尾声 关于生命，我们知道的和我们不知道的

“我们必将知道，我们必须知道。”

——大卫 • 希尔伯特（德国数学家）

目前为止，本书可能会给你一种错觉，即地球生命的终极秘密行将彻底大白于天下、人类智慧无往而不利。但是其实关于生命的秘密，我们所了解到的仅仅是冰山一角。

2002 年，时任美国国防部长的唐纳德 • 拉姆斯菲尔德（Donald Rumsfeld）在一次新闻发布会上如此答复记者对伊拉克是否确实拥有大规模杀伤性武器的质问：

有些事是“已知的已知”，我们知道自己知道这些事。有些事是“已知的未知”，我们知道自己不知道这些事。但还有些事是“未知的未知”，我们压根儿就不知道自己对这些事其实一无所知。1

1There are known knowns; there are things we know we know. We also know there are known unknowns; that is to say we know there are some things we do not know. But there are also unknown unknowns – the ones we don't know we don't know.

这段非常饶舌的话几乎立刻沦为社交媒体上广为流传的笑柄，被改编成歌词、诗句和俚语。但是在我看来，拉姆斯菲尔德这段话用来为布什政府入侵伊拉克做辩护当然显得理屈词穷，但是实实在在地说明了人类智慧对真实世界的认识局限。

我们自以为了解了这个世界的很多细节，但是实际上，对于更多的细节，我们仍然没能看得足够清晰和完整。而更令人敬畏的地方在于，在人类目光所及之外，在真实世界的重重暗影里，还隐藏着海量的细节和信息，而我们人类压根儿就没有意识到它们的存在！

先来总结一下本书探讨过的“已知的已知”。

物质、能量、自我复制，这三个要素共同构成了地球生命的基石。如果把今天的地球生命比作辉煌的大厦，那 DNA、RNA、蛋白质等物质就是这座大厦的钢梁和砖瓦。来自外部世界的能量摆脱了热力学第二定律的约束，像一个高明的建筑师，搬运着这些物质修建出生命的大厦。在几十亿年的地球生命史上，生命大厦则是靠（不那么忠实地）复制自身来抵抗命中注定的意外、衰老和地球环境的变迁。

慢慢地，复杂生命诞生了。细胞膜这道“分离之墙”的出现将生命的三要素（物质、能量和自我复制）严密地包裹和保护起来。生命活动的规模从纳米级别的分子尺度扩展到微米级别的细胞尺度。在物质和能量的近距离碰撞中，更复杂的生命活动接连涌现，多种多样的单细胞生命也被持续筛选出来。在此基础上，当单细胞生命的后代决定不再各奔东西，而是粘连在一起共同生活，多细胞生命的出现反而显得顺理成章。多细胞生命允许身体细胞放弃一些功能（比如繁殖）换取一些更强大的功能，为每一个身体细胞提供表演的舞台。在辉煌的生命大厦内，不再是一间间千篇一律的低矮房间，而是有了流光溢彩的外墙、灯火通明的大堂、私密安静的会客室、带落地窗的顶层办公室、中央机房……每一个房间都可以被赋予独特的意义。

在复杂生命的舞台中央，智慧在万众瞩目中最后登场。一类特别的身体细胞——神经细胞——出现了。这群细胞开始睁开眼睛，指挥身体的运动，主动探索身边的危险和机遇；这群细胞开始学习和牢记经验与教训，试图熟悉和适应这个多变的世界；这群细胞甚至开始呼朋引伴，将孤军奋战的单个动物组织成千军万马和伟大社会。而在我们人类的头脑中，这群细胞甚至开始让我们明白“我”是谁、“我”想要做什么。于是，带着自我的骄傲和永不安于现状的探索意志，人类走遍了世界的角落，并且开始向往星辰大海。

然而，在这些伟大事件的背后，恒河沙数般的“已知的未知”一直在困扰着我们。对这座我们容身其间的地球生命大厦，我们只来得及远远地投上一瞥，还有太多的建筑细节仍旧面目模糊。

