《人类的终极问题》
《人类的终极问题》 作者: 袁越 出版社: 生活·读书·新知三联书店 出版年: 2019-10 ISBN: 9787108066299 装帧: 平装 定价: 59.00元 序：我喜欢琢磨一些严肃的问题 我大学选择了生物系的遗传工程专业，毕业后如愿成了一名科研工作者。科学的核心就是探究事物的发展规律，从而更好地了解历史并预测未来。多数人似乎更关心后者，因为预测未来意味着提前做好准备，让生活变得越来越好。历史研究往往被认为是一种个人趣味，没啥实际的好处，“钱”景也有限。我一开始也是更看重后者，但随着年龄和阅历的增加，我却越来越对前者产生了兴趣。我发现历史研究很像侦探破案，历史学家研究的是已发生过的事情，真相只有一个，标准明确。相比之下，未来学家有点像算命先生，比的是口吐莲花的能力，寻找真相反而是次要的事情。 事实上，创造力包括了想象力和理性思维，这才是真正的母题。 2018年初，我利用去美国出差的机会在书店里买了好几本与此有关的教科书和通俗科普书，然后花了半年多的时间自学了创造力这门课程，最终定下了文理兼容、以文为主的写作基调。我觉得科学领域的创造案例太多了，旧的成果不需要采访，新的成果解释起来太困难，艺术领域的创造力不分新旧都有意思，写起来也相对容易一些 第一章 人类是从哪里来的？ 只有了解了人类的过去， 才能看清人类的未来。 引言：从东非大裂谷到湖南福岩洞 人类是如何从猿类进化而来的？人类的祖先究竟是不是来自非洲？中国人到底是从哪里来的？这几个问题看似简单，但它们的内涵很丰富，不是一两句话就可以解释清楚的，需要从头说起。 1974年11月24日清晨，在位于埃塞俄比亚北部的阿法尔三角区（Afar Triangle）内的一个考古营地里，来自美国克利夫兰的人类考古学家唐纳德·约翰逊（Donald Johanson）教授正在准备行装。这已是他第三次来这里从事考古挖掘工作了。这地方位于东非大裂谷的最北端，强烈的地质活动把一片古老的沉积岩重新暴露在阳光下，原本深埋于地下的动物化石也因此得以重见天日。 这天是星期天，约翰逊教授本来可以睡个懒觉，但他的研究生汤姆·格雷（Tom Gray）打算去勘察一片全新的区域，他决定一起去看看。“不知什么原因，在我的潜意识里突然出现了一股强烈的冲动，”约翰逊教授后来回忆说，“我预感到那天会有好事发生，于是我决定跟汤姆走一趟。” 两人在炙热的非洲阳光下忙活了一上午，结果一无所获。返回营地的途中，约翰逊提议换一条路碰碰运气。**就在他们经过一个峡谷时，约翰逊突然在左前方的地面上看到了一小截断骨，多年的经验告诉他，这是一块灵长类动物的肘关节化石，很可能来自人类的祖先。他抬头向左边的山坡望去，又看到了一小块头骨化石、一小块下颚骨化石以及几段脊椎骨化石，它们看上去都属于某种古人类。更妙的是，约翰逊对这片山坡的地质结构十分熟悉，知道它至少有300万年的历史了。**要知道，此前尚未发现过早于300万年前的人类化石。也就是说，他很可能发现了人类最早的祖先。 这是人类考古历史上最有名的故事。露西的知名度也早已超越了学术界，进入了大众流行文化的范畴。研究表明，露西是一位生活在320万年前的非洲女性，属于从猿到人的过渡类型。这个发现为我们提供了第一个确凿的证据，证明我们这个物种确实诞生于非洲，非洲才是人类的摇篮。 地球的编年史 我上大学的时候，读了几本教科书之外的历史书，知道我在学校里学到的历史观叫作唯物主义历史观，人类历史上还出现过很多不一样的历史观。比如，我相信父亲的父亲肯定也有父亲，家族链条是可以无穷无尽地一直延续下去的。但有不少古代文明却相信轮回说，他们认为时间不是线性的，而是一直在不停地循环往复，过去发生的事情每隔一段时间就会再来一遍。中北美洲的玛雅文明和古印度文明就是这类文明的代表：前者创立了一套独特的历法，用来描述循环往复的时间；后者则创造了一种全新的宗教，用来宣扬轮回理论。佛教正是从印度教中借鉴了这个理论，这才有了中国人熟悉的“积德”“造孽”和“报应”等说法。 1788年，赫顿发表了一篇重要论文，题目就叫作《地球原理》（Theory of the Earth）。 在这篇论文中他首次提出地球的形成过程并不神秘，而是和蒸汽机等机械一样，都是可以用基本的物理法则推算出来的。更重要的是，他相信地质活动是一个极其漫长的过程，地球的年龄远比6000年要长得多。 但是，正如达尔文曾经说过的那样，越是无知的人，就越会觉得很多问题都是不可能找到答案的。**只有真正的智者才会相信任何问题都是可以被解决的，这样的智者虽然人数很少，却是人类的进步之源。**从17世纪开始，先后有好几位人类当中的佼佼者，主动向这两个天问发起了挑战。 放射性现象很可能是人类近100多年来发现的最重要的自然现象。放射性（radioactivity）这个词虽然是居里夫人发明的，他们夫妇二人也对放射性现象的研究做出过卓越的贡献，但真正在理论上把这一现象解释清楚的人还得说是出生于新西兰的英国物理学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford），他被公认为“核物理之父”。正是他第一个意识到产生放射性的原因是原子核裂变，这一过程不但改变了原子的属性，还会产生巨大的能量，这就预言了原子弹的诞生，还顺带解释了地球内部为什么温度一直如此之高。 上一节的叙述方式很可能会给读者留下一个“放射性测年很容易”的印象，其实这个方法难度极大，原因在于科学家面对的是在大自然中含量极低的放射性同位素，对于测量仪器的灵敏度和精确度的要求都特别高。另外，对实验材料初始状态的判定也是一件非常困难的事情，所以最先取得突破的并不是自然界最常见的放射性同位素铀，而是碳-14。 派特森的师祖，芝加哥大学著名的美籍意大利物理学家恩里克·费米（Enrico Fermi）曾经说过一句话：“如果你做了一个实验，得到了你想要的结果，那么你只是完成了一次实验而已。但如果你做了一个实验，得到了你意想不到的结果，那么你就有了一个新发现。” 派特森的故事再次验证了费米的远见卓识，这位1938年的诺贝尔物理学奖得主的确是科学史上罕见的天才。 言归正传，派特森找到了误差来源之后，想办法解决了这个问题，测出了岩石中铅的含量。再后来，他采用了一种从铀铅测年法推导出来的铅铅测年法测量了陨石内铅同位素的含量，并和地球岩石做对比，终于测知地球的年龄是45.5亿年。 如今45.5亿年这个数字已经成为科学界的共识，但相信这个数字的人远比相信碳-14测年法的人要少，原因在于碳-14测年法是被古文献和树木年轮校正过的，两者都是直观信息，可信度较高，普通人也很容易理解。地球的年龄则太过深邃，很难通过直觉去理解它。但其实铀铅测年法的逻辑链条是非常完整的，对于专业人士来说可信度也很高。可惜绝大多数人都只愿意相信自己能理解的事物，可他们的理解力又因为知识面太窄而不足，所以才会有那么多人不相信科学测年法测出来的数字，宁愿选择相信古人根据《圣经》推算出来的结论。 让我们再次回到牛顿的时代，当初他之所以选择用烧红的铁球估算地球年龄，是因为他相信地球形成初期就是这样的。这个想法可不是他凭空捏造出来的，而是英国煤矿工人的功劳。英伦三岛盛产煤炭，这也是工业革命首先诞生在英国的原因之一。煤矿工人们发现，随着矿井越挖越深，温度也越来越高，他们很自然地猜测地球内部一定是非常炙热的岩浆，现在我们知道这个想法是正确的。 掘地三尺有祖先 当然了，考古不是写小说，考古学家的想象绝不是天马行空，而是要有事实作为依据。比如，欧洲大陆曾经遍布冰川这件事最早是瑞士科学家提出来的，因为瑞士是仅有的几个能看到冰川的欧洲国家，瑞士人通过观察阿尔卑斯山附近的冰川，学会了如何辨别冰川侵蚀陆地后留下的痕迹。之后他们在欧洲大陆的其他地方都发现了类似的痕迹，这才得出了上述结论。 不是所有人都有考古学家那样丰富的想象力。为了方便游客更好地理解科学家们的推理过程，考古公园用当时所能得到的原材料和工具制作了帐篷、担架和兽皮衣服展示给大家看，一位导游还现场表演了钻木取火，同样只用当地能找到的原材料，几分钟就成功了。园方甚至专门设立了投掷体验区，用纸板做了几个实物大小的犀牛模型放在20多米远的地方，鼓励游客尝试投掷标枪，体验投掷器的威力。 不过，信息量最大的还得算是那几件牙雕制品，以及项链首饰和乐器等生活用品。考古公园里有一座设施完备的纪念馆，不但展出了当年从洞中挖出来的两件动物雕塑的实物，还用一部纪录片还原了奥瑞纳人制作这些动物模型的过程，从中推导出了他们的智力水平和社会结构，这很可能是人类学家们最关心的两个问题。 所谓“艺术”的本质就是人类把自己大脑中对周围世界的理解转变成实物，这就相当于为后人留下了很多物证，方便考古学家们去想象古人的生活场景。 智慧越高级，为后人留下的信息就越丰富，我们的想象力也就越有用武之地。 所有信息当中，壁画只能记录粗糙的视觉信息，文字才是万能的。当人类发明出文字后，我们就不必再去猜测古人的生活状态，更不再需要放射性测年之类的考古技术了，这就是为什么我们把文字出现之前的历史叫作“史前史”，文字出现之后才叫“历史”。在学者们看来，历史是有文字记录的年代，研究方法和史前史完全不同，后者属于考古学的范畴，需要一整套特殊的研究方式和技巧。 为什么是德国人首先意识到这一点呢？这里面是有玄机的。**由于地理位置和民族历史等原因，德国人一直对所谓的“人种差异”非常敏感，投入到这方面的研究也最多。**出生于维也纳的德国医生弗朗茨·约瑟夫·高尔（Franz Joseph Gall）最早开始研究颅骨形状和智力之间的关系，他因此被公认为“颅相学”（Phrenology）之父。这门学问从一开始就带有严重的种族歧视色彩，因为大部分研究者都试图用这个方法证明白种人是世界上最优秀的种族。 欧洲人之所以最早开始研究人类起源，并不是因为他们更关心自己的祖先，而是因为欧洲人主导了15世纪末开始的地理大发现。无数事实证明，如果一个人一辈子只见过和自己相似的人，那他是不会对自己的身世感兴趣的。古代社会的流动性很差，古人见到异族的机会不多，眼界十分狭窄。 掌握了远洋航海技术的欧洲人最早开始环游世界，欧洲海员们最早意识到地球上生活着各种各样的人，于是他们很自然地对人类的起源问题产生了兴趣，因为他们想弄清楚这些人都是怎么来的，不同人种之间的差别到底是如何形成的，以及这种差别究竟意味着什么。 换句话说，人类学的诞生，最初不是因为人们对自己的祖先感兴趣，而是因为人们对自己的同类感兴趣，原因在于他们是我们的竞争对手。 事实上，不同部落和种族之间的相互比拼贯穿了整个人类史，直到最近才有所减弱。 1959年7月的某一天，路易斯·利基因为患了流感不得不留在营地里休息，妻子玛丽独自在峡谷里忙碌着。突然，她在地上发现了一段上颌骨，上面附着的牙齿很像人类。她小心翼翼地将其挖出，然后迅速开车回到营地，冲着帐篷大叫：“路易斯！路易斯！我终于找到‘亲爱的小孩’（dear boy）了！” 1976年是恩格斯提出“劳动创造人”学说的一百周年纪念，周口店变成了各行各业学习马列主义的基地，大家都想去见识一下原始社会到底是什么样子的。于是这条路被扩建成现在的样子，小轿车从天安门出发可以一路开到周口店。 大家最关心的一个问题就是：北京猿人到底是不是中国人的祖先？如果不是的话，中国人到底是从哪里来的？ 中国人是从哪里来的？ 1971年7月的某一天，一个名叫克里斯·斯特林格（Chris Stringer）的英国人开着一辆破车行驶在法国的高速公路上。他刚刚年满24岁，是英国布里斯托大学（Bristol University）人类学系的在读博士生。他想弄清楚现代欧洲人都是从哪里来的，便申请了一笔经费，去欧洲各大博物馆收集古人类化石证据。 但是，随着化石样品越积越多，这个理论遭到了怀疑。人们发现化石并不像经典达尔文主义预言的那样随时间一点一点地匀速进化，而是在很长时间内基本保持不变，然后突然在很短的时间里发生天翻地覆的变化，旧物种大批消失，新物种迅速涌现。地球上曾经发生过至少五次这样的大变化，每一次都造成了至少75％的物种灭绝，史称“物种大灭绝事件”（mass extinction event）。最近的一次发生在6600万年前，直接导致恐龙从地球上消失，原本被恐龙压制的哺乳动物趁机兴起，迅速占据了恐龙留下的生态位，成为我们这个时代的霸主。 化石研究结果还显示，即使在物种大灭绝事件之间，物种的进化也都遵循这种间断性跳跃发展的模式，而不是匀速地渐进演化。为了解释这个现象，美国古生物学家尼尔斯·艾尔德雷格（Niles Eldredge）和史蒂芬·杰·古尔德（Stephen Jay Gould）共同提出了“间断平衡”（punctuated equilibrium）理论。该理论认为，如果生活环境相对稳定的话，那么物种倾向于保持不变，因为没有发生变化的动力。一旦环境发生改变，更加适应这一变化的新物种就会在很短的地质时间段内突然出现，然后迅速达到新的平衡态，并维持下去。 “我们的理论相当于在烛台的每只蜡烛之间加上了很多横向的连接线，代表不同人种之间的杂交，因此我认为更准确的说法是‘连续进化附带杂交’。”吴院士对我说。 确实，石器一直是人类考古学界的一个非常重要的研究项目：一来石器数量大，可供研究的样本多；二来石器可以反映出制造者和使用者的生存状况，这是仅凭人类骨骼化石无法知道的信息。非洲的石器研究尤其发达，科学家发现非洲石器可以分为好几个阶段，每个阶段的技术进步都非常显著，层层递进的特征极为鲜明，行家只要看一眼就能分辨出来哪个石器来自哪个阶段，甚至连挖掘地点都能猜个八九不离十。相比之下，东亚出土的石器无论是种类还是数量都明显少于非洲，其复杂程度更是远不如非洲，甚至连欧洲也不如。 解读生命之书 1900年，一个名叫卡尔·兰德斯坦纳（Karl Landsteiner）的奥地利医生发现了血型的秘密。这项发现不光是让输血变得更加安全，而且从根本上改变了人的分类方式。 后来我们知道，威尔逊的估算结果基本准确，人和猩猩应该是在距今700万—600万年时分家的。两者之间的遗传距离也远没有大家想象得那么大，基因层面只有1％的差别。不过，考古学家们的质疑也是有道理的，蛋白质并不是一个好的分子钟，和放射性同位素时钟相比缺点非常明显：一来免疫反应强度是个相对模糊的概念，并不能准确地反映出氨基酸顺序的差异；二来氨基酸顺序的变异并不完全是中性的，很可能会受到环境因素的影响而变得不准确。 面对考古学家们的质疑，威尔逊并没有放弃，他坚信分子钟测年法的逻辑是正确的，只是蛋白质分子不太适合干这个罢了。他需要找到一种分子，既要有相对恒定的变化速率，还要有很高的分辨率。天底下哪有这么好的事情？答案是真的有，这就是大家耳熟能详的DNA。 如果我们把每一个生物体看作一幢由蛋白质组成的大厦，那么DNA分子就好比是携带着建筑信息的图纸，其中负责编码蛋白质结构的那部分DNA被称为基因。人体内一共有大约2万个基因，它们合起来被称为基因组，总长度只占染色体总长度的1.5％。每一代生物体都会把建筑图纸的内容通过DNA复制的形式传递给下一代，生物性状就是这样一代一代地遗传下去的。DNA拷贝的准确性非常高，但偶尔也会出差错，如果某个错误错得恰到好处，那么它就会被大自然挑中，将错就错地继续遗传下去，这就是达尔文进化论的本质。 人类染色体DNA的突变率是非常低的，通常情况下一个字母发生突变之后，再在同样的地方发生第二次突变的概率低到可以忽略不计。所以我们可以不必考虑这种情况，以最简单的方式来解释任意两人之间的遗传关系。这个方法的理论基础就是著名的“奥卡姆剃刀”原理，即“如无必要勿增实体”。这是群体遗传学家们进行数学计算之前的重要前提，一般人也不必深究，只需知道这个奥卡姆剃刀是DNA分子钟的另一个理论基础就行了。 目前国际学术界普遍认为人类共同的母系祖先最晚可以追溯到20万年前的非洲，也就是说，如果地球上的每个人都能坐上时光机一代一代地往回穿越，最终大家会发现所有人的曾曾……曾祖母都是同一个生活在20万年前的非洲女性。 摩尔根有个学生名叫杜布赞斯基，前文曾经提到过他。杜布赞斯基招过一位来自中国的研究生，名叫谈家桢。1949年后，谈家桢博士回国任教，担任了复旦大学生物系的系主任。正是由于谈家桢的缘故，复旦大学决定继续讲授摩尔根遗传学，为中国的遗传学研究保留了唯一的火种。 对于科学研究这件事，普通人往往只看原理和结果，不关心过程。科学家则正相反，因为他们才是真正做实验的人。 “其实我的兴趣并不是人类起源，而是人类的迁徙路径。研究人类迁徙最关键的一点就是找到特定人群的标记物，然后利用它去追踪源头。”金力博士解释道，“这就好比说你要搞清楚东海里的水到底是哪里来的，最好的办法就是在黄河源头倒一瓶红墨水，在长江源头倒一瓶蓝墨水，然后去东海里取一瓢水，看看里面到底有多少红墨水分子，又有多少蓝墨水分子。在这个例子中，墨水就是标记物，用来追踪水的迁徙路径。” “其实我想问的问题很简单，那就是各个人群之间的遗传距离到底有多大？如果这个距离大于100万年，那么‘多地区起源’理论就有可能是正确的。但如果像现在这样只相差十几万年，那么这个理论就不太好解释了。”金力对我说，“我当然知道分子钟有问题，计算出的年代可能有误差，但顶多差个1—2倍而已，无论如何差不到100万年以外去，没法支持‘多地起源’理论。” 