化學(xué)與生命的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-04-16
將無(wú)生命物質(zhì)轉(zhuǎn)變成有生命物質(zhì)是化學(xué)家們鍥而不舍追求的夢(mèng)想。例如，帕拉塞爾蘇斯認(rèn)為性交對(duì)于文明的男女而言不夠有尊嚴(yán)，他試圖通過(guò)將精子留在馬糞中腐化40年而制造出一個(gè)“人造小人”。創(chuàng)造人造生命的幻想一直借著猶太傳說(shuō)中的假人傀儡（Golem）而活躍在西方文明之中。人所共知，這個(gè)幻想通過(guò)歌德（Goethe）的《浮士德》和瑪麗?沃斯通克拉夫特?雪萊的暢銷(xiāo)書(shū)《科學(xué)怪人：現(xiàn)代普羅米修斯》（Frankenstein：or the Modern Prometheus）而與19世紀(jì)的新科學(xué)緊緊相連。雪莉的《科學(xué)怪人》最早于1818年出版，故事主人翁維克多·弗蘭肯斯坦（Victor Frankenstein）是一個(gè)才華橫溢但過(guò)于野心勃勃的醫(yī)學(xué)院學(xué)生，他將從停尸房和因格爾施塔特解剖室搜集來(lái)的尸體各部件拼湊在一起，并學(xué)會(huì)了如何利用化學(xué)賦予其新的生命。弗蘭肯斯坦怪異和恐怖的創(chuàng)造讓他發(fā)現(xiàn)自己成了人類(lèi)包括他的創(chuàng)造者（指上帝）眼中令人憎惡的人。弗蘭肯斯坦殺死了自己的朋友和家人，以此向他本人充斥著被拒絕、被排斥、被憎恨的悲慘命運(yùn)復(fù)仇。這種被轉(zhuǎn)置到現(xiàn)代科學(xué)特別是化學(xué)以及最近興起的遺傳工程和人工智能科學(xué)當(dāng)中的普羅米修斯式的狂妄雄心和被“神明”報(bào)復(fù)的故事回響在整個(gè)20世紀(jì)，而且還被帶入了21世紀(jì)。這個(gè)故事曾經(jīng)啟發(fā)人們創(chuàng)作出無(wú)數(shù)版本的藝術(shù)作品，其中以這個(gè)故事為主題的兩部影片《侏羅紀(jì)公園》（Jurassic Park）和《黑客帝國(guó)》最為成功。的確，化學(xué)家們時(shí)常孕育著創(chuàng)造人造生命的雄心，而具有高度爭(zhēng)議性的有關(guān)計(jì)劃似乎至少部分驅(qū)動(dòng)因素是想要證明化學(xué)有掌控世界的力量。即使是這類(lèi)計(jì)劃幾乎完全只限于文學(xué)的19世紀(jì)，化學(xué)家們也仍然保留著與大自然競(jìng)爭(zhēng)甚至超越大自然的雄心。
在1876年出版的一本書(shū)中，米奇林?貝特洛（Marcellin Berthelot）承認(rèn)，一個(gè)化學(xué)家“從來(lái)沒(méi)有希望能在實(shí)驗(yàn)室形成一片葉子、一顆果實(shí)、一塊肌肉，或者一個(gè)器官”，而其唯一的抱負(fù)是合成直接的有機(jī)單元，其復(fù)雜程度甚至比植物或動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的最簡(jiǎn)單的單元還簡(jiǎn)單。然而，與同時(shí)代的其他化學(xué)家們一樣，貝特洛表示，合成以往只能從生命有機(jī)體中獲得的物質(zhì)，最終斷送了把生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)區(qū)分開(kāi)來(lái)的“活力”這一概念的意義。的確，1828年沃勒（Wohler）成功合成尿素這一事件被認(rèn)為是結(jié)束活力論的標(biāo)志，這一觀念的形成很大程度上是威廉?霍夫曼（Wilhelm Hofmann）和赫爾曼?科爾貝（Hermann Kolbe）兩位化學(xué)家的功勞，因?yàn)橛行┳吭降挠袡C(jī)合成方法就是這兩位化學(xué)家發(fā)明的。然而也有與上述觀點(diǎn)唱反調(diào)者，認(rèn)為沃勒合成尿素不代表它清晰說(shuō)明了有機(jī)物質(zhì)中缺少生命活力。沃勒的尿素合成沒(méi)有遵照貝特洛提供的全合成定義，因?yàn)楹铣蓻](méi)有使用尿素的構(gòu)成元素碳、氫、氧和氮作為原材料，而是從一個(gè)有機(jī)物質(zhì)氰酸銨開(kāi)始的。盡管如此，尿素的合成的確是有機(jī)化學(xué)中的一件大事，因?yàn)樗o化學(xué)提出了一個(gè)新的問(wèn)題，即異構(gòu)問(wèn)題。由相同元素、相同比例組成的兩種物質(zhì)卻可以擁有不同的性質(zhì)，比如氰酸銨和尿素（化學(xué)分子式均為CON2H4），為什么？
.jpg "化學(xué)與生命的關(guān)系")
