【科学现场】偶然或必然

进化论再也说不过智慧设计论了！

文／麦克．比希(Michael Behe, Ph. D.)
译／任军

德国化学家渥乐（Friedrich Wohler），在实验室中用氰化氨製成尿素时，感到十分惊奇，因为氰化氨是无机物，而尿素是有机物的排泄物。他的实验显明：从有机物产生的物质，也可以由无机物製成！从而打破当时人们所认为的生命和无生命之间的界限，并且揭开「生命研究」的序幕。如果，生命是由石头之类的普通物质组成的，人们藉著科学方法就可以对生命进行研究了。自渥乐的实验之后一百七十五年间，科学家对生命已经有许多认识，不但发现DNA（脱氧核糖核酸）的结构，破译基因密码，也懂得如何克隆（clone複製）基因、细胞、什至整个生物体。

两种对立观点

随著科学日益发展，科学家对宇宙和生命的基本看法是怎样的？当然，他们有许多种看法，但我认为可以归纳为两种对立的观点。

第一种看法，以英国牛津大学生物学教授窦勤（Richard Dawkins）为代表。他在1997年《科学杂志》277册第890至893页上发表一篇论文，标题为「基因科学与上帝：一个热门倾向？」他认为，我们所观察到的宇宙并无任何设计，也无任何意义，不好也不坏。

第二种看法，以瑞辛格（Joseph Ratzinger）为代表，他是前天主教教宗若望．保禄二世的顾问，亦是当前新任教宗。十年前他写了一本小书，名为《在世界的起源：天主教对神的创造和人类堕落的立场》。书中写道：「微生物学和生物科学，已经在进化论的问题上带出革命性的见解⋯⋯，生命的产生是一项宏伟的计画，而不是出于偶然和错误⋯⋯，自然科学指向那创造的终极原因，显明有一个智慧的创造者，而且今天比以前任何时候更能显明是这样的。」

瑞辛格的看法可分三点：一、他认为大自然本体确实显明它是有目的，且经过设计而造成的；二、他指出的是自然證据，并不是哲学、神学或圣经中的證据；三、他引用生物化学「研究生命的分子基础」作为结论的依据。我这篇文章，将说明为什么我认为瑞辛格的观点是正确的。

进化论的局限

从1859年达尔文发表《物种起源》之后，就有许多关于生命本质的探讨。在这本书中，达尔文提出前所未闻的见解─繁複多样的生命形态，是由简单生物体经过无序的自然进化过程而产生的，即所谓的「随机变化」之中的自然选择。

达尔文认为，物种之中并不是所有个体都能存活下来并繁殖后代，因为没有足够多的食物供给所有个体的生存需求。所以他认为，那些因为偶然的变异而比较容易生存下来的个体，如果这些变异能够遗传下去，经过时间的推移，这些物种的特徵就会改变。如果经过漫长的年代，更大的变化也许会发生。

达尔文的理论是个精巧的主意。然而，即使是十九世纪中叶的生物学家，也知道有许多微生物系统是进化论无法解释的，其中之一就是眼睛。当时的生物学家已知眼睛的结构非常複杂，如果一只动物出生时，不幸缺少眼睛某部分结构，视力会大降，什至根本看不见。当时这些科学家就已经怀疑如此繁複的视觉系统，如何能在进化论所宣称的许多步骤中，被逐一整合在一起。

达尔文也知道关于眼睛的这个问题。他的《物种起源》书中有一章叫「极度完美及複杂的器官」，他承认不知道眼睛怎能靠进化而形成。但是他提到，如果你观察现代的生物体，就会知道其多样性；有些生物体内并没有「眼睛」，只有一片感光细胞。这些感光细胞的排列分佈，能使生物体知道它是在光中或黑暗中，却不能知道光线从什么方向来。因为从任何一个方向来的光线，都能刺激这些感光细胞。

达尔文接著写道：「如果你能将这些感光细胞置于一个小凹处，就像某些现代的生物体一样，从某一个方向来的光线会将阴影投射到一部分感光细胞上，而其他感光细胞则被光照。这样一来，理论上，生物体就能确定光线从什么方向来的。这就是一种进化。」达尔文使用这观点，使得与他同时代的许多人都相信有一条逐渐发展的进化之路：从极简单的感光细胞，到极複杂的脊椎动物的眼睛。如果进化论可以解释眼睛的进化过程，依此类推，还有什么不可以解释的？