1994年冬天，正当金力在斯坦福大学尝试用DHPLC技术寻找Y染色体标记物的时候，当年已是86岁高龄的谈家桢专程去斯坦福拜访了他，希望他学成之后回到复旦大学遗传所工作。后来金力果然听从了谈先生的建议，于1997年回到复旦大学做了兼职教授。2005年，他干脆放弃美国居留权，回到复旦大学生命科学学院担任了全职教授。 也许有读者会问，既然是这样，为什么现在生活在欧亚大陆上的各个民族会有如此大的不同呢？针对这个常见问题，群体遗传学家有自己的解释。他们通过对现代人基因多样性的分析发现，现代智人在走出非洲后经历过好几次瓶颈效应，即人群数量因为自然环境恶化等原因而突然大量减少，就好像一群人一起通过一个狭窄的瓶口一样。最终大部分人都被瓶口堵住了，只有极少数幸运儿挤了过去，其结果就是原有人群的遗传多样性大幅减少，在此基础上重新扩增起来的人群就有可能和原来的很不一样了。 肤色是由两个因素决定的，一个是维生素D的合成，一个是叶酸的破坏。人的皮肤会在阳光的催化作用下合成维生素D，阳光越强烈，维生素D的合成就越充分。但是，过于强烈的阳光会破坏叶酸，这同样是一种非常重要的维生素，所以低纬度地区生活的人倾向于进化出深色皮肤，以此来保护叶酸不被阳光破坏。生活在高纬度的人则倾向于进化出浅色皮肤，以便更好地利用阳光补充饮食中缺乏的维生素D。 有趣的是，真正到了最北端，也就是生活在北极圈内的人，情况又有所不同。比如，生活在阿拉斯加和加拿大北部的因纽特人皮肤反而非常黝黑。这是因为他们主要靠打猎为生，动物脂肪富含维生素D，所以他们并不需要从阳光中获得维生素D，这时候防晒就是一件更重要的事情了。 换句话说，在人类起源的问题上，群体遗传学家和古人类学家探究的是两个完全不同的问题。前者想要知道现代人的祖先究竟是谁，他们是从哪里来的，后者研究的则是人类这个物种的进化过程，其中有些支系群体不一定留下过后代，属于进化的死胡同，类似案例在其他生物中非常常见，人类一点也不特殊 在媒体的渲染下，很多旁观者都误以为人类进化的两派之争是遗传学家和古人类学家在打嘴仗，但实际上很可能双方研究的根本就不是同一个问题。不过，确实有少数科学家自己也没有弄明白两者的区别，分不清每一种研究方法的边界在哪里，一直热衷于关公战秦琼 李辉非常讨厌文理分科，他认为人类考古界不能各自为战，应该统一起来，所有材料不分文理都可以拿来用。理科生可以借助遗传学为人类历史整理出一个骨架，但是光有骨架太难看了，必须有考古学提供内脏，语言学和文化学提供肌肉，历史学提供皮毛，只有这样拼接起来才能构建出人类历史这头大象。 古人的遗言 20世纪90年代中期，改革开放的浪潮席卷全中国，大批科研人才流失到了能和经济挂钩的应用科学领域，毫无“钱景”的人类学研究青黄不接。1996年，国家自然科学基金委员会的几位老科学家联名提议中国政府加强基础科研人才的培养，出资支持一批纯基础领域的科学研究。专家们选出了六个研究方向，都属于国际上热门，国内有发展潜力，但那时仍然是一片空白的全新领域。 如果这四种核苷酸以最恰当的方式组成双螺旋，那么这样的结构是相当稳定的，这也是生命体选择DNA作为信息载体的原因。但是，土壤中的细菌会分泌DNA酶，很容易将DNA分子降解掉，绝大部分死亡动植物（包括古人类）的DNA就是这样丢失的。另外，自然界无处不在的背景辐射也会以一定的比率击中DNA分子，将其从中折断，一旦所有DNA分子都断裂成只有几个核苷酸长的小片段，其中蕴含的信息也就永远地丢失了，神仙也不可能找得回来。 幸运的是，如果你只是想通过测序来推断人类的进化路线，那么你并不需要测出全部的DNA序列，只需测出一小段特定位置的DNA顺序就可以了。但即使这样也是很困难的，因为古人类骨骼极为珍贵，可供研究的样本量极小，科学家首先必须将其中蕴含的微量DNA进行扩增，才能用来测序。 最传统的扩增方法是把DNA分解成一个个碎片，然后分别插入到细菌（通常是大肠杆菌）的基因组中，这个过程就是大名鼎鼎的克隆。之后，只要让每一个克隆细菌分别单独长大，就能获得足够多的DNA分子用于测序了。换句话说，这个方法就是利用细菌自带的DNA复制酶将外源DNA无限复制，达到扩增的目的。 克隆法需要借助活细菌才能实现，不但步骤复杂烦琐，而且效率很低。科学家们一直希望能跳过活细菌这一步，直接在试管里扩增DNA。最终这个愿望在1983年的时候被一个名叫凯里·穆里斯（Kary Mullis）的美国科学家实现了，他发明了大名鼎鼎的“多聚酶链式反应”（PCR），并因此获得了1993年的诺贝尔化学奖。简单来说，如果你已经知道你想扩增的DNA片段两端的顺序，那么你就可以事先合成出针对两端序列的DNA小片段，科学术语称之为“引物”（primer），然后你把引物加入到DNA提取物当中，再加入一组特殊的酶，DNA复制就自动开始了。你只要把这个试管放入PCR机器里，让这个复制过程不断循环往复，几个小时后你就会得到足够多的DNA片段用于测序了。 那次研讨会也是我第一次在现场见识了“走出非洲派”和“多地起源派”的正面交锋，虽然大家表面上和和气气的，但其实火药味非常浓，双方谁也不让步。那次会议间隙我曾经偷偷询问过帕博对这场争论的看法，他没有过多评论，只是委婉地说，化石证据不太可靠，定性的成分居多，缺乏定量指标。这次在帕博的办公室我再一次当面提出了这个问题，帕博斟酌了几秒钟，回答道：“我对化石证据最大的疑惑就是，如果没有古DNA证据的帮助，我们无法知道某个人类化石是否留下了后代。” 其实这是一本半自传性质的书，首先讲述了他自己走上这条路的经过。帕博于1955年出生于瑞典首都斯德哥尔摩，父亲是一位获得过诺贝尔奖的瑞典生化学家，母亲则是一位来自爱沙尼亚的化学家。不过他父母很早就离婚了，他几乎没怎么见过生父，一直跟母亲生活，就连姓也是随的母姓。受到家庭熏陶，帕博从小就立志要当科学家，但他最迷的既不是生物学也不是化学，而是古埃及学。喜欢古埃及的欧美人特别多，毕竟埃及是人类文明的诞生之地。前文提到过的那位美国物理学家吉姆·阿诺德就是因为喜欢埃及才决定钻研放射性同位素测年法的。帕博也是一样，不过他感兴趣的是当初建造金字塔的那些人后来去了哪里，现在住在埃及的人是不是古埃及法老们的后代。 帕博不知道的是，其实当时国际上有不少人都在关注这个问题，加州大学伯克利分校的艾伦·威尔逊就是其中之一。1984年，威尔逊实验室的一名研究生从一种已经灭绝了100多年的南非斑驴（quagga）的皮肤中提取到了DNA，并成功将其克隆到了大肠杆菌中。通过对线粒体DNA的分析，得出结论说南非斑驴是非洲斑马的近亲，和非洲野驴的关系反而较远。这篇论文发表在1984年11月出版的《自然》杂志上，帕博读后心潮澎湃，立刻决定把自己的研究成果写成英文投给《自然》杂志，居然被后者接受了。 论文发表后，帕博很快收到了威尔逊的来信，后者误以为帕博是乌普萨拉大学的教授，希望自己能来他的实验室学习！受宠若惊的帕博赶忙写了封回信，澄清了事实，威尔逊也立刻改了主意，邀请帕博来伯克利自己的实验室做博士后。就这样，拿到博士学位后的帕博立刻登上了去美国的班机，他的人生轨迹从此被改写了。 在这股风潮中，帕博自始至终一直保持着冷静的心态，一方面因为他在读大学期间就研究过古DNA的保存问题，发现碱性环境才是最好的，琥珀是酸性物质，恰好最不利于保存古DNA，所以《侏罗纪公园》描写的事情在现实世界中是不可能发生的。另一方面，他很早就知道PCR是一项非常敏感的技术，痕量的环境DNA污染都会被无限放大，导致假阳性结果。帕博自己曾经被污染问题折磨得痛不欲生，不得不为实验员们制定出史上最严厉的规章制度。所有PCR实验都必须有对照组，即不加古DNA提取物，其他一切照旧。如果对照组也扩增出了DNA，那么整批试剂必须全部扔掉，一滴也不留。 这件事非常值得我们认真思考。一提到科学研究，很多人都会觉得想象力才是最重要的，只要想得到，没有做不到。但帕博用最科学的方式证明，想象力固然重要，但对细节的关注才是一个科学家获得成功的关键因素。另外，科学是有边界的，有些想象无论怎样努力都是无法实现的，如果认不清这一点，就会钻进死胡同，永远也出不来。 马克斯·普朗克学会的前身是创办于1911年的威廉皇帝学会（Kaiser Wilhelm Society），这家非政府机构一直致力于资助国际一流的科学家进行高水平的科学研究，爱因斯坦就是受益者之一。希特勒上台后该学会摇身一变，成为纳粹的帮凶，不但帮法西斯军队研制出很多先进武器，还投入大量人力物力研究所谓的“优生学”，试图为纳粹德国的种族歧视政策找到科学根据。“二战”结束后该学会决定东山再起，恢复资助科学研究。为了纪念前任会长、优秀的德国理论物理学家马克斯·普朗克，大家一致决定更名为马克斯·普朗克科学促进会，中国人习惯简称其为马普。 马普的主要资金来源是德国政府，很多德国大企业和财团也很愿意捐钱给他们，但因为有纳粹前科，德国人一直不太敢碰人类学领域。这次找到帕博，一方面因为他是人类学领域的明星级科学家，很有号召力；另一方面也是因为帕博是个瑞典人，可以少些顾忌。帕博接受了马普的邀请，并建议把研究所建在莱比锡，这样可以帮助这个东德城市振兴经济，我眼前的这座崭新的建筑物就是这么来的。 帕博被任命为所长，在他的建议下，该所设立了遗传学、进化学、行为学、心理学和文化人类学五个学科，所有人全都在这幢大楼里办公，方便不同学科的人相互讨论，取长补短。 帕博还亲自出马，从全世界招来了各个学科最优秀的学者，比如最早提出“线粒体夏娃”理论的斯通金博士目前就在这里工作。 那天早上帕博安排一位名叫薇薇安·斯隆（Vivian Slon）的博士研究生领着我参观实验室。我最感兴趣的当然是专门用于古DNA操作的超净实验室，该所居然有两个，全部建在地下一层。每间实验室都分内外两间屋子，我作为参观者只能进入外间屋，透过厚重的玻璃门看一看内屋的构造。内外屋之间安装了一套超强的空气过滤装置，99.995％的直径超过0.2微米的颗粒物都被过滤掉了，其干净程度堪称世界之最。 事实上，这就是当初科学家们提出人类基因组计划的原因之一，他们相信这项计划会促成DNA测序技术的革新。最终结果证明科学家们的预言是正确的，两位瑞典科学家于1996年发明了焦磷酸测序技术（Pyrosequencing），不用再跑胶了，也不必使用放射性元素标记DNA了，而是利用光化学原理把单个核苷酸信号变成光信号，然后通过一台高灵敏度的仪器检测这个光信号，就能测出DNA顺序了。 经过近20年的发展，焦磷酸测序技术已经相当成熟了，人类全基因组测序的价格甚至有望在不远的将来降到几百美元的水平。但活人的DNA非常完整，测起来要容易得多。尼安德特人的基因组不但极为破碎，而且纯度很低，帕博当年能把尼安德特人的线粒体的一个小片段测出来就已经是一件轰动全世界的壮举了，要想测出全部基因组顺序其难度好比登天。 我们可以用前文举过的一个例子说明这件事难在哪里。如果把人类基因组序列印成一本书的话，按照每页3000个字母来计算，这将是一本200万页的巨著。现在想象一下，如果我们手头有1000本书，把它们全部撕个粉碎，任何一片碎纸都只含有50个字母，然后让你依靠这些碎纸片把全书拼出来，你能做到吗？ 有了新技术的支持，帕博决定来一次世纪豪赌。**2006年7月他在莱比锡召开记者会，宣布将用两年的时间测出尼安德特人的全基因组序列。这件事当年曾经遭到了很多人的白眼，因为科学圈从来不喜欢这种还没做出成绩就先吹牛的作风。**不过这就是马普的风格，像这样的独立研究机构都希望培养出自己的科学明星，以此来扩大知名度，帕博就是马普的明星，只能配合宣传。 好在整个过程有惊无险，帕博在2009年初对外宣布测序成功。之后他花了很长时间将结果写成论文，发表在2010年5月7日出版的《科学》杂志上。文章本身并不长，但附件却有174页之多，完全就是一本书的容量。因为尼安德特人的全基因组序列非常难测，迄今为止也只有他一家实验室成功地测了出来，因此他在附件中详细描述了整个过程，并把所有的原始数据都公开了，任何人都可以随时查验。 这个实验之所以至今一直没人能够重复出来，一个原因是技术复杂，门槛太高，全世界大概只有四五家实验室具备这样的能力。不过另一个更加重要的原因就是尼安德特人的遗骨太难找了，高质量的骨头更是稀缺。帕博试验了超过70个样本，最终只有一个样本质量合格，其余的都含有太多的细菌污染，这就大大增加了DNA测序的工作量。 那块高质量的骸骨来自克罗地亚的温迪佳山洞（Vindija Cave）。那是个石灰岩山洞，因此洞内环境呈弱碱性，比较适合DNA的保存。1980年有人在洞内发现了3.8万年前的尼安德特人骸骨，大部分骨头都被仔细地切成了小碎块，说明这些尼安德特人都是被另一群人吃掉的。帕博认为，这个不幸的事件很有可能是这些骨头被污染得极少的重要原因，因为吃他们的人很可能把骨头上的肉全都仔细地吃光了，连骨髓都没有放过。如此“干净”的骨头不容易滋生细菌，所以这批骨头内的尼安德特人的DNA含量超过了3％，从古DNA的角度来说属于极为罕见的优质样品。 初步分析显示，尼安德特人和现代人的基因组差别是1.2‰，也就是说每1000个核苷酸有1.2个不同之处。已知任意两个现代人之间的DNA序列差别是1‰，所以说尼安德特人和现代人之间的差别非常小，两者是近亲。相比之下，现代人和黑猩猩之间的差别是1％，平均每100个核苷酸就有一处差异，说明我们和猩猩之间的差距有点大，最多只能算远亲。 根据这一结果，帕博提出了“取代人群”（replacement crowd）这个新概念。他认为人类祖先走出非洲后并没有立即扩散开来，而是先在某个地方（很可能是中东地区）生活了一段时间，他们和尼安德特人的基因交流就是在这段时间里发生的。这次杂交产下的后代不但活了下来，而且成功地繁殖出了下一代，逐渐把尼安德特人的基因扩散到了整个人群之中。后来时机成熟了，这群身上携带有尼安德特人基因的现代智人终于离开了居住地，扩散至整个欧亚和美洲大陆，他们就是除了非洲之外的所有现代人的共同祖先。因为这群人在扩散过程中取代了原先居住在各地的古老型人类，因此称他们为“取代人群” 但是，DNA顺序可以告诉我们很多更有用的信息。分析显示，丹尼索瓦人也和现代智人的祖先有过基因交流。奇怪的是，同样分布在东边的东亚人体内却只含有0.2％的丹尼索瓦人DNA，居住在南亚诸岛上的美拉尼西亚人（主要包括新几内亚岛和澳大利亚）却含有4％—6％的丹尼索瓦人DNA，这是怎么回事呢？ 克劳斯毕竟是德国人，他的兴趣点不在亚洲而在欧洲，他想知道现代欧洲人都是从哪里来的，于是他花了大量时间研究这个问题。“现代欧洲人的来源已经大致弄清楚了，只剩下一些细节有待进一步核实。”克劳斯自信地对我说，“最早移民到欧洲的那批人几乎都死光了，没有留下后代，第二拨移民后来成为欧洲大陆上的采集狩猎者，他们只留下了10％—20％的基因。现代欧洲人基因组当中贡献最大的是第三拨移民，这些人主要是来自中东地区的农民，他们带着农作物种子迁徙到了欧洲。也就是说，欧洲农业的兴起不是源于文化的交流，而是人口的迁徙、取代和交融。” 话虽这么说，“多地起源派”有两个坎儿是绕不过去的。第一就是目前已经发现的基因交流的双方是现代智人和尼安德特人，似乎没东亚直立人什么事儿。第二就是像尼安德特人这样的古老型人类对于现代智人所做的基因贡献是非常小的，这说明双方的基因交流属于偶然现象，现代人的主流部分还是来自非洲的。因此走出非洲派将“替代模型”的名称修改了一下，称其为“不完全替代”（leaky replacement）模型。这么做相当于为“走出非洲”理论打了一块补丁，弥补了原理论的不足之处。 帕博的学生付巧妹博士学成归国后在中科院古脊椎动物与古人类研究所创立了分子进化实验室，试图从中国本地出土的人类骨骼中提取出DNA。可惜的是，因为古人类化石非常珍贵，很多化石研究人员并不十分愿意把标本贡献出来测DNA。DNA测序只需要50毫克骨碎片就行了，比碳-14测年所需要的骨量少多了。另一方面，中国大部分地方的气候条件也不利于古DNA的保存。截至目前，付巧妹只在周口店附近的田园洞出土的4万年古人类遗骨中提取出了足够多的DNA，并测了线粒体和部分核染色体的基因序列。分析结果显示这是现代东亚人的祖先之一，为当代中国人贡献了一部分基因。不过没有证据显示田园洞人基因组里有来自某个古老型人类的DNA的成分。另外，田园洞人已经和欧洲人的祖先彻底分家了，这说明欧亚大陆的现代智人至少在4万年前就已经分成了欧亚两支，这个时间是相当长的。 “我现在的兴趣点已经不在人类进化上了，这个问题已经基本上搞清楚了，不再吸引我了。当然未来仍然有可能发现新的证据，得出新的结论，对此我持开放态度，只要证据确凿的我都可以接受。”帕博开门见山地对我说，“我打算把未来的工作重点放在研究人类的独特性上，我想知道为什么地球上曾经有过那么多种不同的人，最终只有现代智人发展出了全新的技术和文化，使得我们这个群体能够迅速扩张到全世界，并改变了整个地球的生态。” 无独有偶，复旦大学的金力教授也不再对传统人类学感兴趣了。“人类起源的问题虽然重要，但从目前的情况来看，要想让科学界达成共识是很难的。”金力在接受采访时对我说，“现在我更关注亚洲人对东亚环境的适应问题。我想知道东亚人为什么进化出了黄皮肤，一晒太阳就会变黑，休息几天又会恢复原样。这种皮肤是东亚人独有的，我想知道这是如何进化出来的，这样的皮肤对于我们的祖先适应东亚环境做出了什么样的贡献。” 紧接着，金力又把矛头对准了现代文明。