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推荐序三

德国癌症研究中心终身研究员 刘海坤

王立铭是科普界的明星，也是国内少有的可以在科普与科研间自由切换的优秀青年科学家。

我之前读过立铭的两本精彩大作（《吃货的生物学修养：脂肪、糖和代谢病的科学传奇》和《上帝的手术刀：基因编辑简史》），后来知道他在用心打造一本新著，再后来读到他精彩的新书书稿的后记，更加心急难耐。万幸近日从立铭处得到样书，遂一气读完，就是这本《生命是什么》。

生命是什么？如果是对“生命”这个概念的解释，那么这可能是我们能想象的最难回答的问题之一，学术界也没有统一的答案。但如果这是个开放式的问题，那就可以在很多有趣的维度上进行解释并充分演绎了。立铭便是从多个维度中提取出最重要而又互相承接的维度，并以层层递进的方式进行解析的。本书的主题明显比立铭前两部书更宏大而深刻，所以我称之为一部“野心”之作。

生命是什么？立铭在开篇并没有尝试直接回答这个问题，而是把视角转离地球，瞄向太空。他首先提出了一个令全人类都感到好奇的问题：外星生命是否存在？然后讲了几个精彩的科学故事，例如，非常有说服力的“费米悖论”，令人遐想的“戴森球”，以及可以推算外星生命概率的“德雷克公式”，杰出的人类一直尝试用理性去想象外星生命存在的模式。而寻找外星生命的一个前提是我们要有能力分辨什么是生命，这也是困扰美国国家航空航天局寻找外星生命的科学家的一个主要问题。这个问题自然而然地引出了本书的创作主旨——生命是什么？

生命科学的尺度跨越了纳米到宏大的地球生态系统，宏大繁复，包罗万象。想要从中提炼出生命的基本特质并书写出来，是极具挑战性的。不过幸好我们有贯穿生命科学的第一原则：进化论。立铭选择了生命的演化作为轴线，在其妙笔之下，一出跌宕起伏、惊险刺激的几十亿年的大冒险戏剧就此拉开序幕。他先从科学产生之前古代哲学家对生命本质的探讨谈起，之后科学家登上舞台，一个个精彩的科学故事展现了人类不断从多维度接近、理解并尝试解析生命本质的曲折过程。再后他把镜头迅速推进到著名的米勒－尤里实验，该实验令人惊奇地证明了生命起源的基本分子（如氨基酸）可以在实验室模拟的古代地球环境里快速产生。这基本解决了生命原材料的来源问题，随之引申出当代科学三大重要问题之一：生命的起源问题。

在漫长的宇宙历史中，最神奇的事件之一莫过于生命的诞生。在前进化论时代，大多数人类甚至认为地球上生命的多姿多彩是神迹存在的最好证明。正如物理学家对理解宇宙起源的“大爆炸”充满了无穷的向往和想象，生物学家对理解生命诞生这一从无到有的重要时刻也抱有同样的情感。虽然我们无法排除生命起源于外星的可能性，但理解并尝试重构生命诞生的原始过程是很多科学家一生的追寻。

对于这部分内容，立铭首先提出了产生生命的物理先决条件——能量。薛定谔（立铭的偶像之一，物理学黄金时代的代表，量子力学奠基人之一）在1944年出版的影响深远的科普名著《生命是什么》里提到，由热力学第二定律推论, 在一个封闭系统中，熵只会增加，即变得无序。而生命是高度有序的系统，所以生命应以负熵为生，需要能量的摄入来维持稳定而有序的存在。这一推论显示出生命的基本法则不违背物理基本法则。实际上，我们目前已知的所有生命的基本法则都不违背物理或化学基本法则，不过，迄今为止还没有物理学理论能够把对生命的解释包含其中。以此为引，立铭请出了他非常喜欢而且在书中不吝言辞赞美的ATP及其合成酶。这一部分写得非常精彩，是本书的高潮部分之一。我不敢在此剧透，强烈推荐读者自己阅读体验。

解决了能量问题之后，想象力丰富的立铭随即把一个个精彩的理性科学发现与其浪漫的想象力结合在一起，构想出了生命诞生之初的“前生命”形式的几个可能版本（从1.0到4.0），蛋白质、DNA和RNA轮番登上舞台。他尝试从各个角度探讨生命起源的可能途径。这部分内容展现了立铭作为著名科普作家的写作功力。生命诞生前的时刻对科学家来说都是神秘和晦涩的，立铭通过丰富的想象力把各种可能性转变为一幕幕精彩的文字影像。

