5.4 岩石乃节奏缓慢的生命

俄罗斯地质学家弗拉基米尔·沃尔纳德斯基[1]第一个明确提出了具有划时代意义的观点——生命直接塑造了地球的肉身。他将地球上亿万生命体加以总结,并思考它们对地球的物质资源产生的群体影响。1926年,他出了一本书,把这个宏大的资源系统称为「生物圈」(其实爱德华·苏斯[2]在早几年也曾创造了这个术语),书中着手对生物圈进行了量化评估。这本名为《生物圈》的著作直到最近才被译成英语。

沃尔纳德斯基将生命明确地比作石头镜子上的变色龙,这个说法得罪了两方人。他把活体生物所处的生物圈看作巨型的化工厂,激怒了生物学家。在他看来,植物和动物在矿物质环绕世界的流动中充当着临时化学容器的作用。「活体生物不过是岩石的一个特类……既古老又永恒年轻的岩石,」沃尔纳德斯基写道。活体生物是存储这些矿物的精美而脆弱的贝壳。有一次他谈到动物的迁移和运动时说,「动物存在的意义,就是为了帮助风和浪来搅拌发酵中的生物圈。」

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与此同时,沃尔纳德斯基将岩石看做半生命,又引起了地质学家的强烈不满。他说,由于每块石头都是从生命中起源,它们与生命机体之间的不断互动表明岩石是生命中移动最慢的一部分。山脉、海洋里的水以及天空中的气体,都是节奏非常缓慢的生命。地质学家们当然要阻止这种明显的密契主义[3]观点。

两种奇思怪论组合成一个美丽且对称的体系。生命是不断更新的矿物质,矿物质是节奏缓慢的生命。它们构成了一枚硬币的正反两面。等式的两端并不能精确地开解;它们同属一个系统:蜥蜴/镜子、植物/昆虫、岩石/生命,以及当代的人类/机器系统。有机体即是环境,而环境也即是有机体。

这个古老且神圣的观念在边缘科学领域起码存在有几百年了。十九世纪的许多进化论生物学家,如赫胥黎[4]、赫伯特·斯宾塞[5],当然还有达尔文,对此都有直觉上的认识——物理环境塑造了生物,生物也塑造了其所处的环境。如果从长远看,环境就是生物,而生物就是环境。早期的理论生物学家阿尔弗雷德·洛特卡[6]于1925年写道:「进化的不只是生物或物种,而是物种加环境的整个系统。两者是不可分割的。」进化的生命和星球构成了一个共同进化的整体系统,一如变色龙的镜上舞。

沃尔纳德斯基认为,假如生命从地球上消失,不但地球本身沉沦至一种「化学稳定」的平衡状态,而且那些沉积的粘土层、石灰岩的洞穴、矿山中的矿石、白垩的峭壁,以及我们视为地球景观的特有构造也将随之消退。「生命并非地表上偶然发生的外部演化。相反,它与地壳构造有着密切的关联,」沃尔纳德斯基于1929年写道。「没有生命,地球的脸面就会失去表情,变得像月球般木然。」

30年后,自由思想家詹姆斯·洛夫洛克通过天文望远镜对其它星球进行分析,也得出同样的结论。「生物体简直无法『适应』一个仅由物理和化学支配的死气沉沉的世界。它们生存的世界由其先祖们的气息和骨骼构成,而今由它们继续维持着。」洛夫洛克有关早期地球的知识较之沃尔纳德斯基更为全面,对气体和物质在地球上的环流模式的理解也略高一筹。所有这些,都令他得出一个十分严肃的结论:「我们呼吸的空气,以及海洋和岩石,所有这一切要么是生命机体的直接产物,要么是由于他们的存在而被极大改变了的结果。」

法国自然哲学家让·巴蒂斯特·拉马克[7]早在1800年就已预言了这一非凡的结论,当时他所拥有的行星动力学方面的信息甚至比沃尔纳德斯基还要少。作为生物学家,拉马克与达尔文旗鼓相当。他,而非达尔文,才是进化论真正的发现人。拉马克之所以没有获得应得的赞誉而沦落为失败者,部分原因是他太过依赖直觉而不是现代科学所推崇的详细例证。拉马克凭直觉推演生物圈,而且具有先见之明。但因为当时没有一丝一毫的科学根据的支持,拉马克的言论并不具有影响力。1802年,他写道:「以单体聚合、矿体、岩层等形式出现的所有构成地壳的复合矿物质,以及由此形成的低地、丘陵、峡谷和山脉,都是在地球表面生存过的的动植物的独一无二的产物。」

拉马克、沃尔纳德斯基还有洛夫洛克之流大胆的主张乍看起来似乎荒谬可笑,但是在横向因果关系下却颇有道理:我们周围目所能及的一切——白雪皑皑的喜马拉雅山,从东到西的深海,逶迤起伏的群山,色调阴森的荒漠峡谷,充满乐趣的溪谷——与蜂窝一样都是生命的产物。