“更重要的是，农业衍生出来的是文明，但是文明对我们是有害的，文明让人类走上了一条不归路。”金力对我说，“因为文明强调生存的权利，以及人人都有好生活的权利，其结果就是让不该活的人活下来，让不该出生的人生下来。” 我想，金力教授的意思是说，文明违反了进化论的前提条件，导致了不良基因的积累和某些性状的退化。确实，现代人无论是御寒能力还是抗病能力都很可能比不过尼安德特人，我们的野外生存能力更是比不上几乎所有的野生哺乳动物。但是，为什么最终反而是尼安德特人灭绝了，而我们却活了下来呢？为什么看似手无缚鸡之力的人类最终登上了食物链的最顶端呢？原因恰恰就是文明。文明的基础是高级智慧，高级智慧的最大特征就是知识的主动传承，这两件事让人类成为自然界最善于分工合作的物种。正是这种分工合作，使得人类能够团结起来，克服诸多困难，成为地球上最成功的物种。 但是，人属动物直到300万年前才出现，解剖学意义上的现代人直到20万年前才被进化出来，具备抽象思维能力的高级智慧生物甚至直到5万年前才刚刚诞生。5万年听起来似乎很漫长，但对于45亿年的地球历史来说，它甚至连弹指一挥间都算不上。 第二章 人类到底能活多久？ 引言：人人都想长命百岁 如果大脑无法永生的话，身体的长寿是没有意义的，所以真正的永生应该是多做有益的事情，让世界记住你的贡献。 翻开任何一本健康杂志或者大众报纸的健康版，上面都充斥着长寿秘诀。看多了就会知道，这些秘诀无外乎就是生活规律、节制饮食、坚持运动、戒烟少酒等这些谁都明白的大道理，但它们都属于生活方式的建议。真正有毅力照着去做的人少之又少。真实情况是，虽然每个人都希望自己长寿，但谁也不愿意为此牺牲自己的生活乐趣。尤其是年轻人，很少有人会为了长寿而改变自己的生活方式。可等到大家年纪大了，再想弥补却已经来不及了。因此，所有人都把希望寄托在科学家身上，幻想着等到自己老的时候药店里会出现一种神奇的药丸，只要买一粒吃下去就能多活几年。 科学意义上的长寿研究只有不到100年的历史，因为此前的生物学家相信永生是不可能的，人的身体就像一辆小汽车，只要天天上路，早晚会抛锚，这是个物理问题。 有趣的是，最早意识到这个想法有问题的反而是物理学家薛定谔。他把熵的概念引入生命科学，指出生命和非生命的最大区别就是如何应对熵增定律。像小汽车这样的非生命物体无法依靠自己的力量对抗熵的增加，最终一定会化为一堆铁锈。但生命会主动从环境中获取能量来抵抗熵的增加，只要能量供应不断，理论上是有可能做到长生不老的。 在此之后，长寿研究领域诞生了300多个理论，彼此争论不休。它们大致可以分成两派。一派认为，一个人一生中肯定要面对各种生存压力，比如饥饿、病菌和放射性等，这些压力会给身体造成伤害，如果无法按时修复，伤害大到一定程度人就死了，所以一个人的寿命最终是由他的身体修复能力决定的。另一派则相信，死亡是生命用来调节种群数量的一种方式，或者是生命为后代留出生存空间的一种手段。换句话说，他们认为死亡本质上是一种自杀行为。 于是，长寿研究换了个名称，改成了衰老研究。研究目的也随之改变，从提高绝对寿命改成了延长健康寿命。 所谓健康寿命，指的是一个人能够健康地活多久。数据显示，全球人均预期寿命虽然一直在提高，但有越来越多的老人是躺在床上度过余生的。如果你去问问这些人还想不想长寿，很可能会得到不一样的回答。 说到治病，这大概是现代科学最引以为豪的地方。科学家们发明了抗生素和疫苗，有效地控制住了各类传染病。科学家们还发明了一整套外科手术技术，外伤不再像古代那样致命了。正是因为这三项技术革命，人均预期寿命才有了大幅度提高。但是，癌症、心血管疾病和阿尔兹海默症却仍然难以对付，它们是当前人类最致命的三大杀手，发达国家的绝大部分老年人最终都是死于它们之手。 当大批科研经费进入衰老领域后，吸引了越来越多的世界顶尖大学和科研机构转而研究衰老问题。其中，美国加州无疑是衰老领域最重要的研究基地。我这次专程去了趟加州，走访了位于旧金山、洛杉矶和圣地亚哥的几所著名的长寿研究所，采访了多位顶尖专家，了解了这一领域的最新动态。 目前这两派仍在争论，在可预见的未来不大会有明确的结果。但有一点可以肯定，那就是人脑是不可能长生不老的，因为神经细胞不会分裂，而不会分裂的细胞寿命肯定是有限的，只能通过替换的方式让其永生。但是，人脑神经元的连接方式决定了我们每个人的个性所在，如果替换了它们，“我”就不存在了。换句话说，即使未来发明出了长寿药，最多也只能让我们的身体活得更长，我们的精神是没办法延续的，这就是另一派开始研究脑机接口的问题的原因。他们试图通过这个办法把我们的精神传入电脑，间接地获得永生。不过这是一个全新的话题，这里就不再讨论了。 但是，这个思路提醒我们，如果大脑无法永生的话，身体的长寿是没有意义的，所以真正的永生应该是多做有益的事情，让世界记住你的贡献。就像热门电影《寻梦环游记》所说的那样：真正的死亡是世界上再也没有一个人记得你了。 长寿之谜 从旧金山市中心出发，穿过狭窄的街道和拥挤的人流一路向北，跨越著名的金门大桥，就进入了马林郡（Marin County）的地界。这个郡是美国的“长寿之乡”，男性预期寿命为81岁，女性预期寿命为84岁，综合排名全美第一。 巴克研究所之所以选择建在马林郡，并不是因为这里是所谓“长寿之乡”，而是因为旧金山湾区出众的科研实力和投资环境。距此地一小时车程以内就有三所世界排名前十的大学，分别是加州大学旧金山分校、加州大学伯克利分校和斯坦福大学。从这里开车去硅谷也用不了一个半小时，后者绝不仅仅是全球IT行业的中心，同时也是很多生物技术公司的摇篮。 为什么硅谷会如此热衷长寿研究呢？2017年4月出版的《纽约客》（The New Yorker）杂志刊登了一篇长文，解释了其中的奥秘。该文援引一位资深人士的话说，硅谷的风险投资家和程序员们虽然不懂生物技术，但他们懂编程，也知道大数据应用的厉害。这些人普遍相信生命就是一个数据量比较大的程序而已，因此可以通过寻找程序中的缺陷而将其修复，从而达到治疗疾病甚至延年益寿的目的。 另一个原因是，遍布硅谷的那些精力旺盛的暴发户们相信，他们如此有钱，如此无所不能，居然还和周围那些庸碌之辈一样只能活一辈子，这件事实在是太不酷了。 但科学不能造假，必须较真儿。目前学术界公认的年龄最大的人瑞是法国人珍妮·卡尔蒙（Jeanne Calment），她出生于1875年2月21日，死于1997年8月4日，享年122岁零164天。她家是开颜料铺子的，她在20世纪90年代接受记者采访时说，她清楚地记得小时候家里曾经接待过一位脾气暴躁、一身酒气的丑鬼顾客，后来才知此人名叫梵·高。 “去年发表的两篇论文称，人类的寿命极限是120岁，不可能再多了。”巴克研究所现任所长埃里克·威尔丁（Eric Verdin）博士对我说，“一个主要原因就是地球上已经有过几十亿人，却再也没有一个人能活过120岁，这个样本数量足够大，很有说服力。” 每个人都想长寿，每个民族都有自己的长寿传说，这个自不必多说。但在古代，长生不老被认为是只有少数帝王将相或者异能人士才有的专利，比如中国有秦始皇派遣三千童男童女去海外采集长寿仙丹的传说，西方人则干脆把长寿归到了神话的范畴里，普通人是无福享受的。 还好这个理论现在已经被彻底否定了，因为该理论的基本假设是不正确的。从某种意义上说，这个理论假设生命体和一辆车一样，都必须遵从热力学第二定律（熵增定律），用得越多磨损就越多，坏得也就越快。但是，生命是活的，和一辆车有着本质区别，这一点最早是被一位物理学家首先揭示出来的。1943年，著名奥地利量子物理学家薛定谔在都柏林三一学院发表了一个题为“生命是什么？”的演讲。在那次演讲中，薛定谔首次提出生命最本质的特征就是能够不断地从外界获得能量，以此来维持自己的负熵状态。这个过程并不违反热力学第二定律，因为生命本身不是封闭系统，它能够把正熵作为废物排出体外。 同样拿车做个比喻。如果我们愿意不计成本地修车，哪个部件坏了就换个新的上去，一辆车完全有可能永远地开下去。生命就是这样一辆车，只不过修车过程是靠自身的力量来完成的，无须借助外力，这就是生命和非生命最大的区别 1956年，哈曼把这个自由基理论写成一篇论文，发表后引起了轰动。这个理论和西拉德提出的那个理论一样，听起来都是毫无破绽的，很快就在学术界找到了很多拥趸，其中最著名的支持者当属诺贝尔奖获得者，美国化学家莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）。他对自由基理论深信不疑，每天都要吃下好几勺维生素C药片，希望这种具备一定抗氧化功能的维生素能够帮助他健康长寿。最终他活了93岁，虽然可以说是相当长寿了，但也还算不上是一个奇迹。 事实上，西拉德的那个理论同样具有顽强的生命力，直到今天医生们还会用“磨损”来解释各种组织和器官的衰老。之所以会出现这种情况，其背后是有深刻原因的，后文将会做出解释。 读到这里也许有些读者会问，为什么提出长寿理论的都是物理学家或者化学家呢？长寿难道不应该首先是个生物学问题吗？没错，长寿当然是个生物学问题，但这件事本身却和生物学领域最不可撼动的进化论发生了冲突，导致生物学家们在很长一段时间里都把长寿研究视为禁区，没人敢碰。 具体来说，梅达瓦假设我们体内有两组基因，一组在我们年轻时起作用，另一组只在我们年纪大时才起作用。如果前者出了问题，我们就留不下后代，因此大自然对于第一组基因所施加的选择压力是非常大的，其结果就是这些“年轻基因”的质量会越来越好，这就是我们年轻时身体都那么好的原因。但当我们完成了繁殖后代的任务之后，再出什么毛病就无所谓了，也就是说在我们中年之后，大自然给予我们的选择压力骤然减小，于是后一组“老年基因”的质量便每况愈下，最终导致我们衰老并死亡。 由于梅达瓦是生物学领域的泰斗级人物，说话很有分量，因此在他发表那次演讲之后的30多年里，来自世界各地的生物学家们又陆续提出了很多假说，从细节上丰富了梅达瓦的基因理论，弥补了其中的不足之处。其中有三个假说得到的支持者最多，下面按照时间顺序对这三个假说做一个简要介绍。 第一个假说名叫“突变累积”（mutation accumulation），大意是说，在进化的过程中会出现很多基因突变，大部分突变都是不好的，注定会被自然选择所淘汰，只不过淘汰的速率有所不同。那些特别坏的突变肯定很快就被淘汰掉了，但那些不那么糟糕的基因突变淘汰起来就要慢得多，会在群体中保留一段时间，这就是生物进化必须付出的代价。 第二个假说名叫“拮抗基因多效性”（antagonistic pleiotropy），这个假说的关键词是“基因多效性”，意思是说有一类基因具备多种功能，年轻时能提高生育能力，年老时则会导致衰老和死亡 第三个假说名叫“可抛弃体细胞”（disposable soma），该假说的核心思想就是生物的可支配能量是有限的，繁殖需求肯定是排第一位的，这是自然选择理论所导致的必然结果，于是其他需求就被牺牲掉了，比如保持身体永远健康。 上述三个假说都有一定的道理，但也都存在一些无法解释的问题，生物学家们为此争论不休，谁也说服不了谁，毕竟这些假说尚处于纸上谈兵的阶段，谁也没有拿出过硬的证据。最终大家一致认为，要想解决这个问题，必须找到能够控制衰老和死亡的基因；但大家同时也相信，像衰老和死亡这样的大事件肯定是由很多个基因所控制的，不可能找到一个能够影响生物的寿命的单独的基因。 但是，大自然很快就用事实告诉生物学家们：你们猜错了。 “20世纪80年代之前没人相信长寿基因的存在，全世界的生物学家们都认为不可能有任何基因能够大幅度地延长寿命。Age-1、Def-2和Tor等基因的发现彻底改变了大家对于这个问题的认识。”巴克研究所的研究员潘卡基·卡帕西（Pankaj Kapahi）博士对我说，“记得当时也有不少人认为这些长寿基因有可能只在线虫身上有效，不适合高等生物，没想到类似的同源基因很快就在果蝇和小鼠身上找到了，只是寿命增加的幅度不如线虫那么显著而已。” 为什么会这样呢？熟悉生物学研究现状的人都知道，最近这半个世纪以来，生物领域几乎被基因研究垄断了，任何看起来很复杂的问题，只要发现了相应的基因，似乎立刻就能迎刃而解。反过来，任何一个缺乏基因证据的课题都很难获得研究经费，因为大家都会觉得这样的课题很难深入下去。长寿就是这样一个课题，虽然它一直被认为是生物学皇冠上的那颗明珠，却一直缺乏吸引力。就拿“可抛弃体细胞”理论来说，这一派的科学家们很早就猜测长寿很可能和能量的分配有关，却始终找不到确凿的基因证据，研究进行不下去。长寿基因的发现完美地提供了这样的证据，因为目前研究过的大部分长寿基因都与新陈代谢的调控有关。 于是，长寿研究终于热闹了起来。按照威尔丁博士的说法，目前整个长寿研究领域都是围绕着这几个长寿基因在做文章，大家都在试图搞清这些基因的工作原理，然后想办法转移到人类身上。但是，20多年过去了，科学家们沮丧地发现，情况远比他们想象的要复杂得多。 **“目前长寿研究领域公认的世界纪录是由线虫保持的，科学家已将线虫的寿命提高了10倍。”**巴克研究所的另一位元老级研究员茱蒂丝·坎皮西（Judith Campisi）博士对我说，“但果蝇的最高纪录只提高了两倍，小鼠的最高纪录更是只提高了大约30％。换句话说，越是高等的动物，能够控制寿命的长寿基因数量就越多，单个基因的作用就越小。” 这里所说的线虫全名叫作“秀丽隐杆线虫”（Caenorhabditis elegans），这是一种非常原始的模型动物，身体结构极为简单，不但没有肌肉和骨骼系统，也没有免疫系统和干细胞。事实上，成年线虫全身只有959个细胞，每个细胞的来龙去脉都已经被研究清楚了。正常情况下线虫活不过三周，非常适合用来研究长寿问题，但很多超级长寿的线虫都处于一种介于“活着”和“冬眠”之间的亚健康状态，不少研究者认为这样一种半死不活的状态对于人类而言没有参考价值。 在坎皮西博士看来，类似线虫那样的结果之所以很难在人类身上重复出来，原因就在于人是高等动物，而动物越是高等，控制其生命过程的基因数量就越多，每个基因的贡献值也就越少。“‘拮抗基因多效性’理论的发明者麦克·罗斯（Michael Rose）博士曾经做过一个有趣的实验，他采用人工方式筛选长寿果蝇，也就是每一代都只让活得最长的果蝇交配产卵，如此简单的过程只重复了10代就已经筛选出寿命延长一倍的长寿品种了。”坎皮西博士对我说，“当然我们不可能在人类身上做这种实验，但我猜即使真的这么做的话，至少也得花好几万年才能见效。 我不相信人类基因组当中存在那种能够大幅度增加寿命的所谓‘主控基因’（master gene），如果真有的话，以我们现在的研究力度，应该早就发现它了。 虽然暂时没办法让人长寿，但威尔丁博士仍然野心勃勃。“我是去年11月走马上任的，当上所长后我立刻制定了一个目标，那就是加快临床试验的速度，尽快把我们从动物实验中获得的知识运用到人类身上。”威尔丁对我说，“只不过我们的目标不是让少数人活得更长，而是让多数人活得更健康。” 这句话值得仔细琢磨，它暗示长寿研究的重点已经从提高“绝对寿命”（life span）转移到了提高“健康寿命”（health span）上来了。这个转变并不都是科学家们主动为之，而是现实逼迫他们不得不这么做，否则就拿不到科研经费了。 长寿研究在20世纪的绝大部分时间里都不见起色，一个很大的原因就是这个领域的名声被一些心怀鬼胎的人毁掉了。 各位读者肯定都听说过“民科”这个词。由于一些历史原因，中国的民间科学家多半集中在数学和理论物理领域，这些人的诉求以出名为主，想靠它发财的人不多。但西方国家的“民科”则以长寿领域最为多见，因为这个领域需求量很大，但真实效果却又很难衡量，符合这两个特征的领域历来就是骗子的最爱，长寿首当其冲。 欧洲很早就出现过号称能让人长命百岁的“老西医”，现代医学诞生后这类人仍然没有消失，只是换了种方式，打着“科学”的旗号继续行骗。他们普遍口才极佳，不少人还有正规大学的博士头衔，所以说服了很多人为其捐款，其中不乏百万富翁，于是追求长寿渐渐成了富人和异想天开者的代名词。真正的科学家自然瞧不起这些人，把他们视为骗子，这导致很多国家级科研基金都拒绝为长寿研究拨款。 威尔丁博士则从另一个角度解释了社会上针对长寿研究的歧视态度到底是怎么形成的：“很多人一想起长寿研究，脑子里首先想到的就是一个富有的老头子躺在病床上，一大堆医生、护士运用各种高科技手段维持其生命。还有很多人听说我是研究长寿的，立刻质问我说，地球上已经有太多人了，为什么还要去增加更多人口呢？在我看来，所有这些反对者都犯了同一个错误，那就是想当然地把老年人视为生活不能自理的病人，是全社会的累赘，其实这样的景象同样也不是我们的目标，我们关心的不是提高绝对寿命，而是如何延缓衰老，提高人类的健康寿命。” 这种局面显然是谁也不愿见到的，科学家们的目标就是想办法扭转局势，不让这种局面成为现实。要想做到这一点，首先就要减少老年病的发生。这里所说的老年病不是指那种只有老年人才会得的病，而是指那些发病率随着年龄的增长而大幅度增加的疾病，全称应该叫作“与年龄有关的疾病”（age-related diseases）。最常见的老年病包括骨质疏松、白内障、老花眼、癌症、心血管疾病和阿尔兹海默症等，理论上年轻人也能得这些病，但发病率明显要比老年人低得多。 巧的是，这份名单中的后三种病也是目前发达国家当中最难治愈、杀人最多的三大疾病。