鹤山碧桂园别墅怎么样:生命是什么?(陈立群)

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第八章 生命是什么?
生命是什么?如试图回答这个问题,只能从生命现象的全过程中去探索,即从生命的起源、进化、 分化、衰老和结局等现象中进行探索,从此可能窥见生命的一些带本质性的东西,由此来推测生命的 本质。这就是古代哲学家说的,只有认识事物的起源和发展才能认识事物的本质。   为什么从探讨生命起源会与窥探生命的本质有关呢?子路曾为生死之事请教于孔子,孔子曰:未 知生焉知死?这是很有道理的。死之故可解之于生。既然我们不知道生命从何而来怎么能知道生命死 亡是什么?虽然我们不知道生命的本质是什么,也难以研究,但是如果能知其从何而来,如何从无到 有及从有到无,对其本质也就有所了解。 最简生命体   现代科学在研究一种复杂体系时的常用方法之一是在保持体系最基本性能的前提下,尽量将体系 简化并建立模型与之比较。当阐明了在最简单情况下体系的最基本结构与功能后再将其它次要结构加 进去以求了解全貌。当我们研究生命现象时尚缺乏方法能将现代最低级生命体系再加简化以求阐明在 运转中的生命最基本结构与功能。即使是最简单的现代生命体,其结构供作研究也嫌太复杂。上述实 验化进学的设想如能实施并取得进展,不管这种重演过程与自然的化进有何不同都有可能取得某种最 简生命体以供研究,从而对生命是什么提供线索。如果从无生命到生命是量变形成的,则我们可能取 得有不同完善程度的生命个体。否则,可以说,上述的生命初始体就是最简生命体。 体聚体   前已提到,物质总以物体的形式存在,并部分以物体聚合体的形式存在。如一些天体和宇宙尘埃 等大部分系由原子和分子这两种物体组成的物体聚合体,它们没有整体自律的运动规律,体积可大可 小,不能被认为是单一的物体。但是亦存在有整体自律运动规律的物体聚合体,这就是体细胞聚合体, 简称体聚体,即多细胞生物体。   从一定意义说,全整的生命最小单位仅为单细胞生物和种质细胞。或者说,真正的生命体均为单 细胞生物。从化学进化开始生命的起始体即为一简陋的"化学细胞",进化到今仍是在这个基础上不断 完善而已。但是,也许存在着这样的自然规律,即单个细胞无论如何也实现不了某些高级生命功能, 特别是像具有思维着的精神这样的功能。因此,亿万年来生物体的进化从低级到高级,在结构与功能 上不断自我完善的方式除了细胞自身全善外就是分化出许多形态和功能各异的体质细胞并形成聚合体 (即体聚体)。现代生物分类学就以各种生物体的体聚体的形态和功能来分类各种生物体。有了体聚 体生命活动的大部分功能如摄食、代谢、排泄、运动和适应环境等工作均由体聚体负担,真正的全整 的生命体本身已不直接接触环境,而是包孕于由其体聚体构成的十分优越的内环境中被称为种质细胞, 仅负责生物体结构信息的蕴藏、复制和生殖等事宜。即使如此,生殖功能的一部分亦在体聚体的帮助 下完成,譬如通过性的作用实现遗传物质的结合互补。从种质细胞分化出的下一代体聚体亦在老一代 体聚体中发育到成熟后始离体。   种质细胞由于自身的遗传物质偶然变异及体聚体对其影响结果均产生结构与功能有些不同的下一 代的种质细胞和体聚体,其中一部分通过物竞天择、适者生存而留存下来,这就是生物进化。各种生 物体以其分化出的形态和功能各异的体聚体来宏观地表现自己的存在和向前进化,而各种体聚体的生 身母体--种质细胞却因其体积小、没有形态特征而被忽视,以为各种体聚体就是各种生物体。   各种高级生物体的体聚体不管其进化的如何美伦美奂,甚至产生像人脑这样具有思维着的精神, 但体聚体及其组成的体细胞均不是全整的生命体。