【科學現場】偶然或必然

進化論再也說不過智慧設計論了！

文／麥克．比希(Michael Behe, Ph. D.)

譯／任軍

德國化學家渥樂（Friedrich Wohler），在實驗室中用氰化氨製成尿素時，感到十分驚奇，因為氰化氨是無機物，而尿素是有機物的排泄物。他的實驗顯明：從有機物產生的物質，也可以由無機物製成！從而打破當時人們所認為的生命和無生命之間的界限，並且揭開「生命研究」的序幕。如果，生命是由石頭之類的普通物質組成的，人們藉著科學方法就可以對生命進行研究了。自渥樂的實驗之後一百七十五年間，科學家對生命已經有許多認識，不但發現DNA（脫氧核糖核酸）的結構，破譯基因密碼，也懂得如何克隆（clone複製）基因、細胞、甚至整個生物體。

兩種對立觀點

隨著科學日益發展，科學家對宇宙和生命的基本看法是怎樣的？當然，他們有許多種看法，但我認為可以歸納為兩種對立的觀點。

第一種看法，以英國牛津大學生物學教授竇勤（Richard Dawkins）為代表。他在1997年《科學雜誌》277冊第890至893頁上發表一篇論文，標題為「基因科學與上帝：一個熱門傾向？」他認為，我們所觀察到的宇宙並無任何設計，也無任何意義，不好也不壞。

第二種看法，以瑞辛格（Joseph Ratzinger）為代表，他是前天主教教宗若望．保祿二世的顧問，亦是當前新任教宗。十年前他寫了一本小書，名為《在世界的起源：天主教對神的創造和人類墮落的立場》。書中寫道：「微生物學和生物科學，已經在進化論的問題上帶出革命性的見解⋯⋯，生命的產生是一項宏偉的計畫，而不是出於偶然和錯誤⋯⋯，自然科學指向那創造的終極原因，顯明有一個智慧的創造者，而且今天比以前任何時候更能顯明是這樣的。」

瑞辛格的看法可分三點：一、他認為大自然本體確實顯明它是有目的，且經過設計而造成的；二、他指出的是自然證據，並不是哲學、神學或聖經中的證據；三、他引用生物化學「研究生命的分子基礎」作為結論的依據。我這篇文章，將說明為什麼我認為瑞辛格的觀點是正確的。

進化論的局限

從1859年達爾文發表《物種起源》之後，就有許多關於生命本質的探討。在這本書中，達爾文提出前所未聞的見解─繁複多樣的生命形態，是由簡單生物體經過無序的自然進化過程而產生的，即所謂的「隨機變化」之中的自然選擇。

達爾文認為，物種之中並不是所有個體都能存活下來並繁殖後代，因為沒有足夠多的食物供給所有個體的生存需求。所以他認為，那些因為偶然的變異而比較容易生存下來的個體，如果這些變異能夠遺傳下去，經過時間的推移，這些物種的特徵就會改變。如果經過漫長的年代，更大的變化也許會發生。

達爾文的理論是個精巧的主意。然而，即使是十九世紀中葉的生物學家，也知道有許多微生物系統是進化論無法解釋的，其中之一就是眼睛。當時的生物學家已知眼睛的結構非常複雜，如果一隻動物出生時，不幸缺少眼睛某部分結構，視力會大降，甚至根本看不見。當時這些科學家就已經懷疑如此繁複的視覺系統，如何能在進化論所宣稱的許多步驟中，被逐一整合在一起。

達爾文也知道關於眼睛的這個問題。他的《物種起源》書中有一章叫「極度完美及複雜的器官」，他承認不知道眼睛怎能靠進化而形成。但是他提到，如果你觀察現代的生物體，就會知道其多樣性；有些生物體內並沒有「眼睛」，只有一片感光細胞。這些感光細胞的排列分佈，能使生物體知道它是在光中或黑暗中，卻不能知道光線從什麼方向來。因為從任何一個方向來的光線，都能刺激這些感光細胞。

達爾文接著寫道：「如果你能將這些感光細胞置於一個小凹處，就像某些現代的生物體一樣，從某一個方向來的光線會將陰影投射到一部分感光細胞上，而其他感光細胞則被光照。這樣一來，理論上，生物體就能確定光線從什麼方向來的。這就是一種進化。」達爾文使用這觀點，使得與他同時代的許多人都相信有一條逐漸發展的進化之路：從極簡單的感光細胞，到極複雜的脊椎動物的眼睛。如果進化論可以解釋眼睛的進化過程，依此類推，還有什麼不可以解釋的？