目前全世界绝大部分医疗科研经费全都花在这三大疾病身上了，科学家们虽然取得了一些局部的胜利，但距离成功还远着呢。 为什么这三大疾病那么难治？最根本的原因就是科学家目前还没有找到任何办法来解决这三大疾病的最大的致病因子。我们都知道抽烟、酗酒和过度暴晒会导致癌症，肥胖、高胆固醇和缺乏运动会导致心脏病，这些都是最为常见的致病因子，每一种因子都会增加癌症和心血管疾病的发病率。但是，目前公认的这三大疾病最大的致病因子并不是以上这些，而是衰老。随着一个人年龄的增加，这些病的发病率会成倍增长。比如，很多人认为高胆固醇是导致心脏病的罪魁祸首，但实际上年龄因素对于心脏病的“贡献”是高胆固醇的7倍。 抗击衰老 朗格教授的研究课题很简单，那就是如何通过控制饮食来延缓衰老。这个课题始于20世纪30年代初期，那时美国刚刚经历了大萧条时代，很多人吃不饱肚子。一家美国私人基金会委托康奈尔大学的克莱夫·麦基（Clive McKay）博士研究一下饥饿会不会影响青少年发育，麦基博士当然不敢直接拿人来做实验，所以他选择了同为哺乳动物的小鼠。 因为掌握不好节食的力度，研究初期很多小鼠被活活饿死了。经过一番试验，麦基发现在保证基本的蛋白质和维生素供应的前提下，如果将卡路里减少到正常水平的50％—70％，小鼠是不会饿死的，其发育过程也不会停止，只是速度略缓而已。 但是，接下来的事情让麦基大吃一惊。挨饿的小鼠居然活得比对照组还要长，平均寿命延长了将近30％。不但如此，挨饿小鼠看上去活力十足，各项生理指标普遍都比对照组好很多，糖尿病、心脏病和癌症的发病率也都下降了不少。总之一句话，适当的饥饿似乎延缓了小鼠的衰老速度，吃得少反而活得更好了。 “我们圈子里有个笑话，大意是说癌症、糖尿病和阿尔兹海默症这些疑难杂症其实很容易对付，我们每天都能治好很多次，只不过是在实验动物身上。”专攻衰老研究的巴克研究所资深研究员戈登·李斯高（Gordon Lithgow）博士在采访中对我说，“抗衰老研究也是如此，比如我们实验室就找到了很多能够延长线虫寿命的方法，但至今没有一样能够应用到人类身上，因为关于人类的研究太难做了，成本过高，风险又太大，这方面的投资严重不足。” 1991年，一次意外事故让事情有了转机。那一年美国航空航天局（NASA）在亚利桑那州的沙漠中建了一座“生物圈2号”，8名“宇航员”将在其中生活两年，尝试过一种完全自给自足的生活。其中一位随队医生名叫罗伊·沃尔福德（Roy Walford），他当时的另一个身份是加州大学洛杉矶分校（UCLA）的一名老年学研究者，而且正好对饥饿疗法很感兴趣，已经在自己身上试验了10多年，自我感觉良好。不幸的是，或者说幸运的是，“生物圈2号”的气候控制系统出了问题，导致粮食产量远远达不到预期，8名成员每天只能摄入1500大卡的热量，比正常值低30％。这8人没有其他选择，只能坚持下去。沃尔福德就这样获得了一个老天赐予的绝佳机会，对这8个人（包括他自己）跟踪观察了两年，结果再次表明饥饿疗法相当有效，这8人不但身体健康，而且各项指标全都向好的方向转变，大家似乎都变年轻了。 严格来说，这也不是一个高质量的研究，但这件自带光环的意外事件引发了媒体的广泛关注，并再一次把饥饿疗法推到了前台。这个疗法的科学名称叫作“卡路里限制饮食法”（Calorie Restriction Diet），顾名思义，此法只是把饮食中的总热量限制在正常值的60％—80％左右，大致相当于一个成年人每日摄入1500大卡左右的热量，而不是标准的2100大卡。但是此法对营养成分的搭配要求比较高，蛋白质、脂肪、维生素和其他微量元素都不能缺，否则是无效的。 既然各种营养成分都不能缺，因此饥饿疗法只能在减少能量的主要提供者——碳水化合物上面做文章。有人将饥饿疗法等同于限制碳水化合物的“阿特金斯饮食法”（Atkins Diet），虽然不完全准确，但大致不差。两者的不同之处在于阿特金斯饮食法只对碳水化合物有所限制，但饥饿疗法还对总热量有严格的限定，实行起来比阿特金斯饮食法更加困难。 不过，这个方法对于常人而言是很难坚持下去的，因为它太违反人性了。“据我所知，有一个针对饥饿疗法的人体试验已经连续进行了15年，据说受试者的各项生理指标都要比正常人好很多，唯一的坏处就是这些人全都在吃抗抑郁药。”南加州大学老年学院的助理教授贝蕾妮丝·贝纳永（Berenice Benayoun）博士对我说，“吃饭是生命的基础。食物就是天底下最厉害的毒品，我们的大脑被进化成永远需要吃饱才能高兴的状态，如果一个人每天都只能吃六成饱，肯定不会开心。” **显然，如果减缓衰老的代价只能是抑郁症的话，这个方法效果再好也肯定是行不通的。**朗格教授当然明白这一点，于是他试图发明一个折中方案，既能享受到饥饿疗法带来的好处，又不用太辛苦。经过一番尝试，他找到了，这就是轻断食。 顾名思义，所谓轻断食就是不必坚持长时间节食，而是阶段性地减少饮食中包含的卡路里。朗格认为阶段性饥饿产生的好处会被身体记住，同样能够带来长寿的效果。 必须指出，这个营养配方并没有经过严格的临床试验的检验，因为这不是药，只是若干常见食品的一种特殊搭配而已，不需要FDA批准就可以上市。如果各位读者去搜一下“健康食品”，你会发现市面上有好多这样的产品在销售，价格远高于食品本身的生产成本，你是否愿意购买就要看你对于产品背后的理念是否认同了。 朗格发明的这个ProLon营养配方还有很多竞争者，它们有个统一的名称，叫作“禁食模拟饮食法”（Fast-mimicking Diet）。意思是说，既然饥饿疗法是唯一被证明可以减缓衰老的方法，此法本身难度又太大，普通人不易掌握，那就想办法模拟禁食的效果，同时降低执行难度，好让消费者更容易接受。 威尔丁博士非常反对这个“少食多餐”饮食法，因为他自己也相信饥饿感才是关键所在。他向我介绍了一个动物实验，是由著名的索克研究所（Salk Institute）做的。研究人员把同样的垃圾食品按照不同的方式喂给小鼠，结果发现有一种方式效果最好，那就是每天只有8个小时的时间吃饭，其余16小时不提供任何食品，让小鼠饿肚子。对应于人的话，此法就相当于每天只吃两顿饭，正餐之间不吃任何零食。 **顾名思义，生酮饮食法就是能够生成酮体（Keytone Bodies）的饮食方式。**正常情况下，人体所消耗的能量主要来自食物中的碳水化合物，后者经过简单消化后就会转变为葡萄糖，这是效率最高的能量来源，多数情况下都会被优先使用。一旦葡萄糖被用光了，人就会感到饥饿，此时身体就会开始消化脂肪，酮体就是脂肪在肝脏中被氧化分解的中间产物，包括乙酰乙酸、β-羟基丁酸和丙酮这三种小分子化合物。也就是说，当一个人开始饥饿疗法时，他的血液中一定会有较高浓度的酮体，威尔丁博士认为，这就是饥饿疗法之所以有效的重要原因。 除此以外，饥饿疗法还对治疗糖尿病有帮助。2017年12月5日出版的《柳叶刀》杂志刊登了一篇论文，作者发现饥饿疗法能够治愈高达九成的Ⅱ型糖尿病，甚至那些已经患病6年的糖尿病人都能治好了。根据最新统计，中国目前有超过一亿糖尿病人，其中绝大部分都是Ⅱ型糖尿病。要知道，20世纪80年代时中国的糖尿病患者人数仅占总人口的0.7％，经济发展导致的营养过剩绝对是糖尿病高发的主要原因。 南加州大学老年学院院长平查斯·科恩（Pinchas Cohen）博士对我说，“只有一点我能肯定，那就是目前发达国家有90％的人都超重了，所以少吃一点在大多数情况下应该都是好的。但有些人本来就不胖，如果节食太过分的话不一定是好事。 威尔丁博士的做法代表了长寿研究领域的未来趋势，那就是通过研究饥饿疗法的作用机理，找到能够直接起作用的小分子化合物，然后将其制成长寿药。这么做有两个好处：一来，只有卖药才能挣大钱，光靠卖营养配方是发不了大财的，因此这个领域吸引了大笔投资，研究经费应该不成问题；二来，人类是一种意志力极为薄弱的高等动物，大家都知道锻炼、节食和戒烟能够延缓衰老，但很多人却连这三条最基本的要求都做不到。人类需要的不是那种需要极强自制力的生活方式建议，而是一种神奇药片，只要按时服用就能延年益寿。 值得深思的是，这一系列失败的科学实验并没有改变大众对于抗氧化剂的热情。由于前期铺天盖地的宣传，自由基有害论已经深入人心了，这样一种从道理上讲简直无懈可击的理论怎么可能是错误的呢？于是前文提到过的那些抗氧化剂仍然被制药厂制成了药片，贴上延缓衰老的标签，继续陈列在保健品柜台上的显要位置。为了帮助那些不喜欢吃药的人，各国媒体又都尽职尽责地列出了抗氧化物含量较高的食物名单，像蓝莓、草莓、橘子、西兰花和洋葱等水果和蔬菜都被包装成能够延缓衰老的保健食品，获得了不俗的销量。 当然了，水果和蔬菜中含有很多对人体有益的化合物，多吃点倒也无妨，所以科学界普遍采取睁一只眼闭一只眼的态度，使得这股风潮持续流行了很多年。好在随着研究的深入以及新一代科普作家们的宣传，这股抗氧化风潮在国外渐渐平息了下去。但由于信息的闭塞，至今仍然有不少国内媒体和厂家还在拿自由基说事，欺骗那些接触不到最新科技信息的中国老百姓继续购买抗氧化产品。 这个故事充分说明，任何一种科学理论，哪怕听上去多么有道理，如果没有经过严格的科学实验的检验，仍然有可能是错误的。 换句话说，自由基很可能不是衰老的原因，而是衰老的结果。幻想用抗氧化剂来对抗衰老，充其量也只是一种治标不治本的方法而已，很难奏效。更何况研究发现自由基还有其他重要用途，限制自由基的正常释放反而相当于加速了衰老，这个问题留待后文详细解释。 关于饥饿疗法还有第二个理论，这就是前文提到过的“可抛弃体细胞”理论。该理论假定新陈代谢的速率是有上限的，生命所能利用的能量同样也是有上限的，而生命最需要能量的地方有两个，一个是细胞的日常维护和更新，另一个就是繁殖下一代。根据进化论，繁殖后代是所有生命的第一要务，所以如果一切条件都很完美的话，生物肯定会把主要精力放在繁殖上。但是，如果环境条件不好，比如过热、过冷、缺水、少粮，那么最合理的对策就是暂时放弃繁殖的打算，把能量全部用于自身的维护，尽力先让自己活下来，待情况有好转了再考虑繁殖不迟。 辛克莱尔认为，饥饿疗法之所以有效，就是因为饥饿模拟了环境压力，诱使细胞启动了去乙酰化酶通路。 如果想在细胞层面模拟这个过程，就必须从大自然中寻找到能够激活去乙酰化酶的小分子化合物。2006年，辛克莱尔宣布找到了一个候选者，这就是大名鼎鼎的白藜芦醇（resveratrol）。这是植物在遭遇环境压力时自发分泌的一种化合物，初步研究显示它确实能激活去乙酰化酶，而且也能帮助酵母、线虫和果蝇抗衰老。 但是，和上一个故事一样，当有人试图在小鼠中重复这个实验时，却失败了。白藜芦醇并不能增加小鼠的寿命，也不能帮助小鼠抵抗衰老。后来又有人发现，白藜芦醇本身并不能激活去乙酰化酶，这很可能是一个实验误差。最终给白藜芦醇致命一击的是美国康涅狄格大学的印度裔教授迪帕克·达斯（Dipak Das）。此人专门研究白藜芦醇，一共发表了150篇关于这种神奇物质的论文，但后人发现其中大部分论文都存在伪造数据的嫌疑，最终全被撤稿了。 这个“模拟大自然”的思路甚至还扩展到了其他领域。比如，有几家实验室正在寻找模拟女性激素的化合物，因为他们相信女人之所以比男人活得长，是因为女性体内的某种性激素导致了这一结果，只要设法找到真正起作用的那个性激素，再想办法消除它的副作用，就有可能变成一种专门为男性顾客服务的抗衰老药。 上述实验室的思路都离不开“模拟”二字，他们希望通过模拟已经被证明有效的长寿法（比如饥饿疗法或者女性性别）来达到抗衰老的目的。与此同时，也有人另辟蹊径，试图寻找全新的抗衰老机理。 2011年出版的《自然》杂志刊登了一篇重磅论文，主要作者是美国著名的私立医院梅奥诊所（Mayo Clinic）的伊安·范德森（Jan van Deursen）教授，他在文章中提出了一个全新的理论，认为“衰老细胞”（senescent cells）是导致多细胞生物衰老的罪魁祸首。 这里所说的“衰老细胞”指的是一种失去了分裂能力，却没有死的细胞。人体内几乎所有的组织都有这样的细胞，科学家也早就知道了它们的存在，却一直不明白它们到底有何危害。范德森教授通过基因工程的方法培育出了一种转基因小鼠，其体内的细胞被转入了一种自杀基因。一旦健康细胞变为衰老细胞，这个基因就会被打开，但这个自杀过程并不会立刻开始，必须接触某种药物后才会启动。这个巧妙的设计相当于为衰老实验找到了一个对照组，研究人员可以轻松地控制衰老细胞的数量，通过对比发现它们的危害。 衰老细胞如果只是待在那里啥事不干，顶多浪费点粮食，危害倒也不大。但是，衰老细胞有一个本能，那就是它会不断向周围环境释放化学信号，告诉大家自己出了问题，马上就要启动自杀程序了，请求组织上赶紧派人来接它的班。周围的健康细胞收到这个信号后立刻就会加速分裂，生产出新的细胞去接班。正常情况下，衰老细胞很快就会自杀，新的细胞顺利地来接班，不会有问题，但如果衰老细胞没有自杀，而是越积越多，它们释放的求救信号就会越来越强烈，导致周围健康细胞加速分裂，直至失去控制，变成癌细胞，这就是老年人更容易得癌症的原因之一。 不过，这还不是灭衰药所面临的最大困难。目前这种药只能以抗癌药的名义去FDA申请，不能以抗衰老药物为卖点进入药品市场，因为美国FDA并不认为衰老是一种需要治疗的疾病，因此根本就没有这个选项。 虽然衰老不是病，却不等于衰老就不应该治疗。巴克研究所所长威尔丁博士用一个比喻解释了这个问题：“我不认为衰老是一种疾病，就好像我也不认为高胆固醇本身是一种疾病一样。但是高胆固醇会极大地增加患心脏病的风险，所以我们必须找到减少胆固醇的办法。同理，我们也应该去寻找抗击衰老的办法，因为衰老是所有老年病的最大致病因素。” 近几年极为火爆的干细胞技术给人造器官领域注入了一针强心剂。其实用干细胞来制造替代器官的想法很早就有了，但干细胞却不是那么容易得到的。此前科学家们认为真正的全能干细胞只能从胚胎中获取，这就是为什么有一阵子流行保存新生儿的胎盘。但自从日本科学家山中伸弥发明了人工诱导干细胞的方法后，任何体细胞理论上都可以用这个方法诱导成全能干细胞了，这就为干细胞的应用扫清了最大的障碍。目前这项技术还未发挥出最大的潜力，原因是从干细胞到特定器官的发育过程尚未完全搞清楚。如果这项技术成熟的话，一般性的衰老将不再是个问题，人类的寿命将会大幅度提高。 但是，有一个困难很难克服，这就是神经系统的衰老。根据目前的研究结果，大脑神经细胞从生下来开始就基本固定了，不大会再更新。 任何不会分裂的细胞寿命都不可能是无限的，所以一个人只要活得足够长，就一定会得阿尔兹海默症。这个病本质上就是神经细胞数量减少造成的，但人工补充神经细胞的做法却不可行，因为一个人一辈子积累下来的所有记忆，学习到的所有知识，以及培养成的独特人格，全都保存在这些神经细胞以及它们独特的连接方式当中，很难被替代。 也就是说，一个人的身体有可能长生不老，但精神世界很难永生。 未来也许可以借助电脑技术把一个人的精神世界拷贝下来，并以这种方式实现永生，不过这就是另外一个话题了，不在本文的讨论范围之内。 正如前文所述，FDA不认为衰老是一种病，因此也就没有治疗的必要。但巴齐莱教授耍了个心眼，他争辩说，既然衰老的定义就是患病概率的增加，那么他只要看一看二甲双胍能否降低老年病的发病率就可以了。于是他找来一群已经患上其中一种老年病 甲双胍，5—7年后再来检查，看看他们在此期间患上第二种老年病的概率到底有多大，是否会比对照组有所减少。也就是说，这项试验的最终目的不是长寿，而是延长健康寿命。 和二甲双胍类似的还有阿司匹林、布洛芬（ibuprofen）和阿卡波糖（acarbose）等，它们都被认为有减缓衰老的功效。也就是说，你很可能早就在吃长寿药了。 测量衰老 任何一种自然现象，如果你无法测量它，那你就无法去研究它，衰老自然也不例外。事实上，测量衰老本身就是最好的研究方式，只有先搞清楚如何测量衰老，才能弄清衰老的本质。 可惜你错了，年龄还真的不好猜。目前有一部分国家的移民局采用的是智齿法，即通过X光扫描判断智齿的发育情况，以此来推断年龄。但是，新的研究表明，智齿的发育速度并不均衡，速度快的15岁便发育完成了，速度慢的则可能拖到25岁，依靠这个方法来判断年龄非常不可靠。 还有一部分国家是依靠骨龄来判断年龄的，但研究发现这个方法同样存在误差，一个15岁的儿童很可能已经具备了成年人的骨骼形态，但也有人直到25岁后骨骼才发育完成，如果仅仅依靠骨龄法来判断一个人是否年满18岁的话，最多有三分之一的可能性会判断失误。 还有什么更准确的办法吗？很遗憾地告诉你，没有了。 你可能会感到迷惑，为什么年龄这么简单的事情居然这么难测呢？这个问题也许应该反过来问，为什么年龄会给人以一种很容易测的感觉呢？答案很可能和树的年轮有关。这是个几乎所有人都知道的测年法，估计每个小学自然课的老师都教过。与此类似的还有贝壳测年法，只要数一数贝壳上的花纹就能准确地判断出它的年龄了。 这两个例子有两个共同特征：一是这两种生物的生长速度都和季节更替有很强的相关性，换句话说就是靠天吃饭，只有这样才会在身体上留下关于岁月的印迹；二是这两种生物的身体都是坚硬的固体，这才能够把生长速度的变化永久地保留下来。这两个特征在人类身上是不存在的：一来人类是高等动物，我们的生活状态早就和季节没有太大关系了，完全取决于自身，这是人类进步的标志；二来人类的身体是活的，每时每刻都在更新，任何印迹都很难永久地保留下来，所以说人的年龄是很难测量的，这件事一点也不奇怪。 