洛夫洛克不停地向镜中窥探,发现它几乎是个无底深渊。其后几年,随着对生物圈的仔细观察,他将更多的复杂现象列入了生命产物表。举几个例子:海洋浮游生物释放出一种气体(二甲基硫),经氧化后产生亚微观的硫酸盐气雾,形成云中水滴凝聚的凝结核。如此说来,甚至云层雨水也是由生物的活动产生的。夏天的雷暴雨也许是生命自身幻化为雨。某些研究暗示,大多数雪晶的核也许是腐朽的植物、细菌或菌类孢子;因此,也许雪大都是由生命触发的。能逃脱生命印记的只是极少数。「也许我们这个星球的内核并不受生命的影响,但我不认为这种假设是合理的,」洛夫洛克如是说。

「生命是最具威力的地质力量,」沃尔纳德斯基断言,「而且这力量与时俱进。」生命越多,它的物质力量就越大。人类将生命进一步强化。我们利用化石能源,将生命植入机器。我们的整个制造业基础设施——好比我们自己身体的扩展——成为更广泛的、全球规模的生命的一部分。我们的工业产生的二氧化碳进入大气,改变全球大气的成分,我们的人造机械领域也成为地球生命的一部分。乔纳森·韦纳[8]当年写《下个一百年》时就能肯定地说:「工业革命是惊心动魄的地质学事件。」如果岩石是节奏缓慢的生命,那么我们的机器就是相对快一点的节奏缓慢的生命。

将地球比作母亲是一种古老且亲切的说法。但将地球比作机械装置却令人难以接受。沃尔纳德斯基的看法非常接近洛夫洛克的感悟,即地球的生物圈显现了一个超越化学平衡的规则。沃尔纳德斯基注意到「生物体呈现出一种自我管理的特性」,生物圈似乎也是自我管理的,但他没有进一步深入下去,因为一个关键概念——纯机械过程的自我管理——当时尚未出现。一台纯粹的机器怎么能自我控制呢?

我们现在知道了,自我控制和自我管理并非生命所独有的神奇活力要素,因为我们已经创造出了能够自我控制和自我管理的机器。其实,控制和意图是纯粹的逻辑过程,它们可以产生于任何足够复杂的介质中,包括铁制的齿轮和操作杆,乃至更为复杂的化学路径中。如果恒温器和蒸汽机都能够具有自我调控能力的话,那么一个星球可以进化出如此优雅的反馈回路也不是那么怪异的想法了。

洛夫洛克将工程师的敏感带入对地球母亲的分析。他做过修补匠、发明家、专利持有人,还给无论何时都是最大的工程技术公司NASA打过工。1972年,洛夫洛克提出了地球的自治表征的假说。他写道:「地球上的所有生命体集合,从巨鲸到细菌,从橡树到海藻,可以看成是一个单体生命,它能够熟练地操控地球大气层以满足自己的全部需要,而其所具备的能力和能量也远超过其组成部分。」洛夫洛克把这个观点称为盖亚[9],并于1972年与微生物学家林恩·马基莉斯[10]一起公布了这个观点,以接受科学评判。洛夫洛克说:「盖亚理论要比共同进化论更强化些,」至少在生物学家使用这个词的时候。

一对在互相攀比、不断升级的军备竞赛中共同进化的生物似乎只能滑向失控的深渊;而一对卿卿我我、眼中只有对方的共生体又似乎只能陷入停滞不前的唯我主义。但洛夫洛克却认为,假如有一张大网遍布着共同进化的动因,它网罗所有生物使其无可逃遁,生物创造自身存活所需的基质,而基质又创造存活其中的生物,这个共同进化的网络就会向周围扩展直到成为一个自给自足、自我控制的闭环回路。埃尔利希所提出的共同进化论中的「强制合作」——无论互为敌人抑或互为伴侣——不仅仅能从各方培育出自发的内聚力,并且这种内聚力也会有效地调和自身的极端值以寻求自身的生存。全球范围内的生物在共同进化的环境中所映射出的休戚与共的关系,就是洛夫洛克所指的盖亚。

许多生物学家(包括保罗·埃尔利希)都不喜欢盖亚理念,因为洛夫洛克并未获得他们的准许就扩大生命的定义。他单方面将生命的范畴扩大,使之具有一个占优势地位的机械器官。简而言之,这个固体行星成了我们所知道的「最大的生命形式」。这是一头怪兽:99.9%的岩石,大量的水,一点空气,再裹以薄薄一层环绕其周身的绿膜。