然而達爾文留下一個問題沒有解答─這些感光細胞從何而來？達爾文對此不屑一顧。他寫道：「一個神經細胞如何變成對光線敏感，這個問題與生命的起源相比，一點也不重要了。」

未知的「黑盒子」

視覺機制和生命起源，這兩個問題在過去半個世紀的科學研究中，相當惹人注目；然而，達爾文拒絕回答感光細胞從何而來的問題，這是有理由的─當時的科學並無實際或概念上的工具，足以用來研究這問題。你若想知道十九世紀中葉科學研究的狀況，請想想原子的問題。原子是所有科學的基礎，但當時只是理論上的概念，沒有人確知原子確實存在。我們現在知道細胞是生命的基礎，但當時人們以為不過是一團簡單的原生質而已。所以，達爾文拒絕解決這個問題，把它放入「黑盒子」中，期待將來的發現可以證實他的理論。

當人們看見一個「黑盒子」在運作時，心理上有一種傾向，會以為這種「黑盒子」一定是按某種簡單的機制來運作的─裡面一定很簡單，運作的原理是容易理解的。然而，經過本世紀生物學巨大的進步之後，我們知道事情並不像他們所說的那樣。

既然現代科學已經打開細胞這個黑盒子，我們就應該重新解釋這個令達爾文跌跤的問題了。需要什麼才能產生一個感光點呢？當一個光電子照射到視網膜時，會發生什麼事情呢？

事實上，當一個光電子照射到視網膜時，它會與一種叫 II-CIS- 視網膜有機分子互相作用。視網膜的形狀原本非常彎曲，但是當它與電子互相作用時，就變直起來，產生異構化作用。這表明有一系列的事情發生了，從而產生視覺影像。當視網膜改變形狀時，它迫使附著在上面的蛋白體也改變形狀，從而暴露出蛋白質傳感體在視網膜上的附著點。

不可簡化的複合性

接下來的一系列視覺步驟，雖然絕大多數人都以為極其複雜，其實已經省略許多。例如，我還沒有討論視覺系統的復原─它怎麼恢復到起始狀態，準備好迎接下一個光電子。不過我認為，達爾文及其同時代的人所認為的簡單問題，實際上是極其複雜的─比達爾文所能想像的，要複雜得多！

那麼，我們如何證明眼睛或其他器官很複雜，以致無法用達爾文的進化論來解釋呢？其實，達爾文自己已給我們一條判斷其理論正確與否的標準。他在《物種起源》一書中寫道：「如果能夠表明有任何一種複雜的器官存在，而它並不是經由極多的、連續的、小步的變異而形成，我的理論就絕對無法成立。」

有什麼器官或系統是無法經由「極多的、連續的、小步的變異」而形成的呢？請容我在此解釋什麼叫「不可簡化的複合性」。聽起來很玄，其實是個很簡單的概念。例如，我在《達爾文的黑盒子：生物科學對進化論的挑戰》書中，指出「不可簡化的複合性」系統是：一個由幾個配合完善，互相作用的部分組成的單一系統，能達成某種功能，而且當其中某一部分被挪移之後，整個系統就不能正常運作。

我舉一個捕鼠夾的例子來說明，捕鼠夾通常都包含一塊木板（固定板），其他部分都是固定在它上面的。還有一根彈簧，一端連於木板，另一端連於一個夾子上。當鼠夾張開時，要用一根抓桿將夾子固定，抓桿的尾端則要固定在一片金屬抓鉤上，所有部分都由鉤鎖固定在一起。如果這些鼠夾缺少彈簧、夾子或固定板，就根本無法捕鼠。這就是所謂的「不可簡化的複合性」。

這樣的複合系統，讓那些堅持達爾文進化論的人頭痛不已，因為它們並不是經由許多逐漸的、一小步一小步的變異形成的。比方說，我們想經由進化而獲得一個完整的鼠夾，那麼我們可以從固定板開始想嗎？或者是再加上抓桿從而更有效果嗎？不！我們無法那樣做，因為鼠夾若是不完整，就完全無法工作。

生物化學對進化論的挑戰

你也許會問：那麼，有沒有生物系統、細胞系統或生化系統，是像你剛才所說的「不可簡化的複合系統」呢？答案是：有的！而且有許多！

舉細菌鞭毛作例子。基本上，它就是個外裝馬達，能使細菌四處游動，就像驅動汽艇的馬達一樣，細菌鞭毛是一個旋轉裝置，它能施壓到液體介質，進而使細菌游動。鞭毛的螺旋槳裝置，是一個細長的鞭狀結構，由蛋白質組成。螺旋槳又由另一種蛋白質附著在一個驅動桿上，可以使螺旋槳和驅動軸都能旋轉自如。而驅動軸又連接於旋轉馬達，這個馬達利用一股由細菌外部流入內部的酸性物質流作為能源。驅動桿需要穿過細菌隔膜，這需要幾種不同的蛋白質作為襯圈才可能實現。