先说长寿。长寿药为什么研究不出来？最大的原因就是科研人员等不起。你想，如果你的目标是开发长寿药，那么按照现有的新药审批制度，你必须找到很多志愿者，起码从中年开始就让他们吃你的药，然后一直等到他们去世为止，只有这样才能知道这种药和对照组相比到底有没有效。这种临床试验没人做得起，起码在目前的新药研发架构中是不可能成为现实的。 再说衰老。抗衰老药物研发同样存在因终点不明确导致时间过长的问题，像上一篇文章提到的那个二甲双胍的抗衰老功能实验就至少需要等5年才能看到结果，而且还是一个间接结果。要知道，目前绝大部分新药的临床试验都是在3个月内完成的，像这种需要持续5年以上的临床试验几乎是不可能的。 各位读者千万别小看这些方法论上的细节，很多看上去没那么难的问题，最终都是因为找不到合适的实验方法而成为难解之谜。事实上，美国FDA之所以始终不认为衰老是一种病，个中原因与其说是科学层面的不认同，不如说是技术层面的不现实。你想，如果始终找不到测量衰老的有效方法，那就不可能按照现有的新药审批原则和标准来批准任何抗衰老药物。也就是说，除非FDA修改现有的新药审批框架，否则没有任何一种抗衰老药能够通过审批。美国FDA不傻，不可能去做这样一件注定吃力不讨好的事情。于是，抗衰老研究领域有不少研究者的主攻方向就是如何测量衰老。从某种意义上说，这才是问题的关键所在。 20世纪60年代初期，一个名叫伦纳德·海佛烈克（Leonard Hayflick）的美国细胞生物学家遇到了同样的难题。他在实验室里培养的人体细胞过一段时间就会停止分裂，无论怎么处理都不行。和其他人不同的是，海佛烈克没有迷信权威，而是亲自设计了一系列精巧的实验，证明卡莱尔的实验结果有可能是误差导致的（比如营养液里混入了新鲜细胞），甚至干脆就是造假，他的那套细胞永生理论是不正确的，正常的脊椎动物体细胞存在分裂上限，后人将这个上限命名为海佛烈克极限（Hayflick limit）。 后续实验证明，不同脊椎动物的海佛烈克极限都不一样，人体细胞的上限大约为40—60代，再也多不了了。这个计数是从受精卵开始算起的，也就是说，如果从年轻人身上取出来的细胞，在培养皿里活的时间就会更长一些。相反，从老年人身体里取出来的细胞就会死得更早，仿佛细胞内部有一个生命时钟，从一生下来就开始不停地走，直到大限将至。 经常有人将染色体比作鞋带，将端粒比作鞋带一端的那个坚硬的带扣，这个比喻虽然不是很准确，但大体意思是对的。带扣存在的目的就是保护鞋带，一旦带扣松了，鞋带也就散了。同理，端粒的价值就是保护染色体，一旦端粒没了，染色体也就散架了。两者的不同之处在于，带扣只要小心使用一般是不会坏的，但端粒的损伤却无法避免。染色体每复制一次，端粒的长度一定会缩短一点点，直到用完为止。此时细胞就达到了海佛烈克极限，再也无法继续分裂了，因为下一次分裂一定会丢失一部分有用信息，导致细胞死亡。 **端粒和端粒酶的发现再一次震惊了衰老研究领域，大家都被这个简单而又逻辑严密的理论体系迷住了，一致认为衰老的秘密即将大白于天下。**很快，一大批研究结果出来了，端粒和衰老之间的联系变得越来越清晰。比如，细胞的寿命和端粒长度几乎成正比，如果通过转基因方式培育出端粒较短的小鼠，那么它的寿命也会很短。再比如，端粒的缩短会诱发癌症、心血管系统疾病、骨关节炎和骨质疏松症等很多老年病，一个人年轻时受到的心灵创伤、易怒的性格以及过高的工作和生活压力等都会导致端粒长度缩短，从而缩短此人的寿命。还有，适当的体育锻炼会增加端粒的长度，从而延长寿命…… 可惜的是，大家都高兴得太早了。激活端粒酶确实可以让细胞长生不老，却会诱发癌症，得不偿失。事实上，正常细胞之所以会发生癌变，就是因为这些细胞发生了基因变异，激活了原本一直沉睡着的端粒酶，从而让自己具备了无限分裂的能力。 我从洛杉矶出发一路向南，两个小时后就来到了圣地亚哥。这是美国西部的第三大城市，和旧金山、波士顿、华盛顿特区一起并称为美国四大生物技术基地。我的这次“人类长寿探秘之旅”的第三站就设在这里，我要访问的是一家名为“人类长寿”（Human Longevity Inc.）的公司，我很想知道这家公司到底有何本事，竟然敢取这么大胆的名字。 这家公司成立于2014年，创始人兼首席执行官就是大名鼎鼎的克雷格·温特（Creig Venter）。他当年单枪匹马挑战全世界，最终和美国政府主导的“人类基因组计划”战成平手，双方在同一时间共同颁布了第一个人类全基因组序列。之所以会有这个结果，就是因为当年只有温特坚信“散弹枪测序法”（Shotgun Sequencing）要比当时流行的传统基因测序法更加优秀。其实这个散弹枪测序法需要计算机技术的强力支持，当年的电脑发展水平尚不具备这个能力。但温特很有远见，他预见到了电脑技术日后的飞速发展，等到美国政府意识到这一点时已经太迟了。如今的基因组测序用的全都是散弹枪测序法，传统测序法已经被淘汰了，所以那场战斗其实是温特赢了。这件事很能说明温特的性格特征，那就是胆大、自信和果断。 “将来永远不会出现一种神奇的药能让人永生，所有这样宣传的人都是为了骗钱。如果你想永生，唯一的办法就是从现在开始做点有意义的事情。”温特接着说道，“死亡是这个世界上唯一不可避免的事，但衰老不是，所以我们想做的事情就是延缓衰老，增加人类的健康寿命。” “目前我们已经有了5万个客户，这就相当于收集了5万个病例，已经可以从中得出一些有意思的结论了。”温特说，“当然这还很不够，我的目标是积累100万个病例，这样分析起来才会更准确。” 温特的思路其实和市面上其他几家高端健康咨询公司差不多，那就是通过基因测序找出每个人独有的基因特征，再通过体检了解这个人的身体状况，最后把这两套数据合在一起进行对比，从中找出规律。 **这也是目前绝大多数基因检测公司的生存之道，那就是一边提供健康咨询服务一边收集顾客的基因数据，然后通过分析这些数据来寻找规律，以便进一步提高服务水平。**这是个典型的正反馈模式，前途是很光明的，但这个模式要想运转起来，前期一定要想办法获得客户的信任。温特选择的是一种高投入高回报的模式，服务对象也定位于高收入群体，对于前期的要求就更高了，这种模式也只有像温特这样在行业里有良好口碑的人才能玩得起。 温特没有详细解释这家公司是如何通过基因分析来判断年龄的，但从他的描述可以大致猜出他们的思路，那就是把每个人的基因突变模式和这个人的实际年龄输入电脑，借助计算机的力量寻找两者之间可能存在的联系，然后总结成规律。这是个非常典型的大数据应用场景，全世界几乎所有的生物统计学研究者都是这么做的，这其中就包括加州大学洛杉矶分校遗传系教授史蒂夫·霍瓦茨（Steve Horvath）。因为发现了DNA甲基化生物钟，他成为近期衰老研究领域炙手可热的人物。我专程去洛杉矶采访了他。 最终霍瓦茨推导出了一个公式，只要把测出的甲基化比例代入这个公式，就可以算出这个人的实际年龄，两者的相关性高达96％以上。“其实这个公式很容易推导，因为两者的相关性实在是太强了。”霍瓦茨对我说，“我花了10多年的时间研究过各种疾病的基因标记，每一个研究起来都非常困难。衰老这件事本身看似极为复杂，但它的基因信号却是最强的，因为衰老是普世的，任何人都会经历这一步。” 不过，这封退稿信却把霍瓦茨惹怒了。他一口气灌了三瓶啤酒，然后借着酒劲给编辑写了一封质问信，并毫不犹豫地点了发送键。没想到这封信居然起了作用，这篇论文终于发表在2013年10月的《基因组生物学》上。霍瓦茨在论文中公布了他推导出来的算法，于是很多实验室纷纷用自己的数据对这套算法进行了验证，结果好得出奇，其中一家来自荷兰的实验室得出的相关性竟然高达99.7％！ 采访结束前，霍瓦茨主动说起了他自己的一个小心得：“我的计算表明，衰老过程不是从40岁才开始的，而是从人刚一生下来就开始了。事实上我认为衰老和发育是同一个过程，两者受同一个甲基化程序所控制。” “从某种意义上说是的，发育和衰老都是依靠甲基化来完成的，而整个甲基化过程都是在基因控制下才能实现的。”霍瓦茨回答，“不过我不敢肯定衰老是基因故意这么做的，因为大自然没有理由进化出衰老这个功能，所以我倾向于认为衰老是发育的一个副产品。任何人都需要发育，否则你就没法长大成人，没法繁殖后代了。但当你结婚生子，完成了繁殖任务后，这个过程仍然在继续，但结果正相反，从发育变成了衰老。这就好比一架飞机的引擎，起飞的时候当然需要它，但如果一直转个不停，最终飞机一定会失去控制而撞到山上。” 人为什么一定要死？ 美国著名科学家兼政治家本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）曾经说过一句名言：“在这个世界上，只有死亡和税是逃不掉的。”虽然富兰克林说了两件无法避免的事情，其实他的本意是想告诉美国人民：你们别想逃税。因为死亡是肯定逃不掉的，无须解释，放在同一个句子里只是为了增加幽默感而已。 高等动植物的细胞也有可能永远不死，比如科学家做实验用的人类细胞系就具备永生的能力，可以在培养皿里永远繁殖下去。这些细胞系大都取自病人的恶性肿瘤组织，比如著名的海拉细胞系（Hela cell line）就取自一位名叫海瑞塔·拉克斯（Henrietta Lacks）的美国黑人妇女，她已于1951年10月4日死于宫颈癌，但她的癌细胞至今仍然活着，而且遍布全世界。从某种意义上说，她也因此而获得了永生。 大家最关心的肯定是自然死亡，即如果一切外部条件都满足的话，某种高等生物到底能活多久，最终的结局会是怎样的。目前地球上还活着的寿命最长的植物大概是美国加州的一棵松树，据说已经活了4850年。寿命最长的动物存在争议，因为大部分动物没有类似树木年轮的东西，很难估算其真实年龄。不过有证据表明，某些种类的乌龟、鲨鱼、石斑鱼和蛤蜊能活到200岁以上，而像海绵和珊瑚这类低等海洋动物甚至可以活成千上万年，几乎相当于永生了。 用这个方法来观察世间万物，我们会发现各个物种之间的差异巨大，不可能总结出一个普适的规律。比如大部分哺乳动物和鸟类都像人类一样，从中年开始持续衰老直到死亡。但像某些海鸟、三文鱼、章鱼、蜉蝣、三色堇和蝉等生物则是在一生的大部分时间内均看不出任何衰老的迹象，直到某个节点，比如成功地繁殖了后代之后，便会迅速衰老并死亡，速度之快令人咋舌。另有一部分生物则不但不会衰老，反而会逆生长，即随着年龄的增加，死亡率变得越来越低。具备这种能力的生物包括海龟、鲨鱼、蛤蜊和龙虾等，它们的体积会随着年龄增长而变得越来越大，身体也会变得越来越强壮，因此也就越来越不容易死，直到某一天死于一场意外事故为止。 其中，北美龙虾的遭遇很具有代表性。美国东海岸曾经盛产龙虾，早期北美殖民者捕捞到的龙虾个头都非常大，有记录的最大龙虾重达20公斤！不过当时的美国人并不喜欢吃龙虾，甚至发生过监狱犯人因为每天都吃龙虾抱怨伙食不好的事情。后来龙虾摇身一变，成为美食的象征，个头也就随之锐减，变成了大家熟悉的样子。 第二个假说名叫“拮抗基因多效性”，这一派相信有一类基因具备多种功能，年轻时是好基因，年老时就是坏基因。老天爷最关心的是繁殖，所以优先挑选那些能够在年轻时提高生殖效率的基因，至于它们老了之后是否会变坏，老天爷就不在乎了，这就是衰老的原因。 第三个假说名叫“可抛弃体细胞”，这一派相信任何生物的可支配能量都是有限的，为了留下后代，生殖系统的健康肯定是要优先保证的，所以体细胞便被牺牲掉了。 具体来说，人脑是由一大群不会分裂的神经细胞组成的，神经元总数从一生下来就固定了，此后只减不增。心脏也是由一大群不会分裂的心肌细胞组成的，它们要不停地工作一辈子，直到死亡。按理说，任何不会分裂的细胞的寿命都是有限的，不可能永远活下去，所以一个人只要年纪足够大，一定会得阿尔兹海默症，因为这种病的本质就是神经细胞的丢失。同理，一个人只要活得足够长，最终一定会心力衰竭，因为心脏也是不可能永远跳下去的。 与此类似的还有眼睛的晶状体，其主要成分晶状体球蛋白也是不会再更新了，于是白内障就成为老年人最常见的疾病，甚至可以说是一个人衰老的标志。如今这种病可以通过现代医学手段加以纠正，但在遥远的古代，这种病几乎可以宣判一个人的死刑了。 达尔文在《物种起源》一书中只字未提衰老的问题，似乎他觉得这件事不需要讨论。事实上，如果当年的达尔文真的用心思考一下衰老问题的话，他很可能会对进化论产生怀疑，因为衰老和死亡太不符合进化论的预期了。试想，如果一种生物进化出了抵抗衰老的能力，它肯定会比其他同伴留下更多的后代，长此以往，地球上应该充斥着长生不老的生物才对。关于此事的一个最可能的解释就是，达尔文认为衰老属于物理学范畴，长生不老是违反物理定律的，所以不值得讨论。但前文已经说过，长生不老并不违反物理定律，单细胞生物有很多都是长生不老的。后来科学家们又在多细胞复杂生物中发现了长生不老的例子，这就是水螅（hydra）。这是一种非常简单的腔肠动物，具有极强大的修复能力，只要环境适宜，水螅便可以一直活下去，永不衰老。 当然了，利他主义也是有个度的，这在很大程度上取决于对方到底有多少你的基因。比如，为什么大多数人对待自己的儿子比对待自己的侄子更好？这是因为儿子有一半的基因和自己都是相同的，而侄子只有四分之一基因和自己的一样。这种基于基因理论的计算方式虽然看上去非常冷血，却是进化生物学的基石。 那么，有没有不需要借助美好的理想，仅仅基于现有的知识体系就能解释清楚的衰老理论呢？答案是肯定的，比如英国伦敦大学学院的生化学家尼克·莱恩（Nick Lane）在2015年出版的《至关重要的问题：为什么生命会如此？》（The Vital Questions: Why Is Life The Way It Is?）一书中就做过一个大胆的尝试。这本书简直可以说是一本波澜壮阔的生命史诗，莱恩从生命的起源开始讲起，用严密的逻辑推导出生命的诸多奇特性质到底是如何产生的，其中就包括性和衰老。莱恩证明有性生殖和衰老死亡其实是一枚硬币的正反两面，两者是共同出现并一同进化的。 这本书开始于一个旷世天问：为什么细胞的形态是如此单调呢？这个问题听上去似乎有点奇怪，却是进化生物学领域的一个千古之谜 换句话说，**地球上的所有生命虽然看上去千奇百怪，但在细胞层面上仅有细菌、古细菌和真核生物这三大类，这是很不寻常的事情。**要知道，生物进化的一个最大特征就是复杂多样，很多我们能够想到的功能都不止一次地被进化出来过。比如多细胞生物至少独立地进化出了5次，飞行能力至少独立地进化出了6次，眼睛更是独立地进化出了几十次，为什么细胞本身反而只是独立地进化出了3次呢？ 细胞种类之所以如此之少，原因就是能量利用方式很难改变，这一点限制了细胞的想象力。具体来说，目前已知的所有细胞的能量全都来自跨膜质子梯度，即细胞膜两侧的质子浓度差异。这个差异导致了细胞膜两侧产生了电压差，驱使质子从浓度高的一侧向浓度低的一侧转移，能量就是在这个过程中产生的。这个过程的学名叫作化学渗透偶联（chemiosmotic coupling），其本质就是前文提到过的氧化还原反应，只不过中间加了个膜而已 顺着这个思路，莱恩提出了一个大胆的猜想。他认为地球上的生命很可能起源于海底的碱性热液喷口（alkaline hydrothermal vent），从喷口喷出的含有氢气的碱性热液遇到海水后形成了一个天然的质子梯度，为含碳无机物转化成有机物提供了能量。与此同时，海底岩石内部状如海绵的细小缝隙为有机物提供了一个个小小的避风港，这就是原始细胞的雏形。 但是，这种能量利用方式有个致命的缺点，那就是细胞膜表面积是有上限的。我们可以把细胞膜想象成太阳能电池板，板的总面积限制了总发电量的大小。根据简单的数学原则，单位体积的细胞所能分配到的细胞膜表面积和细胞直径成反比，也就是说，细胞的体积越大，细胞内部每个细胞器所能分到的能量就越少，这就限制了原始细胞在进化上的想象力。 莱恩认为，原核向真核的转变关键在于线粒体，这是专门为真核细胞提供能量的微型发动机，食物中的能量分子在线粒体中被氧化，产生的能量以三磷酸腺苷（ATP）的形式被释放出来供细胞使用。这个过程仍然需要用到化学渗透偶联反应，因此线粒体所产生的能量同样是和线粒体膜的表面积成正比的，但因为每个细胞内都含有成百上千个线粒体，这就大大增加了膜的总面积，所产生的能量要比仅靠细胞膜产生能量的原核生物多得多。据统计，人体所有细胞内的线粒体膜表面积加起来约有1.4万平方米，大致相当于四个足球场那么大，一个人的所有能量需求就是靠这1.4万平方米线粒体膜的内外压力差来产生的。 关于线粒体的来源曾经有过很多理论，目前是马古利斯提倡的内共生学说占了上风。1998年，美国生物学家威廉·马丁（William Martin）在此基础上又提出了一个更加具体的方案，被称为氢气假说（hydrogen hypothesis）。该假说认为第一个真核细胞是由一个古细菌吞噬了一个细菌而产生的，这个古细菌是依靠氢气生活的，而它吞进去的细菌能够生产氢气，正好为宿主提供了最需要的东西。 一个细胞吞噬另一个细胞并不是什么新鲜事，但被吞进去的细胞居然没有死，还被宿主“招安”，成为宿主生命的一部分，则是极为罕见的事情。事实上，莱恩相信这样的事情在地球生命的前20亿年历史中只发生过一次，属于极小概率事件。但这个偶然事件却产生了一个极具震撼力的后果，那就是真核细胞的诞生。如今地球上的真核细胞之所以如此相似，就是因为它们全都来自20亿年前发生的那个极小概率事件。 