。各層級的“滲漏式涌現”之間，似乎有點(diǎn)相似性。如果我們能解釋各種涌現現象，并概括出一些共同原則，那會(huì )是生物學(xué)的“圣杯”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(kāi)頭部分，我也嘗試提出些關(guān)于涌現的原則。

生物能夠以某種方式，創(chuàng )造出對微小波動(dòng)具有穩定性的系統?？偟膩?lái)說(shuō)，它們確實(shí)如此。這就是我們現在還活著(zhù)的原因。

對生物學(xué)了解得越多，就越覺(jué)得它能正常運作是多么不可思議，任何生物體能存活下來(lái)都是如此。所以我認為有普遍的原則。

有一個(gè)原則是所謂的組合邏輯（combinatorial logic）。生物似乎常常以群體的方式運作，即不是由一個(gè)特定的分子或信號來(lái)決定另一件事是否發(fā)生，比如一個(gè)基因是否被開(kāi)啟或關(guān)閉，而是由一整組信號，像一個(gè)小委員會(huì )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，它意味著(zhù)有時(shí)即使其中一兩個(gè)成員不在，委員會(huì )仍然可以做出決定，并不依賴(lài)于所有東西都在正確的時(shí)間出現在正確的位置。

我們可以開(kāi)始辨別出，關(guān)于生命系統在所有層面上如何運作的原則，包括生態(tài)系統層面，但我不確定是否已經(jīng)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(huì )有那樣的理論。盡管可能有一些普適原則，但也可以看到，在一個(gè)尺度上涉及的因素，與在更低尺度上的因素有很大不同。

當我們思考胚胎發(fā)育時(shí)組織的生長(cháng)方式，組織的軟硬程度、如何彎曲和折疊就變得很重要。這些考慮基本上不適用于分子。分子確實(shí)會(huì )彎曲和折疊，卻沒(méi)有像組織層面那樣的力學(xué)。在不同的層面上，有不同的物理學(xué)在起作用，你能獲得的普適性是有限的。

但我認為，就涌現屬性如何演化，如何可靠、穩定地演化，并在微小的波動(dòng)和故障面前保持運作，還是有可能獲得某種總領(lǐng)性的理解。

觀(guān)察者網(wǎng)：但我從書(shū)中得到的印象是，您想挑戰卻可能無(wú)法克服的一點(diǎn)是，人們總想找到生命的單一秘密。物理學(xué)是不是在這方面開(kāi)了一個(gè)壞頭。他們有物理學(xué)的大一統理論，對吧？物理學(xué)的圣杯。但如果我們無(wú)法達到生物學(xué)的圣杯，這會(huì )削弱公眾對生物學(xué)的熱情嗎？

菲利普·鮑爾：首先我要說(shuō)，只有一小部分物理學(xué)家相信萬(wàn)有理論（the theory of everything），而大多數物理學(xué)家，像我這樣在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域工作的人，一直認為這是荒謬的。因為我們知道，有些涌現現象是永遠無(wú)法用某個(gè)理論來(lái)解釋的。

但你說(shuō)得對，物理學(xué)是給人那種印象。我認為這就是問(wèn)題所在，如果你有一個(gè)簡(jiǎn)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(gè)關(guān)于基因的、或者生物學(xué)中一切根源的簡(jiǎn)單故事，那么人們就能把握它，而且這會(huì )讓人感到滿(mǎn)足。

如果你的故事是“實(shí)際上比那復雜得多，還有很多其他事情發(fā)生”，當然人們不會(huì )感興趣，還對此不滿(mǎn)意。所以，我們必須找到一些其他更好的故事來(lái)講述，既承認所有這些復雜性，又能更好地反映現在對生物學(xué)的理解。

《生命傳》是我開(kāi)啟這場(chǎng)對話(huà)的第一次嘗試，但僅此而已。我還不知道那個(gè)故事是什么，仍在努力探索。

我認為這是一個(gè)以能動(dòng)性為核心的故事。而且告訴或者提醒人們，你是一個(gè)有自主性的能動(dòng)者，你不是被基因控制、被進(jìn)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(jīng)驗，但這僅僅是個(gè)開(kāi)始。

我完全同意，生物學(xué)的任務(wù)之一是找到更好的比喻和更好的敘事，來(lái)更好地反映現在對生物學(xué)的理解，而不是固守于1970年代發(fā)展起來(lái)的那些。

觀(guān)察者網(wǎng)：您曾寫(xiě)過(guò)一本書(shū)，《臨界質(zhì)量：事物如何引發(fā)連鎖反應》（Critical Mass: How One Thing Leads to Another），這本書(shū)被有些書(shū)評描述為“社會(huì )的物理學(xué)”。我認為社會(huì )現象也是生命的一個(gè)層級，結合了生態(tài)系統、智能和涌現?，F在回過(guò)頭看，您如何評價(jià)《臨界質(zhì)量》這本書(shū)？

菲利普·鮑爾：如果我今天來(lái)寫(xiě)這本書(shū)，需要做些改變。顯然，這20年來(lái)有很多新的研究成果，是當時(shí)沒(méi)有的。但我在那本書(shū)中談到的基本原理仍然適用，而且它們實(shí)際上是與《生命傳》相關(guān)聯(lián)的，因為我同樣在研究涌現現象。

但在那個(gè)案例中，是像交通堵塞這樣的現象。這是另一個(gè)很好的例子，說(shuō)明細節信息如何變得不重要。高速公路上的每個(gè)司機都有思想，腦子里有各種各樣的事情，但這些都與是否會(huì )發(fā)生交通堵塞無(wú)關(guān)。

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(gè)非常簡(jiǎn)單的、沒(méi)有任何復雜認知能力的系統來(lái)模擬這個(gè)過(guò)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。

同樣的考慮也適用于社會(huì )層面。我們可以看到這些涌現現象的出現，它有時(shí)具有相似的特征。有時(shí)我們構建社會(huì )中的“結構”，具體地說(shuō)像道路和城市，使它們具有穩定性，這樣它們就不會(huì )在一條路必須關(guān)閉的瞬間就停止運作。但這似乎是有機地發(fā)生的。

我在《臨界質(zhì)量》中說(shuō)，城市看起來(lái)像有機體，有它們自己的生長(cháng)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(huì )走自己的路，城市也會(huì )走自己的路，控制是有限度的。所以我認為，這兩本書(shū)之間其實(shí)有很多相似之處。

觀(guān)察者網(wǎng)：您還寫(xiě)過(guò)一本書(shū)，《水之王國：中國的隱秘歷史》（The Water Kingdom：A Secret History of China）。我的最后一個(gè)問(wèn)題是，您為什么選擇中國河流，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(jué)得中國是我更了解的地方。你可能會(huì )想象我更了解多瑙河周?chē)某鞘?。但是，在疫情之前，我?jīng)常來(lái)中國，并與中國的機構有合作，很遺憾之后沒(méi)能再去。

我以前從科學(xué)的角度寫(xiě)過(guò)關(guān)于水的文章，后來(lái)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(fā)生特大洪水，特別是黃河和長(cháng)江，尤其具有極其重要的歷史意義，有時(shí)一場(chǎng)洪水或一系列洪水會(huì )導致朝代更迭。水也是談?wù)撝袊鴼v史和中國哲學(xué)的一個(gè)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(lái)探索中國的政治史、哲學(xué)、文化，甚至是中國語(yǔ)言和詩(shī)歌的發(fā)展，因為水在中國文明的進(jìn)程中扮演了如此重要的角色。

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