以上描述可能讓你覺得細菌鞭毛挺複雜的，實際上它卻比我們上面所說的還要複雜得多！這種情況對達爾文的理論來說非常不利，簡直就是一塊絆腳石。

憑空想像的學說

細菌鞭毛並不是由我發現的，它的運行機制也不是我發現的，那是在全球各地許多實驗室裡，科研人員經過幾十年研究而得的成果。如果達爾文的理論無法解釋這些分子機器的結構，其他的科學家又有什麼不同的見解呢？ 這個問題的答案，你可以在《分子進化專刊》中找到。這是很好的學術專刊，編委會中大約有四十位科學家，其中約十五位還是國家科學研究院的成員。

如果你隨意打開近期的這份專刊，就會發現大部分論文都在談論「排序分析」這件事。簡單來說，分子機器的蛋白質是由不同排序的一連串氨基酸組成的。如果人們知道蛋白質（或基因）中氨基酸的排序，就可以與另一個物種的類似蛋白質相比較，看看在排序上有何相同、相似或不同處。比方說，比較狗和馬身體中血紅蛋白（在血液中輸送氧氣的蛋白質）的排序，可得知這兩物種間的關係遠近。

這很有趣，但我們應當牢記：比較氨基酸的排序，無法讓我們作出結論，說細菌鞭毛這樣複雜的分子機器，能夠產生達爾文的理論所需的「小步」。舉例來說：比如你拿一隻狗和一匹馬的前腿來比較。你發現，牠們有相同數目的骨頭，而且排列的方式相同。這對你也許是很有趣的發現，而且你可能會作出結論說，狗和馬的關係非常相近；但你如此比較狗和馬的前腿，卻無法得知牠們的前腿骨從何而來。

要知道答案，你必須建構模型、做實驗⋯⋯等等。可是在《分子進化專刊》中，過去十年內的論文中都沒有提及這樣的模型或實驗。絕大多數論文都與氨基酸排序分析有關。我想說的是，排序分析很有趣，也能告訴我們不少信息，但光是靠它，卻不能證實複雜的分子機器，可以按照達爾文的進化論而產生。

如果你查看其他專刊，比如《國家科學院學報》、《細胞》、《分子生物專刊》等等，情況都是一樣。達爾文在他的《物種起源》書中，多次呼籲讀者運用想像力；但想像力卻是一把兩刃的利劍。一個富於想像力的人，可能看見別人沒看見的東西，但也許會看見原本就沒有的東西。達爾文的進化論，已陷在一個想像的世界中不能自拔了。

理解智慧的設計

事實上，人們對達爾文進化論的批評由來已久。許多科學家評論說，生命體的生物化學是極其複雜的，無法用達爾文的進化論來解釋。再進一步來說，許多科學家也指出在科學文獻中，幾乎沒有關於生命的分子基礎的真正解釋。Santa Fe 研究院的Stuart Kauffman，芝加哥大學的 James Shapiro 以及麻省大學的 Lynn Margulis ，全都聲稱：自然進化論對生命現象的某些方面，並沒有好的解釋。

我的觀點與其他批評進化論的學者不同。我的論文提到，當人們看見如細菌鞭毛這樣的分子機器時，會認定它是經過智慧的設計者所設計。我這樣的觀點引起人們注意，一些批評我的人指出我是天主教徒，並暗示智慧設計者的觀點是宗教的，不是科學的。我不能同意這樣的批評，因為我們作出結論說，生命是由一個智慧的設計者所設計的，這樣的結論完全以實驗為基礎；也就是說，它完全基於自然證據。

比如說，你與一個朋友正在樹林中行走，突然朋友腳踝被一根藤條纏住，整個人吊在半空之中！當你砍斷藤條，放開朋友，你們就在現場調查起來。你發現那根藤條被綁在一根大樹枝上，大樹枝被人彎曲釘在地上，藤條被樹葉遮起來，所以你們先前沒看見。你從這些狀況可以很快得出結論，這不是意外，而是經人設計好的陷阱。你作出這個結論，並不是出於宗教信仰，而是完全出於實在的證據。

那麼，這個陷阱是誰設計的？經過一分鐘的思考，我們發現，沒有足夠的資訊讓我們可以回答這個問題。可是，通過觀察這陷阱各部件是如何協調工作的，就知道它是被人設計好的。

這個陷阱何時做成的？我們發現也沒有充足的資訊來回答這個問題。但是不管怎樣，還是能透過觀察而得知：這是由人設計好的陷阱。

要追根究底，就需要額外的資訊；但這個陷阱是被人設計的事實，確實是由我們觀察得來的。雖然我們可以很快也很直覺地看出是智慧的設計，但也可以用很學術和嚴謹的辦法。哲學數學家但斯基 ( William Dembski ) 在他的專題論文中已讓人看到良好的開端，他用科學和哲學的嚴謹方法來對待智慧設計的問題。

總而言之，我應該回應本文開始時提到的瑞辛格的話，依我看來，這結論基於嚴格的實驗觀察：「生命的產生是一項宏偉的計畫，而非出於偶然和錯誤⋯⋯。自然科學指向那創造的終極原因，並且顯明有一個智慧的創造者，而且今天比以前任何時候更能顯明是這樣的⋯⋯。」