关于宇宙生命的讨论暂时告一段落。必须承认，这一节内容太多，逻辑相当跳跃，可能不太容易理解。不过读者不必理会，只需知道生命最重要的特征并不是遗传，而是能量的使用，发生在20亿年前的一次极小概率事件造就了第一个真核细胞，从此细胞的能量限制被打破，一系列震惊世界的大事件从此拉开序幕。 随着国家的扩张，管理权不可能全都集中到中央政府手里，地方政府和机构也要保留一定的自治权。同理，线粒体也并没有把全部基因都转移到细胞核内，自己仍然保留了一部分DNA，这是因为化学渗透偶联是一个极其精细的化学反应，对蛋白酶的三维结构的精确度要求特别高，这就要求线粒体基因组内专门负责编码这几个酶的基因尽可能地靠近线粒体膜，以便能随时针对外部环境的变化而迅速地做出反应。举例来说，人类的线粒体基因组包含大约1.6万个核苷酸，不到原来那个细菌基因组的1％，却包括13个重要基因，负责编码能量生产过程所需的那几个最重要的蛋白酶。 也就是说，经过这么多年的进化，如今的真核细胞内仍然包含有两套各自独立的基因组，其中核基因组负责编码组成线粒体的绝大部分蛋白质，线粒体基因组则负责编码线粒体中最重要的那几个蛋白质，两者必须结合在一起才能组装成一个完整的线粒体。但是，这两套基因组毕竟是各自独立的，于是它俩之间的相互配合便成了一个问题。 假设有一条染色体，上面有个非常重要的基因，哪怕变一点都不行，这个基因后面跟着一个次要的基因，虽有好坏之分却没那么重要，于是这个次要基因就相当于攀了门高亲，它再怎么差都不会被淘汰了。长此以往，染色体上的那些次要基因就会变得越来越差，这显然是不行的。真核细胞如何解决这个难题呢？答案是有性生殖。当年达尔文在《物种起源》一书中极少谈性，这当然不是因为他有什么道德禁忌，而是因为达尔文本人很难理解为什么大自然会进化出有性生殖这件事，这样不就把优秀的个体特征稀释掉了吗？想象一下，假如有一头长颈鹿进化出了长脖子，能够吃到树顶上的叶子，这是很有优势的个体特征。但当它和另一头不那么高的长颈鹿交配后，生下的孩子应该介于两者之间，这不就等于丢掉了这个优势吗？还有，从繁殖效率的角度来看，无性生殖显然效率更高，有性生殖不但效率低下，甚至还要冒着找不到配偶的风险，这是何苦来呢？ 这个谜团直到基因被发现后才被逐步解开。原来，有性生殖过程当中最重要的一步就是基因重组，也就是来自父母双方的染色体两两配对，然后相互交换基因片段，这就相当于打破了基因之间固有的绑定关系，让基因“流动”了起来，只有这样才能让老天爷看到单个基因的表现，从而把表现差的基因清除出去。 线粒体基因组的情况比较复杂。这是个很小的基因组，所以它肯定只能跟在核基因组后面走，逼着自己学会适应有性生殖方式，没有其他选择。照理说，当两个性细胞彼此融合之后，线粒体肯定也会混杂在一起，如果一方带来了不好的线粒体，就会被稀释，从而躲过老天爷的筛选，于是包括人类在内的绝大部分真核生物采取了一种极端的方式，即受精卵内的线粒体全部由卵子提供，精子只负责提供核染色体，一个线粒体也不贡献，这就避免了彼此遮掩的情况，便于大自然淘汰坏的线粒体。 在莱恩看来，衰老的核心就是核基因组和线粒体基因组的不匹配，这就是为什么只有真核生物才有衰老，原核生物都是永生的。 让我们先来考察一下真核生物中的异类，也就是前文提到过的那个几乎永不衰老的海绵（sponge）。这是世界上结构最简单的多细胞动物，其体细胞的分化程度非常低。海绵平时不需要行动，所以海绵细胞内的线粒体数量很少，工作效率也不高，因此海绵线粒体的突变率很低，不太容易出现坏的突变。 换句话说，高等动物高度分化的身体结构对胚胎的早期发育提出了很高的要求，胚胎中的任何一个细胞都不能掉链子，否则就会影响整个器官，然后波及全身。于是高等动物进化出了超大体积的卵子，里面含有超多的线粒体，这就解决了胚胎发育的线粒体质量控制问题。 为了保证后代的线粒体的健康，人类进化出了专门的生殖细胞系，在出生后不久便将它们冻结起来，不再参与任何生理活动，尽可能地降低基因突变的可能性。比如人类的卵母细胞在女性胚胎发育的早期就被保护起来了，成年后每次排出的卵都是从这几个被保护起来的卵母细胞分裂出来的，其中的线粒体质量有保证。 莱恩把这个现象总结成了一句话，叫作“不死的生殖细胞，短命的身体细胞”（immortal germline，mortal body）。大意是说，生命就像一条河，流过的水分子每时每刻都不一样，但河流的名字却永远不变。细心的读者一定会发现，这句话和前文提到过的“可抛弃体细胞”理论非常相似。没错，两者本质上说的是一回事，只是细节不同而已。 那么，这些体细胞是如何被抛弃的呢？答案就是细胞凋亡。研究发现，所有真核生物的细胞凋亡全都遵循同一个模式，其核心就是线粒体。当线粒体工作效率下降时，自由基便会泄漏出去，这是一个信号，会触发一系列生化反应，导致呼吸作用停止，跨膜电压消失，细胞彻底失去了能量来源，很快就被饿死了。 当真核生物进化到多细胞阶段时，急需一套惩罚机制来管理那些不服从大局的细胞，于是这套细胞凋亡机制又被征用了，并在很多其他场合发挥了重要作用。比如我们的手在胚胎发育早期就是一团均匀的肉球，然后肉球表面的四个细胞团开启了自杀模式，其余部分则继续生长，这才长出了五根手指。如果这个过程没控制好，开启自杀模式的细胞团多了一个，最终就会生出来一个六指儿。 从这个例子就可以看出线粒体有多么重要。莱恩认为，生命就是不断地抵抗熵增的过程，这个过程每时每刻都需要消耗大量能量，一旦能量供应跟不上能量需求，其结果就是衰老和死亡。作为真核细胞所需能量的唯一供应商，线粒体掌管了真核生物的生杀大权，线粒体的健康极限就是真核生物的寿命极限。 但是，基因组之间的匹配没有最好只有更好，线粒体的质量究竟要达到什么样的标准才能不被筛除呢？答案必须依照动物的生活方式来决定。比如，飞行需要耗费大量的能量，因此所有会飞的动物对线粒体质量的要求都非常高，这就是为什么绝大多数鸟类对于配偶都极为挑剔。很多进化生物学家都对雄鸟为什么会进化出如此艳丽的羽毛感到不解。达尔文曾经说过，他每次一想到孔雀的羽毛就“感到恶心”，因为这件事太不符合进化论的预期了。但在莱恩的理论体系里，这件事变得很容易解释。雄鸟羽毛上的色素是很难合成的，需要高质量的线粒体提供能量，所以莱恩认为雄鸟羽毛其实就是展示自己线粒体质量的一个广告牌。 真核生物的生命就是一场体力（fitness）和繁殖力（fertility）之间的较量，两者天生矛盾，鱼和熊掌永远不可能兼得。这场竞争最终一定会达成某种平衡，平衡点的位置取决于该生物的生存策略。 这套理论还解释了为什么饥饿疗法、锻炼身体和低碳水化合物饮食会延缓衰老，原因都是自由基。研究结果证明，人在饥饿、运动和低碳饮食时，其线粒体的工作效率会更高，自由基就更不容易泄漏。 总之，**莱恩认为衰老的原因就是线粒体基因组和核基因组之间的不匹配所导致的线粒体质量下降，自由基随之泄漏，损伤了细胞，触发了细胞凋亡。**之后，如果自杀的细胞被新细胞替换，皆大欢喜，这就是年轻时的状态；如果来不及替换，活细胞的数量就会越来越少，这是老年时的状态；如果细胞凋亡过程出了问题，导致这个细胞没有死透，只是失去了分裂能力，它就会变成前文提到过的衰老细胞，导致一系列问题。 读到这里也许有人会问，大自然为什么没有进化出另一套能量生产方式，杜绝两套基因组之间的不匹配现象呢？莱恩认为，这个结果恰好说明进化是没有远见的，缺乏顶层设计，走一步看一步，出现一个问题就解决一个问题，然后再去迎接新的问题，最终的结果就是我们今天看到的一团乱麻。生命就是这样一步一步走到了今天，今后也将会按照这个方式继续一步一步地走下去。未来的世界将会怎样？谁也无法预测，这就是生命最有魅力的地方。 现代智人诞生于非洲大草原，祖先们的绝对速度不如猎豹，绝对力量不如狮子，虽然学会了使用工具，但原始工具的作用有限，他们凭什么称霸非洲？答案就是长跑。我们的祖先是非洲草原上长跑成绩最好的选手，这项技能对线粒体的质量提出了很高的要求。事实上，人类的线粒体质量是灵长类动物中最好的，这就是人类长寿的奥秘。 第三章 人类的创造力是从哪里来的？ 创造力是人类区别于动物的最关键的特质， 只要搞清楚创造力来自哪里， 就能够明白我们为什么变成了今天的样子。 引言：创造力来自哪里？ 机甲大师赛的前身是2013年举办的机器人夏令营，主办方是总部位于深圳的DJI大疆创新公司。这家公司是全球无人机行业的领军者，其创始人汪滔最早就是从亚太大学生机器人大赛（Robocon）上脱颖而出，并开始创业的。2013年初，大疆推出了首款针对普通消费者的航拍无人机“精灵1”（Phantom 1），迅速风靡全球。刚刚挣到人生第一桶金的汪滔迅速决定出资举办机器人夏令营，由此可见他对机器人有多么着迷。两年后，汪滔又将这个夏令营升级为面向全球大学生的机甲大师赛，迄今为止已经连续举办了四届，总投资接近3亿元人民币。 “机甲大师赛的主要目的不是为大疆招聘工程师，而是希望能在大学生中间培养出一种工程师文化，以此来激励更多的年轻人选择工程师作为职业。”大疆公司总裁罗镇华对我说，“只有这样才能为这个创新型社会培养出更多具有创新精神的人才，大疆肯定也会从中受益。” 目标虽然一致，路径却各有不同。类似大疆这样以工程师为骨干的高科技企业全世界有很多，大部分采用了定向培养的方式吸纳人才，具体做法就是从好大学里挑选出优秀学生，为他们提供奖学金，希望他们学成后为自己服务。还有一些企业也想通过办比赛的方式发现人才，但比赛规则却和机甲大师赛有着非常大的不同。目前流行的几个国际大型机器人赛事大都是某个特定的专项技术的比拼，比如看谁制造的机器人上台阶最快，或者谁设计的无人机飞得最稳，等等。比赛方式也大都是私密的，更像是一场考试。大疆则反其道而行之，把比赛做成了一场公开表演的游戏，而且是最吸引眼球的战斗类游戏，不但提高了参赛者的兴趣，也把观众的热情抬了起来。 机器人比赛也是这样。其他那些专项赛事的技术含金量往往比较高，获奖者甚至可以出篇论文。机甲大师赛则重在参与，里面涉及的技术都相当基础，但是因为比赛过程好看，再加上大疆花重金打造，使得机甲大师赛在大学里的知名度很高，所有被选中参赛的学生都会被视为英雄，获胜者更是有可能成为校内明星，受到全校师生的追捧。 除了宣传和后勤服务之外，大疆只负责制定每年的游戏规则并给出某些指标上限，然后任由参赛选手自由发挥。比如，机器人赛车只规定了电池的最高功率，移动方式和速度均不设限，于是有团队设计了一套电容供电装置，大大提高了行车速度。再比如，大疆只负责在每台机器人身上安装靶子，躲子弹的方式不限，于是有位学生设计了一个巧妙的装置，让车身旋转起来，但炮台不动，这样一来机器人战车就可以一边高速自旋以躲避子弹，一边继续瞄准射击，几乎可以立于不败之地。 总之，大疆为学生们提供了一个高仿真的虚拟工作机会，所有参赛队员都会在比赛的过程中把将来工作中可能会遇到的所有问题解决一遍，并在这种近乎真刀真枪的演练过程中发现自己的长处和短处，找出未来的努力方向。至于说每个人的长处和短处究竟是什么，努力的方向到底在哪里，大疆就不管了。 两种方法的最终目的都是培养创新型人才，究竟哪一种方法最有效呢？答案取决于一个终极问题，那就是人类的创造力究竟是从哪里来的？如果我们相信创造力来自天才，天才又是可以从小鉴定的，那么前一种方法更可靠。但如果我们相信天才来自民间，没有规律可循，无法提前培养，那么大疆的做法就是正确的。 姚主席在赛后接受采访时对记者说：“最优秀的选手不是培养出来的，是被发现的。”创新型人才是否也是如此呢？我们的创造力究竟来自哪里？让我们从艺术创新开始讲起吧。 创造力的五个阶段 我至今还记得很多年前第一次看到这件名为《天书》的作品时的激动之情，我被它的创意迷住了，它在我头脑中引发了一连串相互矛盾的情感，这种感觉让我十分着迷，但我想不出这是为什么。当我得知徐冰即将在尤伦斯举办个展时，便立即联系他请求采访，希望能解开埋藏在心中的诸多谜团：这个徐冰到底是一个怎样的人？他为什么要做这样一件作品？《天书》的背后到底有何深意？是否在影射人类文化的虚无？还是在暗示天意的不可知？最重要的是，我想知道他当初是怎么想出这个绝妙的创意的。 1986年的某一天，徐冰在想一件别的事情的时候脑子里突然冒出个念头，要造几个别人不懂的汉字出来。这个突如其来的想法让他非常激动。第二天早上醒来后，他想到这个主意仍然会很激动，接下来几天都是如此。“我这人有个习惯，那就是喜欢把事情推到极致。每出现一个好想法，我的思维都会异常活跃，快速地填充细节，直到把想象的空间全部填满。”徐冰说，“比如这个造假字的想法，我很快意识到这绝不能仅仅只是几个假字而已，我要造出一整篇文章，这还不够，应该是一本书，一本书也不够，必须是一套书，我要追求一种‘源源不断地强迫你接受’的那种浩瀚的效果。” 方案定好后，徐冰把自己关在宿舍里，花了一年多的时间设计并刻出了2000多个假汉字。“那段日子虽然辛苦，但我自己其实是非常享受的，我感觉参与那些文化讨论浪费时间，还不如把自己封闭起来，踏踏实实做点事情，顺便把脑子清空，感觉内心特别舒服，特别实在。”徐冰回忆说，“不过，有的时候我心里还是有点怀疑的，我费这么大力气全情投入，不就是做了几个假字吗？到底值不值得呢？后来我才认识到，有些想法由于没有人做过，从而没有被证实过，所以才时有怀疑。有些想法之所以既有价值又有力量，就是因为它简单，简单到只比正常思维错位了那么一点点。比如，我们仔细看一个熟悉的汉字，经常越看越不对劲，我只不过把这个感觉再往前推进了一小步而已。” 他原本打算刻4000个假字，但1988年10月中国美术馆办展览，给了徐冰一个档期，他决定先试印一版看看效果，于是就用这2000多个假的活字印了三幅长卷送去展览，起名叫作《析世鉴——世纪末卷》。 事实证明，并不只是年轻人喜欢讨论宏大深刻的问题，当时的氛围就是如此。作品展出后迅速引发了艺术圈大讨论，一些老先生认为徐冰误入歧途，浪费了自己的才华，还有一些年轻艺术家却认为这件作品制作太讲究了，不够前卫。不过支持徐冰的人显然更多，他们给这件作品起了个更加贴切的名字：《天书》。 这个展览对徐冰来说是一次对想法的测验和对焦。他清楚了最终成书的样子，于是决定再刻制一套更适合的字体，便又躲进宿舍，重新刻了2000多个假字。然后他在北京郊区找到一家专门印古籍的民营印刷厂，印了120套《天书》，每套4册，一共604页。如今这些书分散在全球多家美术馆或者博物馆内，被公认为现代艺术史上不可多得的经典之作。 “多年之后回过头来看这件作品，我有一种陌生感，好像这事和我没什么关系似的，更像是一种天助。”徐冰对我说，“所以我在那篇回忆录的结尾写道：一个人，花了四年的时间，做了一件什么都没说的事情。” 如果徐冰早生20年的话，一定会让美国心理学家米哈里·希斯赞特米哈伊（Mihaly Csikszentmihalyi）激动不已的。这位芝加哥大学心理学系前系主任被公认为创造力研究领域的鼻祖之一。他于1976年撰写了一本名为《创意洞见》（The Creative Vision）的书，提出了著名的“创造力五阶段说”。《天书》的创造过程和这套理论的契合度非常高，简直可以作为该理论的一个最佳解释范本。 根据这套理论，**创造过程的第一阶段是准备期，即通过知识积累和技能储备，为创造力的爆发做好准备。**这一条很好理解，因为现代社会是一个高度专业化的社会，每一个领域都已经历过长时间的知识积累，任何人想要在任何领域做出创造性贡献，首先必须把前人积累的基本知识和核心技能都尽数掌握，否则是不可能取得成功的 从这个理论可以得出一个推论，那就是儿童是不具备创造力的。很多人对此有误解，以为孩子们的大脑像一张白纸，最有可能画出全新的图画，但实际上真正的创造力都是以知识为基础的，儿童在任何领域都缺乏最基本的知识储备，偶尔冒出的小火花只能被视为一种有趣的小想法，不能称之为创造。 第二阶段是酝酿期，各种想法在创造者的潜意识里翻腾，但好的创意尚未出现在主观意识当中。 记了一段时间后我发现，灵感的出现取决于脑子里对于某个问题的关注度到底有多强。如果我在一段时间里一直在琢磨某件事情，灵感往往就会出现。如果没有这种思维的紧张感，以及思考问题的紧迫度，灵感就不会来 此事另一个有趣的地方在于，这个做法只适用于东方绘画，因为西洋画是有固定焦点的，而东方绘画是散点透视的，只有这样才能在一大块平板毛玻璃上通过光影加以复原 “灵感很多时候看起来是偶然的。如果博物馆的空间不是那样的，我就不会有这个想法。如果没有柏林的那段历史，我看到机场的毛玻璃也不会有那种反应。”徐冰对我说，“但是，正因为我当时一直高度专注地沉浸在这件事当中，再加上我对中国画非常熟悉，于是当我在机场看到那片毛玻璃时，我脑子里所有和这个想法相关的知识储备才会在一瞬间被调动起来，最终产生了那个灵感。这就是我为什么一直说，艺术一定是诚实的，一个艺术家的整体质量和个人修养肯定会不折不扣地反映到他的创作当中去。” 在这个故事里，徐冰在机场的灵光一现就是创造力的第三阶段，希斯赞特米哈伊称之为“洞悉”（insight）。也有人喜欢称之为“啊哈时刻”（aha moment）或者“尤里卡时刻”（eureka moment），后者显然是指阿基米德在澡盆里想到称王冠的方法后光着身子冲出家门，一边跑一边高喊“Eureka！ Eureka！”（希腊语的意思是“我找到了”。） 顾名思义，评价期就是对某个创意的好坏做出判断。