但是,假如将地球缩成细菌大小,放在高倍显微镜下观察,它能比病毒更奇怪吗?盖亚就在那里,一个强光映照下的蓝色球体,吸收着能量,调节着内部状态,挡避着各种扰动,并日趋繁复,准备好一有机会便去改造另一个星球。

后来,洛夫洛克不再坚持早期的主张,即强调盖亚是一个有机体或表现得像一个有机体,但他保留意见说盖亚确实是一个具有生命特征的系统。它是一个活系统。无论是否具备有机体所需的所有属性,它都是一个鲜活的系统。

尽管盖亚是由许多纯粹的机械回路所组成的,但这不应成为阻止我们为它贴上生命标签的理由。毕竟,细胞在很大程度上可以看作是化学循环;海洋中的某些硅藻也只不过是毫无生气的钙晶;树木则是硬化的浆汁。但它们全都仍然是有生命的有机体。

盖亚是一个有边界的整体。作为一个生命系统,它那些无生气的机械构件也是其生命的一部分。洛夫洛克说:「在地球表面任何地方,生命物质和非生命物质之间都没明确的区分。从岩石和大气所形成的物质环境到活细胞,只不过是生命强度的不同层级而已。」在盖亚的边界上——或是在稀薄的大气顶层,或是在炽热的地球核心,——生命的影响会消退。但是,没有人能说清这条边界到底在哪里——如果它有的话。

弗拉基米尔·沃尔纳德斯基(Vladimir Vernadsky, 1863~1945):俄罗斯和前苏联矿物学家和地球化学家。代表作为《生物圈》(1926年)一书。在前苏联他被称为20世纪的罗蒙诺索夫。他的生物圈学说和智慧圈思想揭示了人与自然平等共生的关系,描绘出人与生物圈共同进化的图景。他被称为现代生物地球化学之父。

爱德华·苏斯(Eduard Suess, 1831.08.20~1941.08.26):奥地利地质学家。曾任维也纳大学教授,是英国皇家学会、奥地利皇家学会会员,法国科学院、彼得堡科学院外籍院士。

密契主义(Mysticism):同时肯定道与万物。「密契主义」一词出自希腊语动词myein,即「闭上」,尤其是「闭上眼睛」。之所以要闭上眼睛,乃是出自对通过感官从现象世界获得真理、智慧感到失望。不过,密契主义并不像怀疑主义那样放弃对真理的追求,它仅仅主张闭上肉体的眼睛,同时却主张睁开心灵的眼睛,使心灵的眼睛不受现象世界的熙熙攘攘所干扰,从而返回自我,在心灵的静观中达到真理、智慧。因此,辞书中对神秘主义的解释一般是「通过从外部世界返回到内心,在静观、沉思或者迷狂的心理状态中与神或者某种最高原则结合,或者消融在它之中」。——摘自「有道」

T.H.赫胥黎(T.H.Huxley, 1825.05.04~1895.06.29):英国生物学家、教育家。在古生物学、海洋生物学、比较解剖学、地质学等方面都有重大贡献。

赫伯特·斯宾塞(Herbert Spencer):十九世纪下半期英国著名的唯心主义哲学家、社会学家和教育学家,他被认为是「社会达尔文主义之父」。

阿尔弗雷德·洛特卡(Alfred Lotka, 1880.03.02~1949.12.05):数学家。曾于1924年至1933年间担任美国大都会人寿保险公司统计数学研究的负责人。

让·巴蒂斯特·拉马克(Jean Baptiste Lamarck):法国生物学家。科学院院士。早期的进化论者之一。

乔纳森·韦纳(Jonathan Weiner):美国作家,1976年毕业于哈佛大学,曾获1995年普利策奖、1994年洛杉矶时报图书奖、1999年全国图书评论家大奖,并获2000年度安万特奖入选提名。曾在亚利桑那州州立大学、洛克菲勒大学任教,现在哥伦比亚大学新闻研究院执教。

盖亚(Gaia):这个名字源自希腊神话的大地女神盖亚,是一个统称,包含了地球上有机生命体通过影响自然环境使之更适于生存的相关概念。这套理论认为,地外生命中的所有生物体使星球管理生物圈以造福全体。盖亚理念描绘出一个物种间的残存性生命力的联系,以及这种联系对其他物种生存的适用性。当盖亚理论有了若干先驱者时,英国化学家詹姆斯·洛夫洛克便于1970年以科学形式推出了盖亚假说。盖亚假说解决的是自动动态平衡概念,并主张主体星球的居留生命与其居住环境匹配为一个单一、自动调节的系统。这个系统包括近地表的岩石,土壤,以及大气。开始时有过论战,后来科学界许多人都或多或少地接受了以不同形式呈现的这一理念。——译自「维基百科」

林恩·马基莉斯(Lynn Margulis):美国马萨诸塞州立大学教授,生物学家,美国国家科学院院士。著有《性的奥秘》、《何为生命》。