原文作者丨[日]本庶佑
摘编丨安也
理解生命到底是什么意思？
人类基因组的完整测序，意味着我们已经基本掌握了生命的设计图。有些人期待能从这里出发，理解生命的全部奥秘，但是与此同时，另一些人依然悲观地认为我们永远不可能完全理解生命。在这里，我们有必要首先思考一下，所谓理解生命到底是什么意思。理解生命现象的基本原则，以及从分子层面描述各种生命现象，是理解生命的一个步骤。但是在此基础上，我们究竟能否将基因组中存在的数万个基因及其代谢产物，以及它们的调控因子作为一个整体来理解生命的全貌呢？
像这样，将许多分子的相互作用放在一起考虑，试图将分子层面的理解拓展为生命现象层面上的理解，这样的尝试被称为“系统生物学”，是近年来十分活跃的领域。
本文出处：《生命科学是什么》，[日]本庶佑著，徐灵芝译，鹦鹉螺丨中信出版社2020年10月版。
系统生物学研究者正在尝试将数量众多的各种参数输入拥有强大计算能力的计算机，用数学公式演绎性地推导出生物学功能。简而言之，就是试图用计算机模拟来捕捉生命现象。今天我们可以说，这种尝试已经取得了一定程度的成功。例如，有研究者利用各种物理参数，尝试在计算机上再现心脏的跳动。但是，这种模拟显然还远远没有达到能够将心脏中所有的分子信息统合在一起的水平。此外，人们正积极地用计算机来模拟某些药物的细胞内应答机制，尝试建立细胞反应性的测定方法。
目前的系统生物学研究，常常是将生命现象的某个有限的侧面孤立出来研究其分子层面的相互作用，或者是在不需要追溯到分子层面的前提下，对细胞相互作用或者整个器官的生理机能进行再现。但是，对于复杂的生理功能（比如大脑功能），以及作为全身防御系统的免疫系统的调控机制，目前要进行模拟研究的话，还需要打破极其困难的壁垒。
现在，系统生物学面临的瓶颈可以概括为两个方面。第一，需要考虑的因素（变量）太多，这会使计算公式出奇地复杂。这种过于复杂的计算很容易陷入混乱，无法做出有意义的预测。
诚然，只要对参数进行仔细调整，就可以很容易地在计算机上再现已知现象。但是，如果仅仅是这样，就和单纯地制作CG动画（计算机动画）没有太大的区别了。真正有价值的计算结果需要能进行有意义的预测，即从生物学的角度预测出重要的未知现象。遗憾的是，我们还不知道系统生物学能否达到这样的水平。
第二，我们还没有充分掌握所有参数，所以仅凭已知参数进行模拟，其结果会与实际相差甚远。理解生命的另一条道路是构建人工生命。这种想法的基础是：如果我们能从基因开始，成功创造出最简单的生命，我们就能够相应地理解生命的基本原理。此外，使用这种方法能制造出有用的微生物，为社会创造价值，因此，此类研究获得了极大的关注。但是，“创造人工生命”的说法可能有些夸大。目前实际进行的研究是，找出实现生物自我复制所需的最少限度的基因，并将相应的DNA连接在一起，放入已有的细胞中，观察其增殖情况。此外，也有研究者尝试对单个基因的功能进行改良，并将其应用于特定代谢产物的高效生产等。
电影《造物弄人》（2009）剧照。
回到最初的问题：我们对生命的理解，究竟能达到何种状态？这是一个我们必须不断追问自己的问题。要描述生命的形态，所需的参数虽然有限，但又如此众多。不得不说，即使是通过方程式来完全描述单个细胞的状态，也是极其困难的。
今天，我们已经可以人工合成病毒的基因，并将其植入宿主细胞中，从而制造出完整的病毒。我们或许可以认为，对于病毒，我们已经相当了解。但是，正如前面已经讲过的，病毒只具有生命体的部分功能，所以我们离理解生命的完整面貌还十分遥远。在理解生命这条道路上，我们还有很长的路要走。
基于本能快感的幸福感是低层次的吗？
自古以来，许多贤人和哲人都异口同声地承认，幸福感是建立在快感基础上的；但是与此同时，他们又说，基于本能快感的幸福感是低层次的，人必须追求更高层次的、真正的幸福感。