希斯赞特米哈伊认为，任何人在任何时刻都可能想出一个新奇的点子，但在大多数时候，这些想法都是毫无价值的，甚至是错误的，一个富有创意的人和普通人最大的区别就在于他能迅速地对某个新奇的想法做出评价，判断出自己到底是应该继续探究下去，还是赶紧忘记它，另起炉灶。 这个能力对于科学家来说尤其重要，因为科学研究耗时耗资，判断准了方向经常意味着成功了一半。比如，曾经获得过诺贝尔奖的德国化学家曼弗里德·艾根（Manfred Eigen）声称，他与缺乏创造力的同事之间的区别就在于他能分辨出一个问题是否可解，同事们不能，这就为他节省了大量时间，避免了许多错误的尝试。 最后，好的创意往往还需要经过精心制作才能完整地呈现出来，任何一位写作者对这一点恐怕都不会陌生。 徐冰自然也不例外，他的《天书》花了将近4年的时间才大功告成。正因为如此，这件作品的制作工艺堪称完美，为这个创意的成功提供了很大帮助。类似的案例还有很多，最著名的大概要算是《物种起源》了。达尔文很早就有了自然选择的想法，但他并没有立刻写篇论文发表出去，而是花了20年的时间不断完善这个创意，这才成就了《物种起源》的精彩。此书出版后遭到了很多宗教界人士的攻击，但反对者从书里挑不出明显的硬伤，这一点是达尔文的进化论之所以获得成功的关键之一。 创造力一定是来自构成系统的三要素之间的互动，即包含符号规则的文化、给某个领域带来创新的人，以及该领域中被认可、能证实创新的专家。 要知道，文艺复兴之前的欧洲是没有艺术家这个职业的，他们统统被视为手艺人。评价他们作品的标准不是所谓的“艺术性”或者“原创性”，而是画得像不像实物。 由于创造力的定义一直在变，科学界一直没有把创造力当作一门正经的学问来研究，这种状况直到“二战”期间才发生了根本的改变，其动因竟然来自美国空军的需要。由于当年的战斗机性能不像现在这么先进，飞行员们必须独自面对各种意想不到的困难，压力非常大，于是美国空军组建了一个心理学研究部门，由一位名叫吉尔福德（J. P. Guilford）的心理学家负责，其任务就是设计出一种方法，帮助空军选出最适合担任战斗机飞行员的特殊人才。 经过一番研究后，吉尔福德发现每个飞行员在遇到紧急情况时的反应各不相同，有的人能够很快想出教科书上没有的，或者和教科书不一样的解决办法。他把这种能力称为“发散性思维”（divergent thinking），并设计了一套测试题，试图将这种思维能力进行量化。 此前也有人想到过这一点，但他们都误以为这种能力就是智力，只要测一下智商（Intelligence Quotient，简称IQ）就可以了。吉尔福德是最早意识到这种能力和智商关系不大的心理学家，他认为智商测的是“聚敛性思维”（convergent thinking），即寻找某个问题的唯一解（正确答案）的能力，和“发散性思维”不是一回事。后者虽然也和智商有关，但一个人只要IQ值超过120分，即达到普通人的正常水平就足够了，再高的话就和创造力没关系了。 最先做出反应的是美国军方，中央情报局（CIA）的前身美国战略情报部（OSS）秘密雇用了一批心理学家，开始研究如何提升人的创造力。南加州大学和芝加哥大学则率先成立了创造力研究所，上文提到的吉尔福德和希斯赞特米哈伊就是这两家学术机构的代表人物。美国政府还于1950年成立了自然科学基金会（National Science Foundation），其首要任务就是开发出一套筛选系统，争取把钱给那些最有创造力的美国科学家，帮助美国打赢这场“冷战”。 值得一提的是，一位名叫蒂莫西·利里（Timothy Leary）的哈佛教授也对创造力研究产生了兴趣，这个爱好让他发现了LSD——一种超强的精神致幻剂。后来利里成了美国知名的LSD导师，到处巡回演讲，号召年轻人通过服用药物的方式“打开心灵”，去创造一个崭新的世界。利里的呼吁得到了很多美国年轻人的响应，这就是20世纪60年代末在美国西海岸爆发的嬉皮士运动的起因。从某种意义上说，嬉皮士运动可以看作这场关于创造力的学术研究热潮结出的第一枚硕果。 不过，从科学的角度讲，这项研究应该算是失败了。比如，在专家们的鼓励下，一部分美国中小学采纳了心理学家设计的CQ测试，试图通过这种看似非常“科学”的方法尽早筛选出一批具有创造力的天才儿童加以重点培养，可惜后续的跟踪研究发现这个方法并不可靠，选出来的天才儿童长大后并没有做出什么惊人的成绩。一部分人认为这个结果说明这套测试法不可靠，选不出真正具备发散性思维的儿童。但更多的人开始怀疑CQ的价值，也许仅仅依靠发散性思维并不能提升一个人的创造力。 希斯赞特米哈伊就是在这种背景下闪亮登场的。他首先改变了创造力的定义，把一般意义上的创造力分成了三个不同的层面：第一层指的是那些日常生活中的健谈者，他们头脑灵活，妙语连珠，总能在对话中让对方感到愉悦；第二层指的是那些喜欢体验新奇事物的人，他们在生活中从不墨守成规，敢于冒险，总能通过自己的人生故事让旁观者体会到新鲜的刺激；第三层则是那些通过创造出全新的知识或者艺术来改变社会的人，达·芬奇、爱因斯坦、爱迪生或者鲍勃·迪伦等人都属于这一类。 换句话说，真正的创造者两种思维方式都需要，他们是那些善于在两种思维之间自由切换的人。如果必须用一个通俗的词语将那些富有创造力的人和普通人区分开来的话，希斯赞特米哈伊会选择“复杂”。他认为，我们每个人身上原本都有复杂的性格，往往因为从小受到严格的教育，只能发展对立性格中的某一端——比如竞争、好胜或者稳重、合作等，而富有创造力的人往往可以根据情境的需要从一个极端走向另一个极端，对外表现就是“性格复杂”，这也就是为什么富有创造力的人经常会被人误以为是个怪人。 就在研究创造力期间，希斯赞特米哈伊提出了一个新的概念，这就是“心流”（flow）。他把心流定义为最高级的心理快感，而他相信创造力恰好最能提供这种快感，创造新事物一直是人类最享受的活动之一，也是人类和大猩猩之间最大的区别。 宇宙间最伟大的创造 生命是宇宙间最伟大的创造，我们可以从生命的诞生和演化过程中去探寻创造力的奥秘。 也就是说，如果我们把时间拉长一点来看的话，那么这个造访地球的外星人根本遇不到我们。但他肯定还是会对地球上的一样东西感兴趣，那就是生命，不过这并不是因为生命的外表有多么壮丽，地球上有的是比生命更加宏伟的景色，而是因为生命有一个非常独特的性质，似乎违反了宇宙通行的熵增定律。 熵（entropy）是一个热力学概念，用来衡量一样东西的有序程度，越有秩序熵值就越低。 熵增定律的意思是说，宇宙的熵值将会不停地增加，宇宙会变得越来越无序，但生命似乎是个例外。生命可以主动地让自己变得越来越有序，仅此一项就足以把这个外星人惊得目瞪口呆。要知道，熵增定律最终会把整个宇宙变成一团混沌的尘埃，只有生命敢于向这个终极宿命发起挑战。 当然了，一个有能力造访地球的外星人肯定知道生命并没有违反熵增定律，而是通过主动从外部环境吸收能量来降低自己的熵值，这个过程叫作新陈代谢，是生命最基本的特征之一。同样，这个外星人肯定知道生命想要传递的信息就是储存在DNA分子之中的基因，生命只不过是基因复制自己的工具而已。 智人就是有智慧的人。1万年前的智人虽然还不知道新陈代谢是怎么回事，但他们已经能够通过新陈代谢的有无来区分生命和非生命了，这就是“活”这个概念的含义。不但如此，1万年前的智人和今天的我们一样具有旺盛的好奇心和求知欲，他们很想弄明白周围那些活的东西都是从哪里来的，眼前这只小鸟的妈妈的妈妈的妈妈……到底是谁。不过，古人的智慧有限，没有能力解答如此深奥的问题，于是他们想出了一个一劳永逸的办法，把这一切都推给了上帝，认为世间的一切都是由一个无所不能的造物主创造出来的。 换句话说，宗教的出现，很大程度上就是为了缓解人类对于“自身到底是从哪里来的”这个关键问题一无所知甚至可以说是毫无头绪而产生的焦虑感。造物主的设定非常符合早期人类对于宇宙的认知，因为组成生命体的每一个零部件都极为复杂，合起来却又能组合成一个有机的整体，古人仅凭自己从日常生活中积累的经验，根本无法想象这样的东西会自发地产生出来，只能把生命的诞生归功于一位无所不能的设计师。 更了不起的是，达尔文是在不知道遗传的基本原理的情况下写出《物种起源》这本书的。在他那个时代，生物学还处于描述科学的阶段，距离分析科学还差得很远。但是，他提出的自然选择学说直到今天依然成立，被科学界公认为解释生命创造过程最完美的理论，这一点堪称奇迹。 有机物的核心成分是碳原子，所有的有机物都是以碳为核心，配以氢氧氮硫磷等辅助性原子组成的，这就是为什么我们把地球生命归为碳基生命。 从化学角度来分析，不难发现碳原子之所以被大自然选中，原因是碳原子能够和多达四个不同原子相结合，这在元素周期表中是极其罕见的，常见元素中只有硅可以与之相比。这个特性使得碳原子成为所有原子当中最喜欢“交朋友”的原子，有人称其为“超级连接者”。硅原子虽然也可以形成四个化学键，却无法像碳那样形成二价键甚至三价键，这个特性使得碳原子可以两两结合，形成一条以碳原子为骨架的结构稳定的长链，这条链甚至可以首尾相连形成闭环，这就大大增加了碳基分子的多样性。碳原子还有一个优点，那就是碳和其他原子相结合所需要的能量比硅原子要小得多，仅仅依靠闪电所提供的能量就足以形成化学键了，这一点在缺乏催化剂的地球“原始汤”中是一个很关键的优势。 读到这里也许有人会问，如果米勒和尤里当初把那个实验继续进行下去，是否能在玻璃瓶里制造出真正的生命呢？答案是否定的，因为甲烷、氨气和氢气之间的碰撞虽然有可能撞出氨基酸，但绝对不可能撞出一朵花来，后者的成分虽然也就是碳、氢、氧、氮、硫、磷等寥寥数种，但其复杂程度比氨基酸大了好几个数量级，不可能一步到位。 为了解释这一现象，美国进化生物学家斯图尔特·考夫曼（Stuart Kauffman）于2002年提出了“相邻可能”（adjacent possible）理论，大意是说，任何复杂的生命都不可能从简单生命直接进化而来，而是只能一点一点地改变，每一次只能进化到和原来相邻的某个地方，比如从氨基酸只能先进化到多肽，然后才能进化出蛋白质。这就好比说有人想进故宫找皇帝，他只能先跨进午门，再跨过太和门，穿过太和殿，找到乾清门……他不可能从天安门广场一步跨进御花园。 地球上的生命也许独立地诞生过很多次，但无数证据表明，如今生活在地球上的所有生命都源于同一个祖先，科学家称之为“卢卡”（Last Universal Common Ancestor，简称LUCA），其余的那些尝试显然都失败了，没有留下任何后代。 卢卡进化出来之后发生了什么，这个问题目前还有不少争论。根据现有的证据，卢卡很快就分成了相对独立的两支，一支是细菌（bacteria），另一支叫作古细菌（archaea）。虽然中文名字里都有“细菌”这两个字，但它们的英文名字是完全不同的，说明两者在很多基本的地方有差别，属于两个不同的界。这两种细菌一直活到了今天，从进化角度来看应该算是地球上最成功的生物物种了。要知道，在这漫长的35亿年的时间里，地球环境经历过无数变化，甚至连大气主要成分都变了，这两种细菌是如何应对的呢？答案就是基因的突变和交流。基因是生命的图纸，基因突变就是不断更新图纸，总有一款适应新的环境。但光有基因突变还不够，因为突变的速度太慢了，跟不上环境的变化，所幸细菌又进化出了相互交换基因片段的能力，使得基因图纸产生了成千上万种不同的排列组合，这就进一步增加了细菌的多样性，以及适应新环境的能力。 大约在20亿年前，地球上发生了一件看似毫不起眼的事件，一个古细菌把一个细菌吞了进去。其实这样的事情每时每刻都在上演，不过每一次都是以被吞噬的细菌被杀死而告终。但这一次这个细菌活了下来，和宿主形成了一种彼此相互依赖的共生关系。大家千万别小看这件事，那个被吞的细菌逐渐演变成了线粒体，专门负责提供能量，没有了后顾之忧的古细菌则越变越大，体积扩大了上万倍，终于变成了大家十分熟悉的真核细胞。 我们不必理会这几次变化的细节，只要从创新的角度审视一下，就不难发现其中的关键所在。原核细胞时代的生命进化源于基因信息的交流，细胞之间仍然是相互为敌的，所以创造力有限，很长时间都没有大的变化；真核细胞的出现源于一次罕见的细胞间合作，结果这次合作开启了一个全新的时代，生命的复杂性陡增；多细胞生物的出现则标志着细胞间的合作成为常态，从此进化的速度呈现指数级增长，生命终于迎来了质的飞跃，我们人类就是这次飞跃的产物 生命的进化过程说明了一个道理，那就是相互合作才是创新的最佳途径。真正伟大的创新，都是由若干个不相干的领域彼此融合后产生的，光靠一个人单打独斗是不行的。 换句话说，大自然更像是补锅匠，而不是设计师。进化的过程更像是废物的循环利用，而不是新产品的生产，这就很好地解释了为什么人体的很多器官细究起来都不那么完美。 换句话说，人类的出现是一件极为幸运的事情，但我们今后不太可能总有这么好的运气，肯定会遇到各种难以预估的极端灾难。人类这个物种到底能否延续下去，就看我们的创造力能否跟得上了，这就是为什么我们必须认真研究人类创造力的产生过程，想尽一切办法将这种天性发挥到极致，帮助我们渡过必将到来的难关。 创造是人类的天性 人类的创造力来自我们独一无二的大脑，这是毫无疑问的。最近网上流行一句骂人话，叫作“脑子是个好东西，希望你也有一个”。这话骂人可以，但骂其他动物就不一定成立了，因为大脑是一个非常昂贵的器官，需要消耗很多能量，对于某些动物而言并不一定划算。比如有一种海鞘纲动物，一开始是有脑子的。它们在海里四处游荡，一旦找到了寄主便在海底定居下来，永远不再移动。此时它们就会把自己的脑子消化掉，成为无脑动物，因为它们不再需要这个累赘的器官了。 从这个例子可以看出，**脑子最初并不是为了思考人生而被进化出来的，而是为了更好地运动。植物不需要运动，所以植物没有进化出脑子。虽然植物同样需要和环境互动，但这种互动大都遵循固定的模式，对反应速度的要求也不高，植物只需按照一套事先规定好的方式去应对就可以了。**这套方式完全可以由基因来负责编码，不需要神经系统的帮助。 动物则不然，它们所处的环境始终在变，需要迅速做出相应的反应，于是动物进化出了大脑这样一个独特的器官，专门负责收集、汇总来自感觉器官的环境信号，对其进行运算处理后再向运动器官发出指令，指挥身体做出最适当的应对，比如觅食或者逃避天敌。 这种模式在高等动物中也有应用，但仅限于一些最最基本的动作，比如婴儿刚生下来就会找妈妈的乳头。除此之外，高等动物的大多数行为都太过复杂，仅靠几套固定的程序是远远不够的，所以高等动物大脑中负责运算处理的部分变得越来越大，整个大脑的体积也跟着越变越大了。这部分大脑相当于计算机的中央处理器（CPU），耗能巨大，动物们必须省着点用，于是它们进化出了一个新的机制，科学术语称之为“重复抑制”（repetition suppression）。 我们每个人肯定都有这样的经历，那就是第一次上班时，路上的每一个细节都记得清清楚楚，但连上一个月班之后，上班途中发生的事情就都不过脑子了，所有动作闭着眼睛就可以完成，这就是典型的“重复抑制”。 为什么会这样呢？答案就是节约能量。高等动物的大脑都是节约能量的好手，只要发现某件事情存在某种规律，或者某种环境因素对自己没有任何影响，大脑立刻就会降低对它的关注度，简化相应的处理程序，甚至将其放到“潜意识”里，不再占用宝贵的注意力。 为了最大限度地利用“重复抑制”机制，动物们都变成了找规律的高手。谁最擅长从以往的经验中找到规律，并在此基础上做出最佳预判，谁就能节省最多的能量，成为竞争中的胜利者。这方面人类绝对是所有动物中的佼佼者，我们在寻找规律方面的能力远远超过其他竞争对手，这是人类从哺乳动物群中脱颖而出的重要原因。 但是，如果一种动物太擅长“重复抑制”也不行。想象一下，一只在野外觅食的猫，它发现黑色石头下面藏着老鼠的可能性最高，于是它只去翻动黑色石块，其他颜色的石头从不去碰，这么做将会大大减少做无用功的机会，看上去是一种进化优势。但是，大自然并不总是十分确定的，偶尔也会有老鼠躲在黄色石头下面。假设此时出现了另一只猫，它同样发现黑石头下面老鼠多，但它好奇心特别强，每隔一段时间就会忍不住去翻一下黄色的石块，这个充满创意的想法很可能会给它带来额外的好处，久而久之，这个好奇心基因就会在动物种群中扩散开来。 **由于上述原因，绝大部分动物的行为模式都介于“重复抑制”和“偶尔好奇”之间，人类就是如此。**我们每个人从生下来开始就受到两套相互对立的指令的影响，一种是保守的指令，要求我们善于寻找规律，学会自我保护，尽可能地节省能量。另一种是扩张的指令，鼓励我们勇于探索新鲜事物，敢于冒险，甚至从危险中得到快感。 守旧和创新同样都是人类的天性，我们每个人都有创造力，只要战胜自己心中守旧的那一面，就能充分地将其展现出来。 在树上生活可以避开大部分凶猛的平原捕食者，是个相对安全的选择。森林为我们的祖先提供了保护，同时也塑造了我们的肉体和精神。比如，为了抓牢树干，祖先们进化出了灵巧的手指，以及一根和其他四指相对应的拇指，这个特殊结构使得人类成为动物界最优秀的工具制造者，这是从猿到人的重要一步。再比如，树林中的环境远比平原上更为复杂，对视力提出了特殊的要求。为了准确地判断树枝的位置和距离，灵长类的双眼转移到了脸的正前方，增加了对细节的分辨力。为了辨别出成熟的果实，灵长类进化出了对色彩的感知能力。