生命本质的两种定义建筑与土木工程学院 土木工程3班 1063104327 刘亚运TWO KINDS OF LIFE ESSENCE DEFINEThe solid defines a methodThe function defines a method cluster definition Protein highly polymerized compound DNA cell摘要；实体定义目前也有两种。一种把生命定义为某种特定的大分子，包括“生命-蛋白质同一说”和“生命-核酸同一说”；一种把生命定义为特殊的物质结构，特别是细胞结构，又可称为“生命-细胞同一说”。 集合定义”往往是通过列举生命的一系列特征来定义生命。比如莫诺（Monod）在他着名的必然性和偶然性(1971)一书中列出三个特性作为生命的定义特性：目的性，自主的形态发生和繁殖的不变性。克里克（Crick）(1981)根据下列几个特征定义生命：自我繁殖，遗传，进化和新陈代谢。一般的生物学教科书列举的性质更多一些，比如：新陈代谢，生长，发育，遗传，进化，应激性，自稳态，自组织，等等。着名生物学家恩斯特?迈尔曾经列出一个更长的生命性质列表(Mayr 1982: 53)：关键词；实体定义法 功能定义法 蛋白质 高分子化合物 核酸 细胞生命是什么？历史上，哲学家们非常关心这个问题。亚里士多德、康德、恩格斯等都曾提出过自己的看法。然而，在分子生物学革命之后的很长一段时间，哲学家和生物学家们似乎完全忽视了这个问题。本来生物学的革命大大推进了我们对生命的理解，我们好像应当能够更准确地说出生命是什么，然而，遗憾的是，从50年代到80年代，生物学家和哲学家几乎大都避而不谈这个问题。生物学家往往感到这个问题太“哲学”，因而把它当作是一个哲学问题，而不是一个科学问题。而另一方面，哲学家们可能感到这个问题“太科学”，因此把它主要当作一个科学问题，而不是一个哲学问题（Bedau 1996）。所以，当今一些主要生物学哲学家的生物学哲学着作，比如像罗森伯格的生命科学的结构，索伯的生物学哲学，都没有把生命的本质问题作为一个主要的问题来研究。在我国科学哲学界，生命的本质问题更是很少有人触及，多年来，主要的哲学刊物几乎没有发表过一篇关于生命本质问题的研究论文。针对这种情况，本文讨论了生命难以定义的各种原因，详细论述了定义生命的两种主要方法：实体定义方法和功能定义方法，1 实体定义方法实体定义目前也有两种。一种把生命定义为某种特定的大分子，包括“生命-蛋白质同一说”和“生命-核酸同一说”；一种把生命定义为特殊的物质结构，特别是细胞结构，又可称为“生命-细胞同一说”。19世纪，恩格斯主要从大分子的角度定义生命。他说：“生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断的自我更新（恩格斯，1970：78）。”恩格斯的这个定义是在批判杜林的生命定义的基础上提出来的。杜林曾把生命定义为细胞的新陈代谢活动。恩格斯认为，高级的生物确是由简单的类型“细胞”组成的，但有低于细胞的生物，它们和高级的生物相联系，只是因为它们的基本组成部分是蛋白质，从而它们执行着蛋白质的职能生和死。恩格斯的这个生命定义实际上是和他关于物质的运动形式的思想是统一的。恩格斯认为自然界存在五种运动形式：即机械运动、物理运动、化学运动、生命运动和社会运动。这五种运动形式从历史的角度看，反映了自然界演化发展的顺序，每一种后面的运动形式都是由前面的运动形式演化来的。不同的运动形式有不同的物质承担者，有不同的运动规律，高级的运动形式包含低级的运动形式。生命运动是一种高级的运动，它是由化学运动发展而来的，它的物质承担者及其运动规律都不同于化学运动，但生命运动包含化学运动。恩格斯当时非常强调自然界的连续性。如果把生命定义为细胞结构之上的活动，就难以解释生命的起源问题。