对生物来说，本能的快感与生殖欲、食欲、竞争欲这三种欲望的满足密切相关。这些欲望又与生命的根本价值——“生存”，有着本质上的联系。为了生存下去，生物必须留下后代，必须获取能量、自主活动，也必须与外敌斗争并适应环境。如果生殖行为不能带来快感，生物就不会热衷于生育后代；如果好吃的东西不能带来幸福感，它们就不会拼命进食；如果在竞争中获胜得不到快感，它们也就不会勇敢地面对困难而生存下去。如此看来，可以认为在进化过程中，很可能只有那些把“对生存所必需的行为给予快感奖励”编入了DNA的物种，才能够生存到今天。
问题是为什么人们一直都说，这样的幸福感是非常低层次的，如果停留在这个水平上，就体会不到真正的幸福呢？其中的原因在于一个自古以来人们就知晓的事实：一旦欲望得到满足，人很快就会厌倦。喝到了美味的葡萄酒，就会想要更好的葡萄酒；得到了权力，就会渴望更大的权力。欲望饱和也有其生物学基础。所有的快感都是由感受器接受刺激而获得的。对于视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等所谓五感的感觉器官来说，如果反复给予其相同程度的刺激，它们就会变得麻痹。这就是“欲望满足型幸福感”最终会达到饱和的生物学基础。除此之外，还有一种快感被称为“不安消除型幸福感”。
不安感从何而来？恐怕也是被写入DNA中的。生物感知到前面提到的三种生存要素受到了侵害，就会感到不安。譬如，当生命受到威胁时，生物就会减小留下后代的可能性。许多有毒有害的食物都有奇怪的味道。看到外表高大强壮的动物，人类会本能地感到恐惧，根本不想尝试与之战斗，而是一溜烟地逃跑。此外，就像柏拉图的寓言所描述的那样，人会因孤独而感到不安，这大概是因为人类和很多其他动物都会因群居而感到安心。
既然我们不可能消除这个世界上所有可能引起不安的因素，又该如何获得安定平静的心境呢？宗教学家说，这是一种了悟的境界，是经历过不幸才能获得的。据说，恶人、因作恶而感到痛苦的人，以及陷入极端困境的人，最为接近心灵安定的了悟境界。但是，没有遇到过巨大不幸的凡人也不必担心。通过伟大的艺术作品，尤其是优秀的文学作品，我们也可以充分体会人生的苦恼和他人的痛苦。或许可以认为，宗教的作用就是为人们提供可以消除烦恼和不安的“万能软件”。
幸运的是，不安消除型幸福感不会变得麻痹。由此看来，虽然欲望满足型幸福感和不安消除型幸福感的来源都与生存相关，但它们受到不同的机制调控。在生物学上，不安的感觉受到怎样的调控呢？在人的大脑中，信息会从感觉器官传递到知觉中枢。
看到好吃的东西，人就会产生想吃的条件反射。但是，大脑中有更高一级的高级控制中枢，可以通过控制学习和记忆的反馈来调节行为和感情。经历过各种悲惨的体验之后，与那时相比，自己现在所处的状态就会显得幸福——高级控制中枢就是这样提高了神经回路中不安感的阈值。神经中枢可以控制由感觉器官传入的感觉的强度，从而影响行为和感情的表现，有多个证据都可以说明这一点。
电影《湮灭》（2018）剧照。
遗传性耳聋–视网膜色素变性综合征是一种严重的遗传病，患者出生之后，视觉和听觉会逐渐变得麻痹。但是据说在完全失去视觉和听觉之后，患者的嗅觉会变得非常灵敏，甚至可以只凭化妆品的气味就分辨出对方是谁。
与许多其他动物相比，人类的嗅觉异常迟钝。但是，从上述疾病患者的情况来看，这可能并不是因为人类嗅觉受体提供的信号太弱，而是因为人类通过视觉获得的信息格外多，所以高级控制中枢在进行信息处理时会专注于处理视觉信息，而没有充分感知嗅觉信息。但是，当来自视觉和听觉的信息输入停止时，嗅觉就会全面解放。另外，所有人都有过这样的经历：在认真看书时，你会完全听不见有人在背后叫你。这同样不是因为没有听觉信息的输入，而是神经中枢在信息处理阶段进行调节的结果。