然而达尔文留下一个问题没有解答─这些感光细胞从何而来？达尔文对此不屑一顾。他写道：「一个神经细胞如何变成对光线敏感，这个问题与生命的起源相比，一点也不重要了。」

未知的「黑盒子」

视觉机制和生命起源，这两个问题在过去半个世纪的科学研究中，相当惹人注目；然而，达尔文拒绝回答感光细胞从何而来的问题，这是有理由的─当时的科学并无实际或概念上的工具，足以用来研究这问题。你若想知道十九世纪中叶科学研究的状况，请想想原子的问题。原子是所有科学的基础，但当时只是理论上的概念，没有人确知原子确实存在。我们现在知道细胞是生命的基础，但当时人们以为不过是一团简单的原生质而已。所以，达尔文拒绝解决这个问题，把它放入「黑盒子」中，期待将来的发现可以證实他的理论。

当人们看见一个「黑盒子」在运作时，心理上有一种倾向，会以为这种「黑盒子」一定是按某种简单的机制来运作的─里面一定很简单，运作的原理是容易理解的。然而，经过本世纪生物学巨大的进步之后，我们知道事情并不像他们所说的那样。

既然现代科学已经打开细胞这个黑盒子，我们就应该重新解释这个令达尔文跌跤的问题了。需要什么才能产生一个感光点呢？当一个光电子照射到视网膜时，会发生什么事情呢？

事实上，当一个光电子照射到视网膜时，它会与一种叫 II-CIS- 视网膜有机分子互相作用。视网膜的形状原本非常弯曲，但是当它与电子互相作用时，就变直起来，产生异构化作用。这表明有一系列的事情发生了，从而产生视觉影像。当视网膜改变形状时，它迫使附著在上面的蛋白体也改变形状，从而暴露出蛋白质传感体在视网膜上的附著点。

不可简化的複合性

接下来的一系列视觉步骤，虽然绝大多数人都以为极其複杂，其实已经省略许多。例如，我还没有讨论视觉系统的复原─它怎么恢复到起始状态，準备好迎接下一个光电子。不过我认为，达尔文及其同时代的人所认为的简单问题，实际上是极其複杂的─比达尔文所能想像的，要複杂得多！

那么，我们如何證明眼睛或其他器官很複杂，以致无法用达尔文的进化论来解释呢？其实，达尔文自己已给我们一条判断其理论正确与否的标準。他在《物种起源》一书中写道：「如果能够表明有任何一种複杂的器官存在，而它并不是经由极多的、连续的、小步的变异而形成，我的理论就绝对无法成立。」

有什么器官或系统是无法经由「极多的、连续的、小步的变异」而形成的呢？请容我在此解释什么叫「不可简化的複合性」。听起来很玄，其实是个很简单的概念。例如，我在《达尔文的黑盒子：生物科学对进化论的挑战》书中，指出「不可简化的複合性」系统是：一个由几个配合完善，互相作用的部分组成的单一系统，能达成某种功能，而且当其中某一部分被挪移之后，整个系统就不能正常运作。

我举一个捕鼠夹的例子来说明，捕鼠夹通常都包含一块木板（固定板），其他部分都是固定在它上面的。还有一根弹簧，一端连于木板，另一端连于一个夹子上。当鼠夹张开时，要用一根抓桿将夹子固定，抓桿的尾端则要固定在一片金属抓钩上，所有部分都由钩锁固定在一起。如果这些鼠夹缺少弹簧、夹子或固定板，就根本无法捕鼠。这就是所谓的「不可简化的複合性」。

这样的複合系统，让那些坚持达尔文进化论的人头痛不已，因为它们并不是经由许多逐渐的、一小步一小步的变异形成的。比方说，我们想经由进化而获得一个完整的鼠夹，那么我们可以从固定板开始想吗？或者是再加上抓桿从而更有效果吗？不！我们无法那样做，因为鼠夹若是不完整，就完全无法工作。

生物化学对进化论的挑战

你也许会问：那么，有没有生物系统、细胞系统或生化系统，是像你刚才所说的「不可简化的複合系统」呢？答案是：有的！而且有许多！

举细菌鞭毛作例子。基本上，它就是个外装马达，能使细菌四处游动，就像驱动汽艇的马达一样，细菌鞭毛是一个旋转装置，它能施压到液体介质，进而使细菌游动。鞭毛的螺旋桨装置，是一个细长的鞭状结构，由蛋白质组成。螺旋桨又由另一种蛋白质附著在一个驱动桿上，可以使螺旋桨和驱动轴都能旋转自如。而驱动轴又连接于旋转马达，这个马达利用一股由细菌外部流入内部的酸性物质流作为能源。驱动桿需要穿过细菌隔膜，这需要几种不同的蛋白质作为衬圈才可能实现。