它们没有进化前途。与其它体聚体一样,人这种体 聚体亦是由其种质细胞分化产生出来用于完成一个生殖和进化轮回任务后却丢弃的东西。但在人体聚 体上长有思维着的精神,因而人类的愿望却是希望能延长人这种体聚体的寿命。 如期死亡   物体生灭、物质永存。这是说宇宙中任何物体终将消亡,大到各种天体,小到各种基本粒子,不 管天然或人造物体莫不如此。物体消亡其实是一种物体结构层次转化,是物质运动形式之一。生物体 亦是一种物体,所以最终亦将消亡。但是自古以来许多人(包括许多名人、伟人)一直将人这种体聚 体在现在寿命期限中死亡与上述物体消亡的自然规律混为一谈,即将人有生死与物有毁坏相提并论, 因而对现代人在其寿命期限中死亡表现出一种"达人知命"的人生观,这其实是一种误解。   体聚体现有的寿命期限可能是生物进化的结果。即那些没有较好完成生殖及养育下一代任务而较 早死亡的种群必然会不适于生存而早已灭绝。所以现代人类这种体聚体的寿命尺度亦是物竞天择的结 果。但是,不见得某种人类种群体聚体的寿命越长就越有利于在生物进化中获胜,进化只将人类和其 他生物的寿命调节到一定程度。现代人类不见得有可能和必要以优生的方法去提高下一代的寿命。   物体生灭、物质永存是物体总的消亡规律。从宇宙大爆炸假说、概率论概念都将得出这个结论。 如果宇宙中所有天体最终都将坍缩成密度无限大的超密物质产生大爆炸后才开始新的一轮物质世界运 动,即经过所谓物质世界大循环所有物体都将消亡。从概率论概念来说也是如此,如果一种物体与破 坏这种物体的力量同时存在该物体的消亡机率不为零,当时间趋向很大时该物体的消亡机率亦会增大。 这就是物体的机率消亡。物体机率消亡的机率大小有其内部和外部原因。譬如,放射性同位素的蜕变 有其内部原因,而稳定的原子如被高能粒子击中而消亡则为外部原因。同类物体其机率消亡的时间可 以相差很大。人体聚体这类物体的死亡如仅为机率原因则部分人可活到与日月同休。由此可见体聚体 的结局除了服从机率消亡规律外还必须服从另外的死亡规律。   体聚体特别是动物体从产生时起就表现出一种进行性的退化现象,到一定时间后,同时期出生的 同种属体聚体均在同一时间范围内全部死亡,无一例外。这个时间范围就称为该种属体聚体的最高寿 命。动物体聚体的这种另外的物体消亡规律可称为体聚体的如期死亡规律。如期死亡不是机率消亡, 它是体聚体这种物体除了机率消亡以外还必须服从的另外的一种死亡结局。   如期死亡规律不是完全不可抗拒的、一成不变的自然规律。上面已提出在生物进化中各种属体聚 体的最高寿命曾变动过,直至现在这种样子。在将来也不可能没有变化。所以与机率消亡不同,体聚 体的如期死亡规律应该是可以研究的,可以影响的。在过去,进化的力量曾使其发生变化,现在人类 的科学技术也可能干预、影响使其产生变化。   与体聚体的结局不同,单细胞生物和种质细胞生理结局表现为细胞不分裂就死亡。这就是,要么 经生理分裂而消亡,要么因病理原因而死亡(即机率消亡),   这两种均不是如期死亡。这些细 胞从产生到结局时间较短,似乎没有衰老过程。这是说因为它们有进化前途,其生理结局是分裂,分 裂后应是两个子细胞,母细胞在分裂中不留下尸体而消亡。 生命衰老   生命衰老有否起源问题?生命衰老能否探讨其原因? 生命衰老是从什么时间开始的?有两个时间可供讨论。其一为生命起源时,即生命与衰老是同时产生 的。上面已提出生命前体不会衰老,因为衰老是一种生物学现象而生命前体只是一种化学体系。