总而言之，从生物学角度来看，要充分品味幸福感，不能仅依赖于欲望满足型幸福感，而应该将重点转移到不安消除型幸福感上，通过其阈值调控方式来更好地品味幸福。因此，通往稳定幸福感的最理想道路应该是，首先获得永久性的安定感，然后加上适当的快感刺激。也就是说，保持轻松的心态，再偶尔喝一杯美味的葡萄酒，大概就是最幸福的人生了。
生物学是所有现代人必备的素养
曾经，没有选修过生物学的学生也可以报考京都大学医学部，结果造成了超过90%的医学专业学生对生命科学几乎一无所知的状况，这非常令人担忧。如果有志于医学的人不知道生命是如何运作的，又怎么会下定决心走上以慈爱之心拯救生命的职业道路呢？医大教授会的成员们认为，这正是当时考试制度诸多弊端中的一个典型，经过慎重的反复讨论，他们最终决定把生物学列为入学考试的必修科目。与此同时，日本医学部长会议也呼吁医学部考生必修生物学。这是发生在平成十五年（2003）的事。
电影《第六日》（2000）剧照。
实际上，了解生命科学知识的必要性并不仅限于医学专业的学生。今天，我们在考虑和生命相关的现实问题（例如：器官移植、再生医疗、基因疗法、在自己体内培育别人的受精卵，以及应该为老年人提供何种程度的医疗等问题）时，如果不了解其具体内容，就无法进行讨论。此外，对“人应该怎样存在”这样的观念性问题进行讨论时，我们也常常感到其在应对实际问题上的局限性，这是不是因为当我们从这样的观点出发进行讨论时，虽然是无意识的，但实际上是以“人类是一种特别的存在”为前提进行讨论的？
但是，根据今天的生物学研究成果，人类并不是特殊的生物，只是一种与其他灵长类动物非常接近的动物。对同卵双胞胎的研究表明，我们的行为方式也受到遗传调控。在思考人的生活方式时，我们不能只在文化社会层面上讨论人应该是什么样的。如果不能从科学的角度理解作为生物的人类的生存机制、知觉、认识或行动的原理，就不可能充分理解这个问题吧？
这样的例子并不仅限于生物伦理学。很多报道武断地认定转基因食品是危险的，难道不是缺乏生物学知识的结果吗？另外，在讨论如何应对最近出现的恐怖主义问题时，仅仅挥舞正义之剑并不能解决问题。我们必须先承认，人类在拥有爱的同时，也拥有憎恶的感情。为了与他人竞争并得以生存，憎恶感是必需的，所以它也被烙印在人类的基因中。憎恶感为人类带来了许多麻烦，但它其实与体育、科学、艺术等方面必不可少的好胜心是同样的情感。我们是不是能以科学为依据，找到控制这种感情的方法，实现超越憎恶感的和谐共处的世界呢？如此看来，可以毫不夸张地说，不论学习文科还是理科，生物学都是所有现代人必备的素养。
最近，再生医学、基因治疗等词语越来越多地出现在媒体上。对于一般人来说，我们一方面期待随着医学的进步，寿命会越来越长，生活会越来越舒适；而另一方面，我们又担心医疗的过度发展是否会给人类自身的存在方式带来巨大变化。随着器官移植和辅助生殖技术的进步，已经有许多生命获得了拯救，也有许多生命得以诞生。但是，可以进行器官移植手术的患者年龄上限到底应该是多少？社会又能否负担得起让所有人都享受这些高级医疗方法所需的高额医疗费用？或者说，最终只有一部分有钱人才能受益？这些令人头疼的问题堆积如山。
如何才能解决这些社会性的全人类难题呢？毋庸置疑，有必要让普通国民参与讨论，但是，普通国民会由于对技术内容的理解不足而产生犹豫，或者反过来产生武断的偏见，所以到目前为止，尚未实现比较有效的民众讨论。另一方面，令人遗憾的是，来自医务工作者的积极发言比较少。长期以来，医疗工作者一直遵循一种单纯的哲学进行工作：医疗的使命就是尽一切可能来延长患者的生命，哪怕只延长1分或者1秒。但是最近，越来越多的人认为提高患者的生活质量才是最重要的。而实际情况是，无论从哪一种思维方式出发，面对无法完全处理的现实难题时，很多医务人员都多少有些困惑。
电影《孤高的手术刀》（2019）剧照。
