揭秘:DNA是人類命之書的語言

談論基因的時候,我們經常引用幾位有影響力的遺傳和進化生物學家的言論,比如弗朗西斯·克里克、詹姆斯·沃森以及理查德·道金斯。他們將DNA描述為一種代碼,這種代碼可以告訴身體該如何形成。我們談論基因的方式與談論語言的方式相近,認為它們是符號化的,並且蘊含意義。例如,關於解碼核苷酸序列,就有“基因編輯”和“翻譯對照表”這樣的術語。 DNA進行復制的時候,被認為是在“轉錄”它自身,是一種細胞顯微結構之間進行信息通信的過程,就像在說“製造一隻老虎”或者“打造一個女性”一樣。但有些思想家認為,這種關於DNA的看法在哲學上具有誤導性,甚至可能會導致科學謬誤。
柳樹通過風媒傳播種子,簡直就是在散佈自我製造指南。柳絮漫天飛如雨,而這雨其實是指南雨,是程序雨。這不是一種比喻,而是樸素的事實,即使說在下軟盤雨也不會比這更加簡單明了。
從分子生物學發端之日起,科學家將遺傳材料描述為“與其他任何一種生物材料不同,因為它們被認為攜帶有與普通生物材料不同的東西——信息”。在1958年的一篇文章中,克里克發表了“蛋白質是遺傳所需重要物質”的觀點,認為它們由能量、物質和信息組成。沃森則把DNA 稱為“信息儲藏庫”。
之後不到10年,喬治·威廉姆斯,一位享有盛名的進化生物學家,闡明了這個觀點。他將基因描述為“具有區別於DNA 的特殊地位,即DNA 傳達的信息”。在之後的工作中,他把基因比作書中蘊含的思想,書是可以被銷毀的,但裡面的故事並不一定非得依存於書的物理實體。 “同樣一條信息,可以被許多不同材料以不同範式記錄下來。信息總是被編碼在某種介質當中,但是介質並非真正的信息。”道金斯在自己的著作《盲人鐘表匠》中對這種觀點進行了最直截了當的描述:“柳樹通過風媒傳播種子,簡直就是在散佈自我製造指南。柳絮漫天飛如雨,而這雨其實是指南雨,是程序雨,是在下能夠長樹、傳播絨毛的算法。這不是一種比喻,而是樸素的事實,即使說在下軟盤雨也不會比這更加簡單明了。”
但是,基因包含的信息,真的和詞匯、書籍或者軟盤中的信息具有同等意義嗎?這取決於當我們談信息的時候,我們在談什麼。如果是詞匯、書籍或者軟盤代表的“信息”,那麼答案是否定的。許多哲學家贊同一種觀點,即以上所指的信息是需要交流的語義學信息。紐約城市大學教授彼得·高德弗瑞·史密斯解釋說:“基因並不攜帶具有語義學意義的信息,它們的存在並不是為了溝通。基因實際上並不代表任何東西,和大家有時候講的觀點不同。”
沒有必要去尋找智能的發送方和接收方,機器就可以起到接收的作用,甚至蛋白也可以。
有些哲學家認為,這種混淆會導致真正的問題。比如說,這就是直到最近科學家才開始完全懂得欣賞表觀遺傳學重要性的原因。對基因作為語義信息載體的關注,使科學家容易忽略其他影響生物的因素,比如環境。生物倫理學教授傑森斯科特在他的《胚胎學,表觀遺傳學和進化》 中說:“基因在這方面具有信息性,而環境沒有。”加利福尼亞大學戴維斯分校的哲學教授詹姆斯·哥里西默說:“在20世紀,表觀遺傳學就擺在了生物學家的眼前,但因為無法解釋而被他們置之不理。”根據這種看法,DNA序列比生物體中的其他現象,如DNA甲基化要重要得多。
幾十年來,這個盲點導致我們在理解表觀遺傳學中的一些問題上滯後了,例如癌癥、老年性癡呆以及心臟疾病。目前,一些研究人員正在關注這些問題。約翰·傑伊大學的名譽教授蘇珊·奧雅瑪指出了進化生物學的狹隘觀點,並且把基因作為特殊關注的焦點描述為用來理解我們是誰的形而上的假設。她說,這是“對本質的一種直覺,傾向於無法被解釋清楚”。她同時還說,這在性別差異研究中是有實際影響的,因為它鼓勵科學家將這種差別看成固定的、唯遺傳成因的。
確實,我們似乎現在才剛剛開始擺脫“基因”一詞的既往意指對我們想像力的強有力的影響。
這並不是說遺傳信息語言沒多大幫助,或者它應當被遺棄。這些哲學家和思想家想要達到的目的,是指出科學家使用這種語言時沒能考慮周全的方面,從而防止片面化的關注,以免阻礙科學進展。
為了避免理論混淆,有些研究人員採納了一種不同的信息概念。 1948年,美國數學家克勞德·香農發展了一種發送方和接收方間的數據測量方法。他的理論跟信息的語義學觀點相比有一些優勢,認為沒有必要去尋找智能的發送方和接收方,機器就可以起到接收的作用,甚至蛋白也可以。而且,沒有必要去談代表性,因為只有數據是否成功傳遞才是唯一重要的事情,而不是信息能否被某個人理解。
利用香農的模型,基因可被認為在其序列從DNA轉錄為mRNA時攜帶信息。 “這些例子中體現的不是一種物體間特殊的信息關系,而是平常的因果關系,只不過通過特殊的定量方式來表現罷了。”高德弗瑞·史密斯在一封郵件中這樣寫道。也就是說,香農談論的信息是沒有含義的,但對現實有影響。
因此,或許基因確實不包含信息,除了從隱喻的層面上講。在科學當中使用隱喻並沒有什麼真正的錯誤,只要我們把握住它們的本質。用進化論和當代達爾文主義的支持者赫伯特·斯賓塞的話來說,就是“被濫用的詞導致會錯意實在是太常見了”。