生命 前体如亦衰老就不能在没有分裂生殖能力的情况下在原始海洋中存在亿万年,但一当生命前体"质变" 为初始生命体,一有分裂生殖能力时就立即产生衰老。   其二为当种质细胞分化产生体细胞时即产生衰老,体细胞的聚合体当然也有衰老。这是说衰老起 始于分化,衰老是种质细胞赋于体细胞的。   但是,不要说生命初始体不可能有衰老,就连现代的单细胞生物和多细胞生物中的种质细胞也难 以觉察到有衰老现象。它们只有生理性的如期分裂消亡和病理性的死亡(即机率消亡)两种结局。单 细胞生物和种质细胞如果有衰老,则衰老的细胞将产生衰老的下一代,结果导致种群灭绝。由此可见, 衰老仅是体细胞中产生的一种消极的、程度不同但无一例外的、进行性的衰退过程。一般说的衰老是 指体聚体衰老。很明显体聚体衰老的根本原因是其组成的体细胞衰老,这是体聚体内各种体细胞不同 程度地衰老导致的综合结果,其结局是体聚体的整体死亡。这是只有体细胞和体聚体才有的结局。   为什么从种质细胞分化产生体细胞起就有了生命衰老?这存在可被称为"赋于"和"自然"说的两种 可能。前者是说体细胞的衰老是种质细胞赋于的,或者说,种质细胞没有给予体细胞以全部的生命结 构信息,特别是关于防止衰老的结构信息。这是因为体聚体的生存时间过长或不衰老死亡将会防碍新 生下一代占有生存空间。这种说法的目的论观点已很明显。   自然说的观点是,在正常情况种质细胞存在的周期很短,很快即分裂为两个子细胞而消亡,因而 没有衰老机制。也许可以说是来不及衰老。种质细胞如果因生理性的潜藏需要或病理性的原因而较长 时间内不分裂也较快就有结局,或者即转为正常分裂或者按细胞不分裂就以死亡为结局。而在体聚体 中有些体细胞可以不分裂或进行衰退性的分裂并以这样的状态存在几十年或更长时间。这些情况种质 细胞自己也没有经历过,因此很难说这种衰老的性质是种质细胞赋于的。似乎可以这样说,体细胞以 不分裂或进行没有进化前途的衰退性分裂而长期存在致使结果产生衰老。或者说衰老是生物进化到分 化产生体细胞后自然形成的。大自然和种质细胞对体细胞的结局未作任何事先的安排。生命衰老就是 体细胞的衰老,就是体聚体的衰老,而衰老的结局是死亡。应当说生命的产生就是为了存活不应没有 死亡的安排,单细胞生物和种质细胞的分裂不是生命的死亡而是生命的产生。生命的机率消亡是任何 物体均有的遭遇。对体聚体为什么另外会有衰老死亡的结局,前已提到,体聚体是一种没有进化前途 的生物体,新一代体聚体不由老的体聚体分裂产生而由种质细胞另行分化产生,在生物进化上已没有 体聚体要做的事,它应该有一种结局。为了与种质细胞共同完成一个轮回的生殖、进化和哺育下一代 成长的使命,体聚体必须较长时间存在。以后即自然地进入了衰老死亡的第三种生命结局。此即如下 图所示:
对上图的自然变化过程可作如下描述:完成生殖使命后的体聚体由于已离开了进化道路,犹如一 辆被遗弃的没人驾驶的汽车,虽然原有的功能调控尚能使其行驶,但在前进中没有目的、没有方向, 自然产生的各种矛盾和不利因素终于使其从衰老走向死亡。对此,在衰老的人体聚体上存在着的思维 着的精神对此也是无可奈何。   体聚体为什么不能像原子、分子及其它生物体一样仅以机率消亡和宇宙结局消亡为结局而没有如 期死亡?这也许是不同层次物体有不同消亡性质。譬如说,原子、分子是由宇宙物质运动的一般规律 产生的,而生物体是由宇宙物质运动的特殊规律(即进化规律)产生的,因此其结局除分裂消亡外还 有如期死亡。   既然体细胞衰老是一种自然进程,但其分子机制是什么?这可作以下猜测:首先,衰老是体细胞 的生命活动能力在分子水平上一种量的衰变。各种有关衰老的生化分析表明,衰老一般表现为体细胞 内外各种生化功能变化的逐步减少衰退而不是缺乏。