恩格斯特别重视从无机界到有机界的辩证发展过程，所以恩格斯选择了蛋白体作为生命活动的物质承担者。恩格斯所理解的蛋白体和现在所说的蛋白质是不同的。他说：“在这里，蛋白体是按照现代化学的意义来理解的，现代化学把构造上类似普通蛋白或者也称为蛋白质的一切东西都包含在蛋白体这一概念之内，这个名称是不恰当的，因为普通蛋白在一切和它相近的物质中，是最没有生命的，起着最被动的作用，它和蛋类一起仅仅是胚胎发育的养料，但是在蛋白体的化学构造还一点也不清楚的时候，这个名称总比一切其它名称好些，因为它比较一般（恩格斯，1970：79）。”可见，恩格斯所指的蛋白体是广义的，它甚至不是现化意义上的一种高分子，而是一个物质系统。恩格斯在不同场合用这个词，他有时甚至把细胞也叫“蛋白质小块”。比如他说：“一切有机体，除了最低级的以外，都是由细胞构成的，都由很小的，只有经过高度放大才能看到的，内部具有细胞核的蛋白质小块构成的（恩格斯，1970：74）。”总之，恩格斯把生命和蛋白体等价。生命是“蛋白质所固有的，生来具备的，没有这种过程，蛋白质就不能存在（恩格斯，1970：80）。” 20世纪前半叶，随着生物化学的研究进展，人们对蛋白质的结构和功能有了越来越清楚地了解，蛋白质形态复杂，功能各异，在生命活动过程中的作用异常重要。所有这些使得很多人更加坚信生命的分子基础就是蛋白质。到了20世纪50年代以后，DNA双螺旋结构的发现及其遗传功能的研究进展改变了人们关于生命的本质是蛋白质的看法，从此很多人把注意力转向核酸，开始把生命的分子基础看作是具有自我复制和携带有遗传信息的核酸。于是生命的定义由强调蛋白质及其代谢功能，改变为强调核酸及其遗传载的功能。生命起源问题被还原为能进行自我复制的低聚和多聚核苷酸的起源问题。这种观点可以称为“生命-核酸同一说”。把生命定义为某种大分子的性质和功能，必然产生这样的问题：存在非细胞形式的生命吗？生命的基本特征能否在分子状态体现出来？现在知道，确实存在着非细胞的生命形式。主要有三类：一是病毒，由蛋白质外壳和DNA或RNA核心组成；一类是类病毒，是没有蛋白质外壳的、全裸的RNA分子；第三类是蛋白感染素，或叫原体（Prions），仅由蛋白质分子组成，但这种蛋白质含有自身复制的密码子。换句话说，这种蛋白质本身也是遗传信息载体。但目前对这种极为特殊的蛋白质生命了解甚少。然而，这三种类型的非细胞生命只有在感染一个活细胞时才能表现出生命的各种特征。它们不能独立地实现其自身复制。因此，上述三种非细胞的生命不是完整的生命，不能作为原始生命的模型。问题是，病毒、类病毒和蛋白感染素等都不能算是完整的生命形式，我们能因此认为在地球早期化学进化阶段也没有出现过非细胞的“大分子状态”的生命形式吗？在细胞生命出现之前的化学进化阶段，是否可能产生过单由蛋白质分子或单由核酸分子组成的生命形式？因为早期地球上可能存在大量的非生物合成的有机分子，作为大分子自身复制的外在条件，所以，大分子的生命形式很可能在地球早期是存在的（张昀，1998），就像非细胞的生命形式现在可以存在于试管中一样。如果我们同意在细胞生命出现之前的化学进化阶段确实有过由蛋白质分子或核酸分子组成的生命形式，那么接着的一个问题就是：在生命起源的过程中，是先有蛋白质，还是先有核酸？这个问题曾有过激烈争论。“RNA世界”说认为是先有核酸。80年代初有人发现在一定条件下RNA具有酶的功能：在RNA分子剪切过程中起催化作用的是RNA自己。这为先有核酸说提供了证据。然而，原体的发现使人们又认为先有蛋白质。原体分子本身就携带有遗传信息，并控制自身的复制。因此，到底谁先谁后，现在还是没有完全弄清楚的问题。由于在现今生命中，核酸与蛋白质之间是密不可分的。蛋白质是在核酸的信息指导下合成的，而核酸又是在蛋白质的催化下复制和转录的。因此，也很有可能早期前细胞的原始生命形式既不是RNA分子，也不是蛋白质分子，而是由核酸和蛋白质（或许还有类脂）组成的大分子系统。