雖然只有從元素開(kāi)始全合成一個(gè)有機(jī)化合物才能夠?yàn)榉磳?duì)生命主義提供強(qiáng)有力的辯護(hù)，但是正如約翰?布魯克（John Brooke）和彼得?拉姆貝格（Peter Ramberg）所指出的，有關(guān)生命的奧秘與化學(xué)合成之外的問(wèn)題有更大關(guān)系。的確，化學(xué)的身份認(rèn)同及其未來(lái)定位在這場(chǎng)辯論中危如累卵。對(duì)于化學(xué)家們而言，重要的是有機(jī)化合物（當(dāng)時(shí)有機(jī)化合物完全是從生命有機(jī)體產(chǎn)生的）提供了某種可能性，可以以統(tǒng)一化因而也更加強(qiáng)大的規(guī)則做后盾將有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)結(jié)合在一起?；瘜W(xué)家們不得不承認(rèn)有機(jī)化學(xué)中的”有機(jī)”與生命有機(jī)體中的“有組織”之間有根本的差別，所以器官的組織結(jié)構(gòu)與功能研究留給了解剖學(xué)、生理學(xué)和生物學(xué)，然而在生命體中發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)都由相同的元素組成面且遵循與無(wú)機(jī)化學(xué)相同的規(guī)律，這一事實(shí)是化學(xué)家們能夠在動(dòng)植物生理學(xué)中建立起化學(xué)這門(mén)學(xué)科的立足點(diǎn)。同樣，以農(nóng)業(yè)、生理學(xué)甚至醫(yī)學(xué)為背景來(lái)思考“應(yīng)用化學(xué)”也變得合情合理。因而，化學(xué)的能力問(wèn)題以及化學(xué)領(lǐng)地的合理界限問(wèn)題是19世紀(jì)許多科學(xué)論戰(zhàn)背后的原因，比如對(duì)于發(fā)酵與自發(fā)生成的爭(zhēng)論。
化學(xué)希望擴(kuò)大其合法范疇的愿望可以部分解釋為什么在18世紀(jì)和19世紀(jì)進(jìn)程中會(huì)用唯物主義和無(wú)神論來(lái)驗(yàn)明化學(xué)。化學(xué)，即使不能用無(wú)信仰來(lái)形容，也被看作一門(mén)沒(méi)有敬畏之心的科學(xué)，它出于對(duì)權(quán)力的渴望，恣意置創(chuàng)世秩序于不顧，特別是，它用自命不凡的態(tài)度把生命形式簡(jiǎn)化至化學(xué)反應(yīng)，這是對(duì)生命的不尊重。大自然歷史不但甘愿充當(dāng)載體，讓上帝創(chuàng)造人類(lèi)的壯舉大獲贊譽(yù)，并且還為自然神論提供了主要的論據(jù)支持，而相比之下，化學(xué)卻似乎更像是人類(lèi)精神價(jià)值觀甚至是宗教信仰的一個(gè)禍害。在整個(gè)20世紀(jì)進(jìn)程中，科學(xué)家們都在持續(xù)不斷地論證把分子生物學(xué)還原至化學(xué)的可能性。著名的美國(guó)化學(xué)家萊納斯?鮑林（Linus Pauling）坦誠(chéng)：“從1936年開(kāi)始，我們的主要研究工作就是攻克生命的本質(zhì)問(wèn)題，我認(rèn)為研究工作是成功的，我和我的學(xué)生們所開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)研究提供了強(qiáng)有力的證據(jù)證明，生命有機(jī)體令人驚異的特異性特征比如能夠生出與自己相似的后代，是具有互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的分子之間發(fā)生某種特殊相互作用的結(jié)果。”再例如，雅克?莫諾（Jacques Monod）在其1970年出版的《偶然性與必然性》（Chance and Necessity）中頻繁使用“化學(xué)制造機(jī)器”的比喻來(lái)論證從細(xì)菌到人類(lèi)的生命統(tǒng)一觀。
無(wú)論中世紀(jì)煉金術(shù)士們是否越過(guò)了天然品與人工品之間的邊界線，19世紀(jì)煉金術(shù)士繼承者們是否越過(guò)了生命體與非生命體之間的邊界線，抑或20世紀(jì)的化學(xué)家們是否越過(guò)了人類(lèi)與細(xì)菌之間的邊界線，化學(xué)已經(jīng)挑戰(zhàn)了許多人類(lèi)文明的社會(huì)和文化價(jià)值觀背后的最基本分類(lèi)。因此，在開(kāi)始被看作環(huán)境威脅以前，化學(xué)已經(jīng)被視作人類(lèi)文明建立所依賴(lài)的基本原則的威脅。
閩ICP備15011996號(hào)-4
|
閩公網(wǎng)安備35040002000218號(hào)
|