所有上述准备都是为了生命诞生的这一刻。这是一个可以自我复制生命分子和个体的生命单位，一个活着的细胞。这应该是一个有能力把遗传信息传递到几十亿年之后的细胞，一个有能力转动进化之轮的细胞。可以说，生命的诞生标志就是第一个细胞的诞生。在这个环节，立铭强调了细胞膜的产生是关键的一步，因为这是把酶、遗传物质和其他生命必需的分子聚集在同一空间的关键。我个人认为，对第一个细胞的多种想象是立铭可以进一步加以发挥的地方，可能因为篇幅原因，立铭并没有在此进一步打开其想象力的闸门。而随之而来的细胞的分工即多细胞生命的出现则打开了生命爆发的闸门，这直接导致了更为复杂的生命以及具有高等智慧的人类的出现。立铭称之为“君临地球”。

虽然进化本身并非是从低级到高级的，但复杂生命的产生却是长期进化的结果。而在漫长的生命进化史中，最杰出的产物非人类的大脑莫属。作为神经科学家的立铭在书的后半部分为读者展示了大脑的功能（感知、学习记忆和社交），并讨论了在哲学上都极有难度的抽象概念：自我意识和自由意志。这部分为我们呈现了一幕幕精彩而又真实的科学故事，从视觉的神经解码，到语言的生物基础，再到多重人格和人工智能，为我们展示了一个已经非常精彩而在未来会更加精彩纷呈的科学世界。

科学研究在带来新知的同时总是带来新的未知，生命科学的未知遍布各个领域。曾经被生命科学吸引的物理学天才费曼戏言，在生物学领域，随便一个问题，我们都没有答案；而在物理学领域，则要花相当多的时间才能找到没有被解决的重要问题。这一现状并没有太多改变，立铭最后讨论的生命科学的已知和未知也会让读者浮想联翩，我想这部分对于有抱负的下一代科学家会有相当大的吸引力。所以，读完本书，你可能没有找到“生命是什么”这个问题的答案，但你对“生命是什么”的理解一定会有质的提升，而且可能会发现，理解生命可能并不需要急着回答“生命是什么”这个问题。

好科普难写，兼具深度与高度的原创科普作品极少。我个人认为，立铭的作品是中文科普世界里凤毛麟角的存在。他对科学有独有的深刻解读方式，也有在科普世界里少见的写作视角。难能可贵的是，他在书里引用了该领域最新的科学进展和最精彩的科学故事。这本书的架构和逻辑在英文科普著作里也很少见，可见立铭对此做过仔细的推敲琢磨。好的科普书重要的作用不是科普知识点，因为知识早晚会变得陈旧，而是普及科学的思维和判断方式。这一点读者应能从立铭讲故事的字里行间体会到，他展现了精彩科学发现背后的内在逻辑，从推理到实验验证，丝丝入扣。

另外，从行文风格也可以看出立铭是具有人文情怀的作家，他的作品充满了积极对待未知世界的态度和坚信更好未来的信念。他这本书的风格让我想起了我最喜欢的法国科学大师和优秀的科普作家弗朗索瓦·雅各布（François Jacob，1965年因操纵子模型获诺贝尔生理学或医学奖)。他的科普著作《生命的逻辑》探讨的角度和思路与立铭这本书有交相辉映之处。

立铭这本书取名《生命是什么》，有向偶像薛定谔的《生命是什么》致敬之意。薛定谔的这部名著令人惊叹地影响和启发了分子生物学时代的许多科学名家，最出名的当属DNA双螺旋结构的发现者之一沃森。我想立铭花如此多的心血打造这本同名著作的“野心”也在于此，他一定希望本书能够启发中国下一代科学家，使他们在青少年时代就能领略到真正的科学思维，吸引有志于科学的青少年踏上真正的科学之路。我至今记得自己在年轻时阅读薛定谔这本著作时对科学产生的懵懂而又向往的情愫。我相信立铭也做到了这一点，因为即使中年如我，在阅读本书的过程中，脑海里也不断产生新的问题：假设在宇宙中另存一个物理上一模一样的太阳系，那么在该太阳系里的地球上，能进化出和我们这个星球上一样的生命类型吗？人类出现在那里的概率是否可以通过德雷克公式推导出来？自称掌握了基因编辑这把“上帝的手术刀”的人类真的可以跳出自然选择吗？在生命产生初期，是否产生过不基于DNA传递遗传信息的生命形式而被筛选掉了？最早产生的细胞里的基因组到底有多大？进化论是否是放之宇宙而皆准的生命法则？

对于立铭花两年时间打造的这本精品，这篇短短的推荐序无法揭示其全部的精彩。在此衷心推荐给各个领域的读者亲自阅读，希望您有自己的收获。当然，我尤其推荐给对科学感兴趣的青少年，我也会推荐给自己的后辈，我女儿就非常喜欢“戴森球”的故事。我想，作为科普作家的立铭一定不止一次想象过这样一天，一位中国科学家在斯德哥尔摩的领奖台上致获奖辞：“我踏上科学之路，是因为小时候读的一部王立铭教授的科学名著——《生命是什么》。”