为了处理越来越复杂的视觉信号，灵长类的视觉中枢变得越来越大……就这样，视觉逐渐成为灵长类最主要的感觉器官，最终帮助我们人类更加精确地感知客观世界的各种细节，为创造力的出现做好了准备。 人类祖先选择直立行走的初衷很可能只是为了省力，但这一改变却带来了两个意想不到的结果。第一，扩大了视野，于是大脑从环境中获取的信息量也随之成倍增加，对大脑处理信息的能力提出了更高的要求。第二，直立行走解放了上肢，正好可以腾出手来制造工具，并最终导致我们的祖先和黑猩猩的祖先分道扬镳，各自走上了一条完全不同的进化之路。 人类和黑猩猩分家的时间是在距今700万—500万年，后者的祖先选择用武力对抗这个世界，逐渐进化出了强壮的肌肉和尖利的獠牙。人类的祖先则另辟蹊径，决定团结起来，以集体的力量和非洲大草原上的野兽们一较高低。考古证据显示，南方古猿时期的群体数量已经达到了80人左右，直立人时期增加到了150人，早期智人甚至能够组成多达250人的大族群，远比其他灵长类动物的群体数量大得多，这就是人类取得成功的关键因素之一。 我们的祖先依靠自己出色的长跑能力，创造出了一种全新的捕猎方式，即通过分工协作和长途追击，把猎物活活累死，即使不死也要将其累瘫，然后再用自制的梭镖或者棍棒一击致命。这种捕猎方式需要高超的智商和密切的团队合作，因此人类迅速成为地球上社会性最高的动物，人类的大脑也在这一过程中获得了所需的营养物质，脑容量进一步增加。 既然脑子对于人类来说绝对是个好东西，为什么我们的脑容量并没有一直增大下去呢？答案和直立行走有点关系。这种行走方式要求骨盆不能太大，否则双腿并不拢，走起路来会重心不稳。但是人类女性的生殖道需要通过骨盆，这就要求女性的骨盆尽可能地大，这就产生了矛盾。最终人类不得不做出妥协，让婴儿提前出生，在子宫外完成最终的发育。 从某种意义上说，今天的人类无一例外都是早产儿，我们的身体和大脑的发育过程有一大半都是在出生后才完成的。即使这样，女性的分娩过程也相当痛苦，婴儿死亡率远比其他灵长类要高。这件事看似是个缺点，没想到最终却成为改变人类命运的关键因素，因为这个做法延长了人类的童年期，极大地提高了大脑的可塑性，促使人类开发出一套适应性极强的后天学习系统，为创造力的出现奠定了基础。 更重要的是，人类母亲在分娩之后的很长一段时间内都要全力照顾婴儿，无力自主觅食，需要有人照顾，于是我们的祖先从早期的一夫多妻制逐渐转变成了一夫一妻的对偶制。千万不要小看这一转变，它让人类社会每个成员之间的地位越来越平等，不再被某个强者所控制了。在这样一个社会里，每个成年人都能够对自己所在的族群做出自己的贡献，人类的创造力就是在这一转变之后开始进步的。 但因为时间太过久远，除了偶尔发现的人类骨骼或者牙齿化石之外，人类祖先留下的唯一证据就是石器。不过，因为石器制造所涉及的信息辨识、分工协作和智力水平等技能比使用树枝、木棍等简单工具要复杂得多，所以这个证据的价值极大，我们甚至可以认为石器加工是人类大脑和身体发生变化的起点。 此事另一个有趣的地方在于，鸟类当中智商最高的新西兰啄羊鹦鹉和新喀里多尼亚乌鸦都生活在海外孤岛上，资源虽然有限，但周围环境中没有哺乳动物和它们竞争，所以它们是在一个生存压力相对宽松的环境中进化出创造力的。此前科学家们大都相信创造力源自压力，生活压力越大，越容易激发创造力。但近几年的研究表明，实际情况很可能正相反，比如动物园饲养的红毛猩猩通常要比野外的红毛猩猩更有创造力。有研究者认为，这是因为尝试新的生活方式是需要冒险的，如果生存条件恶劣，动物们最好的应对方式反而应该是守旧，因为它们没有资本去冒险。人类也是如此，只有对失败的惩罚力度变小了，人类才有闲心和勇气去尝试新的东西。 更重要的是，斯图特教授发现制造阿舍利石器这件事本身也会反过来刺激大脑的学习中枢，增加大脑的可塑性，让人变得更聪明。换句话说，他认为制造工具和高级思维很可能是相辅相成的，两者是一种协同进化的关系，我们的祖先因为聪明而发明了精巧的石器，又在制造石器的过程中促进了大脑的进化，从而变得更加聪明。 但是，所有的动物语言都没有真正的语法和句法，只有人类语言才有，这两个特征让人类语言的准确性和灵活性大大超过了其他所有动物，能够用来精确地描述复杂抽象的事情，比如教新手如何选择石材并制成石器。 火的使用从根本上改变了人类的生活方式，因为火是人类所掌握的第一个来自身体（肌肉）之外的能量形式，具有划时代的意义。火最直接的用途就是加工食品，烹饪极大地提高了食物的消化率，满足了日渐增长的大脑的需要，同时也养活了更多的人；火在加热食品的同时还能起到消毒的作用，以前无法食用的变质腐食终于可以被人类所利用了，人类死于食物中毒的概率也大大降低；火的防身作用也不可忽视，一支火把就足以吓退凶猛的猛兽；火还有取暖的功效，人类借助火的力量逐渐迁徙到了寒冷的北半球……所有这些优点合在一起，导致人类的总数终于有了大幅度的增长，并逐渐开始向非洲以外的地区扩散，最终成为地球上分布最广的大型哺乳动物。 在这个案例里，我们再一次看到鸟类的身影。确实，鸟类的智商和灵长类相当接近，但是由于各种阴差阳错，鸟类的上升空间不如灵长类大，渐渐落伍了。就拿用火来说，我们的祖先开发出了一种鸟类不可能实现的全新用途，这就是篝火。美国著名的进化生物学家爱德华·威尔森（Edward O. Wilson）曾经高度评价篝火在人类进化中的作用，他通过对非洲南部原住民日常生活的研究，发现这些猎手们白天的谈话大都是关于打猎的，内容非常务实，但一到了晚上，大家就会围坐在篝火旁讲故事，无论是故事内容还是讲述方式都极其生动，想象力十足。正是通过这些故事，部落成员们增进了彼此间的了解，培养了感情，文化就是在这样的环境下诞生的。 文化（culture）指的是一群人共同认可的思想理念和生活方式，其基础就是人类的共情能力（empathy）。我们非常善于在头脑中模拟他人的行为模式，猜测他人的想法，甚至体会他人的感情，这种能力对于社会性动物而言是极为重要的，我们正是依靠出色的共情能力进化成为一个相互信任的利益共同体，并在协调合作中发展壮大的。 创造力的进化和生物进化一样，都不是事先规划好的，而是修修补补、见招拆招的结果。人类的进化虽然源自一连串偶然事件，但其实整个过程遵循一套非常严格的逻辑和规则，创造力的爆发也是如此。 罗大佑是怎样炼成的？ “当时的台湾当局非常保守，他们的主要任务是‘反攻大陆’，对‘共匪’警惕性很高，但对美国的流行文化就睁一只眼闭一只眼了。”段钟沂说，“这就相当于在台湾开了一个天窗，让我们这些年轻人可以看到天空。他们不知道其实这玩意儿力量更大，为台湾社会后来的大变革埋下了伏笔。” 这两首歌流行度非常高，但罗大佑最具革命性的歌曲还得说是创作于1980年的《鹿港小镇》。这首歌是概念先行的，相当于命题作文。音乐风格终于摆脱了民谣的束缚，变得非常摇滚。歌词更是充满了批判精神，愤怒的情绪溢于言表。 人类历史上的绝大部分创新都不是凭空而来的巨大飞跃，而是对边界的一次次勇敢的探索和尝试。台湾歌坛经过30年的摸索和尝试，其边界不断扩大，那时的台湾即使没有罗大佑，也会出现和他类似的创作歌手。事实上，20世纪80年代的台湾歌坛涌现出了一大批优秀的创作型音乐人，比如侯德健、李宗盛、李寿全、梁弘志、黄舒骏、马兆骏、小虫和齐秦等，各有各的拿手绝活。这些人合力带来了台湾乐坛创造力的大爆发，并不是罗大佑一个人的功劳。 这个特点绝不仅仅是文艺界才有的，科学技术领域的创新同样如此。历史教科书喜欢造神，经常会习惯性地夸大某位天才的作用，比如达·芬奇就常常被吹捧成一位在生物学、工程学、地理学和绘画等很多领域都做出过大量创新的天才，但实际上他的很多发明创造都不是他自己想出来的，而是借鉴了前辈们的研究成果，其中还包括很多来自阿拉伯同行们的贡献，他只不过将其转译到了欧洲而已。再比如，牛顿也曾经被视为一个罕见的天才，历史教科书非常喜欢将他描绘成一个性格孤僻的怪人，但实际上牛顿一直和当时的欧洲科学界保持着密切的联系，他的很多研究成果都是在前辈们的基础上以及和同行们的交流过程中做出来的。 流行歌曲之所以流行，歌词好只是一个方面，很多时候旋律更重要，对于中国听众来说尤其如此。罗大佑早就看清了这一点，他的大部分歌曲都是先有曲后有词的，只有《之乎者也》等少数几首歌例外。 “我写歌一定要求曲子先成立，我必须确认这个曲子是好听的，旋律是有说服力的，才会继续写下去。”罗大佑对我说，“我在这方面好像比较有灵感，有时候一觉醒来脑袋里就有旋律跑出来，所以我觉得我可能天生比较适合干这行。” 罗大佑的例子充分说明，天赋并不是创造者的必要条件。当然了，某些遗传特征确实能起到一些作用，比如天生对色彩或者声音敏感的人更容易在美术或者音乐领域取得成功，但真正的原因不是这样的人有什么别人没有的才华，而是这样的遗传特质会让一个人在很小的时候就发展出对某个领域的兴趣，只有这样他才能有充足的时间在这个领域深入下去，比其他人更早地接触到该领域的边界，然后有所突破。 《歌》的旋律是如何写出来的呢？罗大佑在作曲方面的才能究竟从何而来？真的有一位音乐之神暗中相助吗？罗大佑自己并不这么看：“其实写旋律的过程并不玄妙，流行歌毕竟不是交响乐，没那么复杂。我会把平时生活中偶尔得来的灵感记下来，就这样积攒了很多短小的动机，至今还有一两百个没有用呢。写歌时，我会从中选出比较好听的动机，有时只有几个小节而已，然后我会通过各种试验来逐步地完成它。这是个很漫长的探索过程，有时甚至需要好几个月的时间。” 据罗大佑介绍，这个探索过程有时是非常理性的，比如他会根据音乐的基本规律尝试不同的和弦，或者根据歌曲的性质尝试不同的节奏和唱法。但是，有两个关键步骤是非常感性的：第一，他需要知道这个旋律是不是曾经被别人用过，或者会不会和已有的旋律太过相似。第二，他需要判断这个旋律是不是真的好听，能否支撑起整首歌。事实证明，这两点才是区分作曲家好坏的试金石，值得详细分析一番。 “任何一个创作者，在取得成功之前一定是个好观众，比如好的作家首先一定是个好读者，好的音乐家首先一定是个好的听众。”罗大佑对我说，“音乐的创作过程是主观的，但音乐的欣赏过程是客观的，我以前听过很多音乐，而且是抱着学习的态度去听，在这个过程中慢慢找到了属于我自己的音乐美学。” 与此类似的一个案例就是视频分享网站YouTube的成功。其实早在YouTube公司成立十年前的1995年就有人想到了这个主意，但当年还处于拨号上网的时代，网速根本达不到分享视频的要求，奥多比（Adobe）公司也还没有开发出那个最终成为行业标准的视频播放平台（Adobe Flash）。这两个条件直到21世纪初期才得到满足，YouTube适时地推出，迅速取得了成功。 专程来参加2018年机甲大师赛的美国弗吉尼亚理工大学战队的队长周艺品告诉我，中美两国的大学在机械工程专业领域的教学思路很不一样。美国大学的机械工程系本科生需要学习的内容非常广，老师要求学生掌握和机械工程有关的各种基础知识，但深度普遍不如国内大学，所以美国的大学毕业生往往需要在研究生阶段继续深造后才能找到工作。相比之下，中国大学本科生从大二开始就要学机械制图等各项实用技能了，保证学生们一毕业就能上岗工作。换句话说，美国大学注重培养的是工程师思维方式，中国大学更看重的是培养合格的劳动力，因为中国的工厂普遍急需专业人才。 周艺品想了一会儿后回答说：“我觉得双方各有优缺点吧，我觉得取中间值比较好。”他的回答体现了提升创造力的最大诀窍，那就是博采众长，各取所需。事实上，当年的罗大佑就是这么做的。 纵观历史，几乎所有重要的发明创造均来自城市，城市规模越大，发明创造就越多，这一点和描述生物体新陈代谢速率的“克莱伯定律”正好相反。该定律是由瑞士生物学家马克斯·克莱伯（Max Kleiber）于20世纪30年代提出来的，大意是说，一只动物的新陈代谢水平是其体重的四分之三次幂，比如一只猫的体重是一只老鼠的100倍，但猫的代谢总量并不是老鼠的100倍，而是31倍，算下来每个猫细胞的能量消耗只是老鼠的三分之一而已。也就是说，动物的体型越大，其单个细胞的新陈代谢率就越低，能量效率就越高，这就是动物体型会越来越大的原因之一。 如果我们用专利数或者研发经费总数等硬指标来衡量城市创造力的话，就会发现结论正好相反，城市越大，创造的过程就越活跃，创造力就越强。具体来说，假如A城比B城大10倍，那么A城的创造力不是B城的10倍，而是17倍，假如A城比B城大50倍，那么A城的创造力则会增加到是B城的130倍之多！韦斯特认为，解释这一现象的最佳理论就是液态网络理论，城市为人类提供了一个液态的信息网络，创造力正是在这样的环境中得以爆发的。 总之，要想提升创造力，首先必须想办法打造一个液态网络，让信息流通起来。比如，有很多研究证明，没有围墙的开放式办公环境有助于提升创造力，因为这种环境很像液体，便于员工们彼此交换信息。 罗大佑很不喜欢现在的互联网，他认为网络最大的罪恶就是好像什么问题都可以迅速给你答案，以至于现在的年轻人体会不到那种“找不到答案”的感觉，而他那个年代很多东西都是要自己去找的，这个过程非常重要，因为罗大佑坚信好音乐一定是挣扎出来的。 段钟沂同样对互联网评价不高，他认为网络提供的是破碎的资讯和拼凑的知识，只有书籍才能提供一套逻辑完整的世界观。现在的年轻人非常善于从网上寻找自己想要的知识，但他们不会去主动了解自己不想要的知识。久而久之，每个人都在属于自己的那条道路上越走越远，反而看不到别样的风景了。 不管两人的观点是否正确，有一点是肯定的，那就是创造力并不直接来自网络，而是来自网络中的那些具体的人。这个世界上没有所谓的“全球脑”，网络本身是没有创造力的，它只是为那些具有创造力的人提供一个合适的平台，让他们更容易相互启发，更方便相互激励，更有机会脱颖而出。 灵光如何才能乍现？ 短暂的幕间休息之后，换了身衣服的阿布再次登上舞台，开始了下半场的即兴演奏部分。即兴是音乐演出的最高境界，音乐家事先不做任何准备，上台前把大脑清空，然后在舞台上即兴表演，把创造音乐的全过程毫无保留地展示给大家。 阿布认为，弹即兴需要有足够多的阅历和足够快的反应速度，只有这样才能不断产生新的想法，并迅速做出判断，好的就继续发展下去，差的就必须立即放弃。他年轻的时候根本不敢弹即兴，知道自己阅历不够。杰瑞特之所以敢弹那么久，原因就在于他当年刚好30岁，阅历和经历都处于鼎盛时期。事实上，杰瑞特的高水准只维持了几年，之后便迅速下降，水平大不如前了。 人类之所以进化出了这样一个极其复杂的网络系统，是因为我们头脑中的每一个微小的思想，每一种细微的感情，都是由一组特定的神经网络来实现的。所谓灵感，其实就是一组此前没有联系的神经元突然连在了一起，或者此前联系不够紧密的一组神经元因为某种机缘巧合被重新强化了，如果这个新的网络被证明很有用，它就会上升到意识的层面，变为一项有用的创新。 有没有其他办法模拟做梦时的精神状态呢？答案是肯定的。曾经有心理学家做过实验，发现让大脑休息会提高创造力，但这并不是啥事不做的那种休息，而是让自己一边做着一件简单的事情一边放松心情，比如散步、浇花或者做家务。此时灵感最容易出现，因为这个时候大脑仍然在想着那件让你琢磨不透的难题，只是不像专心思考时那么集中精力地在琢磨，只有这样才能让埋藏在大脑深处的神经连接浮出水面。 除此之外，看闲书、记笔记以及和同事聊天等做法都能扩大神经元的触角。说到看闲书，微软前总裁比尔·盖茨就是个好例子，他多年来一直坚持阅读和自己职业不相关的闲书，从中寻找灵感。最近几年他开始定期公布自己看过的闲书，题材真的极其广泛，大家可以找来这份榜单认真体会一下。 为了更好地从错误中找到灵感，我们可以主动增加试验的次数，为创新提供更多的选择。比如贝多芬在作曲时经常会为同一个主题写好几个不同的版本，然后从中选出最好的；海明威在创作《永别了，武器》时甚至写过47个不同的结尾，然后选了其中一个作为定稿；莎士比亚的创作高峰发生在他的中年时期，在此之前他创作过大量失败的剧本，但他没有放弃，终于获得了成功；爱迪生在研发灯泡的过程中试验了3000多种不同的灯丝材料，最终只有两个获得了成功。事实上，爱迪生一生中申请过的专利有三分之一被拒，获得成功的1093个专利当中绝大多数都毫无价值。如果我们只看统计数据的话，爱迪生简直就是一个失败的典型，但实际上他只需要少数几个明星级创新就足够了。 互联网的两个重要属性：算法和民主。算法会让一个人永远只能看到他最想看到的东西，信息民主的结果就是一个人只会点击他自己最想看到的内容，这两种属性如果不加控制的话，将会把未来的人类社会变成蜂巢社会，兴趣相似的人聚在一起组成一个个封闭的小窝，不再和其他人群交流，这就违反了创造力的法则，导致社会和文化上的大倒退。 正是因为对这种场景的担忧，罗大佑才会一再强调旅行的重要性。因为旅行会强迫一个人离开自己的小圈子，扩大自己的知识边界，从而更好地探索“相邻可能”，创造力就是这么来的。 约翰逊的研究得出了两个重要结论：第一，现代社会的大部分创新都是集体智慧的产物，过去那种绝世天才单打独斗的情况正在变得越来越罕见。第二，资本主义市场经济虽然对于创造力的增长起到了一定的促进作用，但基于公益的创新仍然是主流， 这一点和达尔文的进化论非常相似。生存竞争只是进化的表象，团结合作才是核心。自然界的绝大多数生命都是相互依存的关系，大家遵照一个简单的原则共同成长，人类也不例外。我们这个物种要想在宇宙间长久生存下去，就必须学会相互合作，把创造力用在正确的地方，齐心协力面对将来必然会出现的各种风险。