驱动生命活动的蛋白质分子为什么都是由 20 种氨基酸组成的？原始地球海洋中肯定诞生过更多的氨基酸分子，那些氨基酸因何被废弃？同样的道理，为什么 DNA 和 RNA 不约而同地使用了四种结构单元（核苷酸）？深海白烟囱是否确实是生命的摇篮？第一个利用环境能量驱动生命活动的分子机器是什么？RNA 世界的假说是否真实反映了生命的起源？如果当真如此，第一个 RNA 生命是什么样子的？细胞膜究竟是天外来客还是在地球上土生土长的？除了薄薄的磷脂双分子层，地球生命为什么没有发展出任何别的办法来隔绝环境、包裹自己？

多细胞生命应该在地球上反复出现过数十次，它们当中的大多数都没有繁衍到今天。那些不幸的多细胞生命谱系究竟是因为什么原因崩塌的？当多细胞生命体内出现有史以来第一个不听话的癌变细胞时，生物体有没有准备好应急预案？永生的生殖细胞会不会偷偷发布一个隐秘的指令，借此约束所有的体细胞不要蠢蠢欲动？多细胞生命的寿命是如何决定的，为什么会同时存在命如朝露的蜉蝣和千万年不死的大树？

而在智慧生命的大脑深处，我们尚未了解的细节就更多了。时至今日，我们固然开始了解各种感觉信息是如何被收集的，但是对于这些感觉信息是怎样在大脑深处被重新组装成一个天衣无缝的虚拟世界的，我们仍然几乎一无所知。我们连对大脑如何识别像一根线段这样最简单的形状、如何区分咖啡和玫瑰的香气等看似简单的问题都没有什么头绪。对于大脑如何组织和理解语言，如何形成抽象概念，如何凭空构思出一段故事并且活灵活现地分享给同类，就更是只知道一鳞半爪的模糊线索了。而且更让人沮丧的是，从语言到情感，从自我意识到世界观，大脑中有太多的秘密很可能是人类专属的。但我们到底有没有能力研究和了解自己呢？毕竟我们不可能对同类做有潜在破坏性的研究，人类个体的成长和生活环境也千差万别，根本不可能被严格控制，那么，对人类个体的研究在多大程度上是可行并且有说服力的？

而在这些仍然比较宏观的“未知”之外，我们也必须无奈地承认，生命（从单细胞细菌到人体）是一个复杂系统，其复杂性远远超过人类研究过的任何对象。粗糙地估计一下，在人体任意一个细胞内都会有上万种、超过 10 亿个蛋白质分子同时存在并开足马力工作。从某种意义上说，想要理解区区一个细胞的生命活动，我们得对这 10 亿个蛋白质分子的分布、数量变化、三维结构和彼此间的协同作用都有深入的理解才行，而且还必须考虑到这一切都发生在几百到几千立方微米、几纳秒到几微秒的时空范畴内。这还仅仅是一个细胞，而人体有上百万亿个细胞，这上百万亿个细胞都来自区区一个细胞的不停分裂，而且这上百万亿个细胞之间还会互相协作……我们不得不承认，对于理解生命现象，我们缺乏的可能不光是知识，还有观察和分析复杂性的技术手段、数学工具乃至世界观。

技术手段、数学工具和世界观的缺位，其实也在提醒我们，在生命世界里还有更多“未知的未知”等待着我们。对于这些细节，我们甚至都不知道该去哪里寻觅。

我们可以换个方向来理解“未知的未知”问题。有没有什么东西可以作为宣告胜利的标准？也就是说，有没有某件事情，当我们最终做到了，就可以宣称对于生命现象我们已经理解到位了，就算仍然欠缺一些细节，但是至少已经不存在“未知的未知”了？

答案很容易想到——如果我们能够在实验室里从无到有地制造出一个（哪怕是非常粗糙简陋的）有机生命，它能够存活，能够繁衍，能够和环境互动，那么我们就可以说，关于生命，我们已经知道得足够多了。

但是很遗憾，这一天仍然遥不可及。这并不是时间或者资源层面上的问题，而恰恰是与如前所述的技术手段、数学工具和世界观有关。因为缺乏观察和分析复杂系统的能力，我们对生命现象的理解，很多时候仅停留在“我们知道这个东西重要”的水平上。比如，给我们一座核反应堆或者一枚长征火箭，我们能够通过零敲碎打的盲目测试知道，某个零件很重要，没有了它，反应堆就会出现蒸汽泄露；某个阀门很重要，如果关得太严，反应堆的外壳温度就会失控；某个管道特别关键，如果扩宽它，火箭的升空速度就会提高……可想而知，如此收集来的信息当然重要，而且还可以持续拓展我们的认识水平，但是这些信息很可能根本不能教会我们如何用一堆零件制造核反应堆或者长征火箭。