在这个大分子系统内，氨基酸与核苷酸之间的关系通过相互作用逐步确立，即遗传密码在这种作用中产生。实体定义还有一种观点，即生命-细胞同一说。这种观点认为，不存在分子状态的生命形式，所有生命都是细胞才具有的。蛋白质与核酸一旦产生，必须包含在类脂形成的膜结构之内才能形成独立的生命形式。病毒、类病毒和原体都缺少膜分隔，因此都不能在宿主细胞之外进行各种生化反应。所以它们都不是独立的生命。2功能定义方法与实体定义强调生命的结构特征相对，功能定义主要从生命的性质和功能来定义生命。功能定义也有两种，一种强调生命是多种性质的集合，所以又称“集合定义”(cluster definition)；另一种强调少数几种或一种性质为生命的本质性质，可以叫做“根本性质定义”。“集合定义”往往是通过列举生命的一系列特征来定义生命。比如莫诺（Monod）在他着名的必然性和偶然性(1971)一书中列出三个特性作为生命的定义特性：目的性，自主的形态发生和繁殖的不变性。克里克（Crick）(1981)根据下列几个特征定义生命：自我繁殖，遗传，进化和新陈代谢。一般的生物学教科书列举的性质更多一些，比如：新陈代谢，生长，发育，遗传，进化，应激性，自稳态，自组织，等等。着名生物学家恩斯特?迈尔曾经列出一个更长的生命性质列表(Mayr 1982: 53)：(1) 所有层次的生命系统都有非常复杂和适应的组织。(2) 生命有机体由化学上独特的一组高分子构成。(3) 生命系统中的重要现象主要是质的，而不是量的。(4) 所有层次的生命系统由高度可变的独特个体的群体组成。(5) 所有的有机体拥有历史上进化来的遗传程序，它使有机体能够参与目的性的过程和活动。(6) 生命有机体的类别是由共同家系的历史连接定义的。(7) 有机体是自然选择的产物。(8) 生命过程特别难以预料。多伊恩法默（J. Doyne Farmer）和白林（Aletta dA Belin）曾经列举了下列一组性质作为生命共有的典型特征(Farmer & Belin 1991: 818)：(1) 生命是时空中的一种模式（pattern），而不是特殊的物质客体。对生命来说，重要的是模式和各种关系的集合，而不是特殊的原子实体。(2) 生命具有自我繁殖的能力，或者至少是通过繁殖产生的。比如骡子虽然不育，但也是通过繁殖过程产生的。(3) 生命存储有自我表征的信息。比如自然界的有机体在DNA分子中都存储有关于它们自己的描述，这种描述可以被生物自己翻译成蛋白质。(4) 生命具有新陈代谢的能力，即是说，生命可以不停地与环境进行物质和能量的转换。(5) 生命可以与环境在功能上发生的相互作用。即是说，有机体可以有选择地对外界刺激做出反应，能够适应环境，同时它们也能够创造和控制它们相应的环境。(6) 生命的组成部分之间相互依赖。这种相互依赖维持了生物体的统一性。(7) 生命能够在扰动面前保持稳定，或者说它能够在噪声环境中保持自己的形态和组织，发挥自己的正常功能。(8) 生命具有进化的能力。这种进化能力并不是有机体个体的性质，而是有机体系谱的性质。法默认为，这个列表远远不是完善的。有些有机体，比如病毒在很多方面处在生命和非生命之间的状态。一些生命起源模型中的“原始有机体”也是这种“半活性的”实体。而根据这个列表，我们也可能把生态系统和社会系统看作是生命。所以，法默说，生命和非生命之间并没有一种截然分明的界限。恰当的做法是把生命看作是“一种连续的组织模式的性质，其中有些模式比其它模式更多或更少活性（Farmer & Belin 1991: 819）。1. Boden, M. A. (ed.) (1996). The Philosophy of Artificial Life. New York: Oxford University Press.”2. .恩格斯（197