我们知道生命各种功能的执行者是蛋白质分子, 所以很可能衰老主要是产生蛋白质的"量"逐步地减少了。这个"量"有两种意义,一是产生有用蛋白质 分子数目减少了,但也有可能产生的蛋白分子数目没有减少而是分子活性降低了。   体细胞衰老的分子机制似乎已深入到"遗传"物质。我们知道在衰老的体聚体中有部分体细胞仍在 分裂,但至少是其中部分体细胞分裂后仍是衰老的下一代,而且是一代不如一代。这种情况在种质细 胞和单细胞生物中是不会有的。在体聚体内的体细胞分裂已谈不上什么生物进化,因为分裂后的体细 胞之间不存在物竞天择,但可说在分裂前后的体细胞之间的关系仍是一种"遗传"关系,即衰老的母细 胞将正常的和衰老的性质同时"遗传"给下一代。在什么水平上的性质能遗传给下一代?很可能是核酸 类物质。因此是否可以说,衰老已使遗传编码模糊。但是没有见到报道说衰老体细胞产生的蛋白质分 子的一级结构与年轻的体细胞产生的不同,所以有可能是蛋白质分子的高级结构的形成机制受到损害 之故。   似乎存在着这样的自然规律,即仅依靠单细胞的进化是不能产生高级的生命结构与功能,譬如某 些高级生物的结构与功能,特别是现代人脑所产生的思维着的精神。这可能是单一细胞不能容纳高级 生物结构与功能所需的结构信息容量。因此,生物进化如要向更高层次发展必须形成细胞聚合体,即 细胞必须分化。只有在体聚体的物质基础上才能产生思维精神,但体聚体不但有机率消亡遭遇并且注 定要在一定时间内以如期死亡为结局。这是说,思维精神的物质基础是脆弱的、短暂的。分化产生了 高级生物结构与功能,产生了思维精神,也产生了衰老。   (1)衰老与基因调控。基因调控各种正常生命活动,在各类细胞中基因调控应始终在进行。体细 胞的衰老是否与基因调控有关?因为衰老的结局是死亡,如果通过基因调控使体细胞衰老就是细胞的 逐步自我死亡。体细胞为什么会形成这种通过基因调控逐步自我死亡机制?这是难以理解的。   种质细胞的存在是短暂的。它们可能来不及衰老就分裂或者就是不衰老的。所以种质细胞内似不 应有基因调控衰老机制,更不会将这种机制传给体细胞。如果说这是体细胞在分化后的过程中形成的, 根据进化的原则也不见得有基因调控导致衰老的机制的体细胞和体聚体有什么优点可以在物竞天择中 留存下来。但是,从医学上发现的"早老症"(可能还有迟老症)等来看衰老似与基因调控有关。对此, 也许可以说基因调控应与体聚体的平常生命活动有关,并且有时可影响体聚体的衰老速度,但体细胞 的整个衰老进程不是基因调控所能控制的。如果基因调控能完全控制衰老,以后只要研究如何按人类 意志去影响、控制体聚体的基因调控就能使人这种体聚体免于衰老。看来事实并非如此。不过在将来 的分子生物学衰老学研究中基因调控也许可利用作为延缓衰老的工具。   (2)衰老与进化。生物体的一切结构与功能皆来自进化。或者说,一切生物结构与功能都可通过 进化产生、消亡或改变。衰老也是一种衰退性的生物功能。是否可通过进化来消除或改变?通过生物 进化是有可能形成更长寿的人类体聚体种群。现代人类的寿命尺度也是在进化中形成的。但是生物进 化的过程和特点是:   1) 是通过无数个体的生灭才有可能产生具有某种特定性能的个体。   2) 是在漫长的岁月中形成的。   3) 一种特性是被作为适者生存的标的而留存下来的。   由此可见,长寿难以作为适者生存的标的。虽然过分短寿的种群可能早已被淘汰。但人类不见的 有此能力或认为有此必要在历史的长河中以优生的人为方法去影响进化的过程,使之产生越来越长寿 的种群。   进化是一种进步的自然力量,衰老也是一种自然力量,也是一种生命运动。