以书中的故事为例。细胞内的微型水电站——ATP 合成酶蛋白——为许多地球生命提供了能量来源。关于这个蛋白的工作原理和发现过程，我们已经详细描述过。但是，为了生产哪怕一个 ATP 分子，地球生命需要的东西要远远超过 ATP 合成酶蛋白本身。它自己是怎么被生产出来的？又是如何被运输到特定的地点，然后准确地插入细胞膜（或者线粒体膜）的？当这个蛋白使用老化、破损之后，是什么质检系统及时发现并且替换它的？这个蛋白是如何判断生命对能量的需求，然后选择开足马力或者怠速运转的？它工作所需的氢离子浓度是怎么产生和维持的？我们必须搞清楚所有这些问题，才有可能在实验室或者计算机里从无到有地创造出这座微型水电站。

第二个类似的例子是学习过程中的“裁判”蛋白——NMDA 受体。我们说过，这个蛋白能够判断两个相连的神经细胞是否同时开始活动，据此开启和关闭学习过程。可想而知，仅有这一个蛋白是无法完成学习的，哪怕是最小单位的两个神经细胞之间的学习。神经细胞自身如何产生？两个神经细胞之间如何产生联系并建立突触？在 NMDA 受体蛋白检测到同步活动，神经细胞被动员起来增强彼此间的突触连接，到底发生了多少生物化学事件，又需要多少蛋白质分子的参与？同样地，我们必须搞清楚所有这些问题，才有可能在实验室或者计算机里从无到有地创造出最小单元的学习过程。

而等这些微观层面的问题一一得到解决之后，我们才能着手从无到有地创造宏观生命现象。怎么实现受精卵到百万亿个人体细胞的分裂增殖？怎么保证每个新生的体细胞知道自己要往哪里去，命中注定的工作任务是什么？大脑中的神经细胞究竟应该与谁联系在一起？哪些神经细胞应该在出生前就联系好，保证婴儿一出生就会哭会呼吸会找妈妈的奶头，哪些应该保持待命状态，等待新世界的感官和经验的输入？

而如果说到人类智慧，可能更适当的检验方法，是根据人类已知的生物数据建立算法，在计算机中重演神经系统的运算和信号处理逻辑。

我们知道，视网膜细胞采集的光学信号经过初步加工就可以编码光点的位置和光条的朝向，那有没有可能构建出一套算法能够重现这个过程，乃至重现人脑“看见”图画、文字和人脸的过程？我们知道，人工智能算法已经可以在围棋、国际象棋和扑克牌上完胜人类，但是这一切都基于海量数据和训练过程。我们能否重建人脑学习和记忆的过程，实现真正意义上的“小数据”学习？要知道，人类的真实学习场景几乎都是从极端有限的信息中总结经验。我们又何时能够用算法模拟人类情感，实现社会交流，创建机器的自我意识和自由意志？而如果这一切成真，那将是人类智慧的永恒丰碑，还是人类葬礼开始时的安魂曲？

说到这儿，你应该能接受如下判断：对于地球生命和智慧，别说今天的我们远没有做到深入理解，即便是要给出一个关于我们到底能不能最终理解、什么时候能最终理解、可能通过什么思路和途径得到这一理解的猜测，都显得过分轻狂和盲目。

但是，我还是希望提醒你，在本书第 1 章开头我们说过的那种理解生命的自信心。这种自信来自从灵魂论到薛定谔的探究，来自米切尔和他的化学渗透，来自 DNA 双螺旋，来自休伯和威瑟，来自在过去千百年来人类英雄带领我们穿过一片又一片黑暗空间，并最终用智慧火炬照亮的我们脚下的方寸之地。

关于生命，关于智慧，关于我们自己，我们知道一些，我们不知道许多，还有更多东西远在想象之外。

但是，我们必将知道，我们必须知道。