从20世纪末期开始，随着生命科学迅速发展，医疗的性质发生了很大的变化，并且使这些问题变得更加困难。医疗是一项直面人类最根本的烦恼——死亡的崇高工作，它吸引了许多优秀年轻人；医生也是普遍受人尊重的职业。但现实情况是，由于医疗技术的进步和人们对欲望无止境的追求，医疗已经转变为追求利润的商业行为。能够说明这一点的具有代表性的例子是，“伟哥”产品给制药公司带来了高额利润。美容整形手术也是一样，辅助生殖技术中的一部分也属于这一类型。据说在有些国家，美丽而聪明的人的卵子会被高价出售。
为了解决这些难题，我们不得不回到“医疗到底是为什么而进行的”这个原点。自古以来，掌权者必定会寻求长生不老。这可以说是人类永恒的欲望。但是，人总有一天会因衰老而死亡。这是人类作为生物的根本宿命。重视生活质量的人认为，医疗的职责是帮助人们在有限的生命中尽可能健康地生活。问题是什么才是“健康”。前面提到人有各种欲望，但是欲望的满足并不总与健康保持一致。我认为，我们不能不对这个问题进行彻底讨论并理清思路，不该就这样放任医疗作为商业活动而不断膨胀。
每一个现代人都无法摆脱生物演化的历史
在太平洋战争中，220万日本国民失去了生命。广岛、长崎被投下原子弹，日本成为世界上唯一被原子弹轰炸过的国家。但是，关于日本为什么发动那场战争，又为什么战败，很少有总结性的全面历史研究。其中，美国记者罗伯特·斯蒂尼特的《珍珠港的真相》（DayofDeceit）一书提供了令人震惊的观点。
这本书基于数量庞大的资料，进行了有说服力的分析：美国为了压制国内的反战势力，并加入欧洲战场，制订了引诱日本率先攻击夏威夷的周密计划。据说，美军监听并破解了日本的外交和军事密码，事先察觉了日本海军的动向，知道日本舰队在单冠湾集结，但时任美国总统罗斯福故意没有向夏威夷的太平洋舰队司令官传达这些情报。
在军事和外交情报战中，日本毫无防备、过度无知，因而投入了那场惨烈的战争，使许多人失去了生命。如果日本能对此进行反省，就可以重新审视现代的外交战略和经济战争中的情报战略，并在看穿美国真正意图的基础上采取措施。在当前困扰着日本经济的全球金融危机中，我们再次采取了与大正时代金融恐慌前完全相同的债务扩张政策，这不正是没有向历史学习的典型事例吗？
每一个现代人都承载着人类文化的历史，同时也都是演化的产物，无法摆脱生物演化的历史。人类之所以会患上某些疾病，也常常是因为在漫长的生命演化历史中，人类为了生存而获得的某些遗传信息，与人类社会快速文明化所带来的生存环境变化之间无法匹配。例如，糖尿病患者每年都在增加，这是因为我们的祖先曾经常常处于饥饿状态，所以他们不太需要那些能够降低血糖水平的基因。在地球上，有部分国家的人民从饥饿中解放出来的确切历史，还仅仅不到100年。
电影《侏罗纪世界2》剧照。
即使是在考虑人类的社会行为时，也无法脱离人类作为生物物种的演化历史。没有任何证据能够证明，人类是与其他生物完全不同、拥有高度道德感的生物。或者说，更正确的观点应该是，人类与其他动物一样具有条件反射，具有追求欲望的神经回路。精神分析学家中本征利所著的《男性恋爱分析学》一书认为，男性在恋爱中的思考和行动方式的基础，与其他雄性动物几乎完全一样。
历史已经反复证明，单纯依靠观念性的“性善说”体系是失败的。人类只有通过接受教育才能获得社会性。人类是一种动物，我们有必要从动物行为学研究出发，找到一种经营社会生活的体系，让人们在不威胁他人的基础上获得幸福生活。我们应该再次认识到，开启人类未来的钥匙，应该在对包括演化在内的人类历史的冷静分析中。
本文选自《生命科学是什么》，较原文有删节，小标题为编者所加，非原文所有。已获得出版社授权刊发。
作者丨[日]本庶佑
摘编丨安也
编辑丨张婷
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