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工具与积累
知乎看多了,我一直对我的专业生物科学很困惑,很多人认为,生物是一门不那么 “严谨” 的科学,它并不像物理数学一样建立在大量的数学模型上,而是相当依赖于实验,到 21 世纪了,生物学还没有建立起一套完整的科学认识体系
就以中心法则为例子吧,它作为生物学中的根基,和牛顿第二定律在物理学有有相近的科学地位,但就是这样的定律,在目前还是不断地有 “例外” 被找出来
我一直认为,生物学现在的状态,某种意义上正像 17 世纪的物理学,第谷、开普勒正在疯狂攒数据,牛顿还没动笔,但新的望远镜和计算工具已经摆到桌面
如今我们对生物学的认识已经深入到了分子水平,我们已经知道构成生物学大厦的密码是什么,是如何构建的,尽管里面的很多细节我们还尚不清楚
我们正处在一个牛顿式综合还没有发生,但已经呼之欲出的前夜
之前上一位老师的课,他说过这样的一句话,如今我们正在大量地对各种生物进行测序,但是我们并不知道测出来的这些东西到底有什么用,很多是无法解读的
我觉得这其实也很符合人类对外界事物探索的逻辑,新方法一旦出现,人们通常不会立刻知道它的 “终极意义”,而是先疯狂使用,把数据堆积起来
- 显微镜刚发明时,科学家只是 “看到很多奇怪的小东西”,他们也不知道这些微生物和疾病、生态有何关系
- X 射线刚出现时,物理学家到处给东西拍照,很多应用是后来才逐渐被认识的
- 17 世纪的天文学,也是望远镜一出来就对着天空扫,先把数据记下来,规律还没来得及总结
很多理论体系,不是从 “完美设计” 开始,而是从 “不停试验 + 数据堆积” 中 “涌现” 出来的,从这种方向上看,当前的大量的基因测序并不是浪费,而是在储存“燃料”
方法诞生 → 数据堆积 → 模式提炼 → 理论总结,这是一个反复出现的循环
我们只是尚未有能力来分析这些数据背后的奥秘
这些工具的大量使用,也同样带动了周围的一些配套技术的发展
我目前还坚定地认为生物信息学一定是未来生物学的重要发展方向
生物的“不优雅”
有些人认为,生命本身是不优雅的,充满了历史偶然、冗余、随机性,但这个观点我是不太同意的
目前,从分子生物学的角度来看,可能确实是这样,基因组里面存在大量的“垃圾”片段、进化路径依赖严重、随机性强,存在变异热点
这有可能类似于计算机中的纠错码,有可能增强当前生命系统的鲁棒性,也有可能我们尚未发现启动的遗传密码
但是假如我们以一个更高的视角来看这个问题,我认为生命是极为优雅的
细胞往往能以“最优”的方式完成生命活动,许多分子过程(如酶催化、能量利用、信号传递)在物理化学条件下几乎达到了“极限效率”
在高中的时候我对免疫饶有兴趣,很长一段时间沉迷于各种免疫通路与反应,抗原的传递,对外界病原体的反应,这同样非常有意思,而且非常高效且优雅,各种免疫细胞相互配合,又相互制衡,在尽可能快地消灭病原体的同时,又尽可能小的损害内环境
这很像数学或艺术中的“表面复杂、深层简洁”——局部充满折衷、残缺和偶然,但整体却在一个宏观框架下展现出优雅
如果把生命看作一个多层次的系统,那么它的“优雅”或许并非来自每个局部都完美,而是源自整体在混乱之上生成秩序的能力
这样的思考是否有意义
我经常在思考这样的问题,对于务实主义者来说,更多的是在思考如何去解决问题,我反而在不断地产生新的问题
但我觉得这样的思考是有意义的,更多的是在思考我未来能做些什么,保持对这个行业的敏感度和热情
热情很重要,我觉得这是“学一辈子生物”的基础,如果失去了热情,那就正式退出了,学生物是一门长期主义,多和别人交流,多去寻找自己正在感兴趣的方向,这本身也是一种乐趣