以上描述可能让你觉得细菌鞭毛挺複杂的，实际上它却比我们上面所说的还要複杂得多！这种情况对达尔文的理论来说非常不利，简直就是一块绊脚石。

凭空想像的学说

细菌鞭毛并不是由我发现的，它的运行机制也不是我发现的，那是在全球各地许多实验室里，科研人员经过几十年研究而得的成果。如果达尔文的理论无法解释这些分子机器的结构，其他的科学家又有什么不同的见解呢？ 这个问题的答案，你可以在《分子进化专刊》中找到。这是很好的学术专刊，编委会中大约有四十位科学家，其中约十五位还是国家科学研究院的成员。

如果你随意打开近期的这份专刊，就会发现大部分论文都在谈论「排序分析」这件事。简单来说，分子机器的蛋白质是由不同排序的一连串氨基酸组成的。如果人们知道蛋白质（或基因）中氨基酸的排序，就可以与另一个物种的类似蛋白质相比较，看看在排序上有何相同、相似或不同处。比方说，比较狗和马身体中血红蛋白（在血液中输送氧气的蛋白质）的排序，可得知这两物种间的关系远近。

这很有趣，但我们应当牢记：比较氨基酸的排序，无法让我们作出结论，说细菌鞭毛这样複杂的分子机器，能够产生达尔文的理论所需的「小步」。举例来说：比如你拿一只狗和一匹马的前腿来比较。你发现，牠们有相同数目的骨头，而且排列的方式相同。这对你也许是很有趣的发现，而且你可能会作出结论说，狗和马的关系非常相近；但你如此比较狗和马的前腿，却无法得知牠们的前腿骨从何而来。

要知道答案，你必须建构模型、做实验⋯⋯等等。可是在《分子进化专刊》中，过去十年内的论文中都没有提及这样的模型或实验。绝大多数论文都与氨基酸排序分析有关。我想说的是，排序分析很有趣，也能告诉我们不少信息，但光是靠它，却不能證实複杂的分子机器，可以按照达尔文的进化论而产生。

如果你查看其他专刊，比如《国家科学院学报》、《细胞》、《分子生物专刊》等等，情况都是一样。达尔文在他的《物种起源》书中，多次呼籲读者运用想像力；但想像力却是一把两刃的利剑。一个富于想像力的人，可能看见别人没看见的东西，但也许会看见原本就没有的东西。达尔文的进化论，已陷在一个想像的世界中不能自拔了。

理解智慧的设计

事实上，人们对达尔文进化论的批评由来已久。许多科学家评论说，生命体的生物化学是极其複杂的，无法用达尔文的进化论来解释。再进一步来说，许多科学家也指出在科学文献中，几乎没有关于生命的分子基础的真正解释。Santa Fe 研究院的Stuart Kauffman，芝加哥大学的 James Shapiro 以及麻省大学的 Lynn Margulis，全都声称：自然进化论对生命现象的某些方面，并没有好的解释。

我的观点与其他批评进化论的学者不同。我的论文提到，当人们看见如细菌鞭毛这样的分子机器时，会认定它是经过智慧的设计者所设计。我这样的观点引起人们注意，一些批评我的人指出我是天主教徒，并暗示智慧设计者的观点是宗教的，不是科学的。我不能同意这样的批评，因为我们作出结论说，生命是由一个智慧的设计者所设计的，这样的结论完全以实验为基础；也就是说，它完全基于自然證据。

比如说，你与一个朋友正在树林中行走，突然朋友脚踝被一根藤条缠住，整个人吊在半空之中！当你砍断藤条，放开朋友，你们就在现场调查起来。你发现那根藤条被绑在一根大树枝上，大树枝被人弯曲钉在地上，藤条被树叶遮起来，所以你们先前没看见。你从这些状况可以很快得出结论，这不是意外，而是经人设计好的陷阱。你作出这个结论，并不是出于宗教信仰，而是完全出于实在的證据。

那么，这个陷阱是谁设计的？经过一分钟的思考，我们发现，没有足够的资讯让我们可以回答这个问题。可是，通过观察这陷阱各部件是如何协调工作的，就知道它是被人设计好的。

这个陷阱何时做成的？我们发现也没有充足的资讯来回答这个问题。但是不管怎样，还是能透过观察而得知：这是由人设计好的陷阱。

要追根究底，就需要额外的资讯；但这个陷阱是被人设计的事实，确实是由我们观察得来的。虽然我们可以很快也很直觉地看出是智慧的设计，但也可以用很学术和严谨的办法。哲学数学家但斯基 ( William Dembski ) 在他的专题论文中已让人看到良好的开端，他用科学和哲学的严谨方法来对待智慧设计的问题。

总而言之，我应该回应本文开始时提到的瑞辛格的话，依我看来，这结论基于严格的实验观察：「生命的产生是一项宏伟的计画，而非出于偶然和错误⋯⋯。自然科学指向那创造的终极原因，并且显明有一个智慧的创造者，而且今天比以前任何时候更能显明是这样的⋯⋯。」