但这是一种不断退化 的自然力量和生命运动。在生命衰老这种退化过程中为什么进化这种进步的自然力量会不起作用?可 能因为进化是发生在生物个体之间和化进个体之间的力量,是以根据物竞天择、适者生存的原则以无 数个体的生灭为结果的事件,而衰老是发生生物个体之内的事件。看来在生物体内部各组分之间并没 有存在适者生存的规律。   (3)衰老与科学技术。人类能否以科学技术方法不断延缓人这种体聚体的衰老直至完全控制衰 老?对此,应该说现代医学技术已经使人类的寿命有一定延长,对衰老有一定的延缓,但这是一种有 明显限度的统计的延缓。体聚体均存在有一个最高寿命的时间范围。在一般情况下种群中能达到最高 寿命的个体比例是较小的。在人类社会中衰老延缓还与政治、经济、资源及灾害等因素有关。现代医 学技术在治疗疾病、卫生保健等方面的努力已使人类寿命在统计上向人人得终其天年的抗衰老的第一 高度不断接近,但人体聚体最高寿命的时间范围以现有科学技术方法似难以逾越。   如果开展体细胞衰老机制的研究,开创新的研究理论和方法,人类的科学技术不但有可能加速接 近抗衰老的第一高度,即人人得终其天年,还有可能使人类的寿命突破第一高度,即突破人类最高寿 命的时间范围。   (4)衰老与热力学第二定律。如果将生命衰老与热力学第二定律联系起来。似乎说生命衰老与 熵增加有关。体细胞衰老的行径看来真还有点像密闭系统中熵增加那样不可避免地、无可奈何地和毫 无例外地逐步走向平衡,走向死亡。但是前人已经指出,生命不是一个密闭系统,其中物质和能量不 断在进出。体细胞完全可以从外界吸收各种营养物质、能量物质使自己不断运动,并可以使环境熵更 大增加的方法使自己外于熵不增加甚至可以处在熵减少状态。但是衰老中的体细胞对此是如何做呢? 事实上一个人即使是营养过剩、脑满肠肥但衰老依然存在并不断进一步衰退。热力学密闭系统的定义 没有说密闭系统与外界一定要有明确的空间界限,可以定义空间中某一部分物质作为一密闭系统。因 此从整个衰老中的体细胞来说是进行着一定的新陈代谢活动,但对体细胞中某部分物质结构来说则在 进行着无可挽回的衰退,而这部分物质不一定要与其它物质有明确的空间界限。我们知道,种质细胞 和单细胞生物是不衰老的,它们的全部结构均可保持更新。虽然它们存在的时间很短,不久即以分裂 完成母细胞的消亡。它们如果衰老将导致种群灭绝。体细胞则不是这样,虽然有些体细胞似乎可一直 分裂而难察觉其衰老,但这只是其中一部分,也许所有体细胞中均有不能更新的部分结构。热力学第 二定律只是说,任何消耗自由能运动结果终将导致总体熵的增加,在极度衰老的体细胞中是存在熵增 加及与环境逐步平衡的情况,但是生命衰老不能简单地归结为某种物理量的变化。种质细胞和单细胞 生物的全部结构均能保持更新是进化赋于的,也是进化的需要。体细胞之所以衰老是因其内部部分结 构不能更新,因为其已离开进化渠道。   (5)衰老与时间。所有物体在时间上都是有起始的事物,所以均有消亡的结局。各种物体能存 在的时间尺度是十分悬殊的。物体消亡的方式似乎可分有或无时间过程。有些基本粒子或亚原子碎片 能存在的时间十分短暂以致无法区别它们是否算一种物体?而质子则十分稳定。它们的消亡似乎没有 时间过程。生物体这种物体它们的非机率消亡则有两种时间过程。一种是积极的或生理性的细胞分裂 过程,另一种就是消极的经过衰老而死亡的时间过程,这两种均是机率消亡以外的必然的有时间过程 的消亡。生物体的两种有时间过程的消亡其时间尺度大约在几分钟到几十年或几百年之间。一些不稳 定的原子也有在这个时间尺度内机率消亡的。我们不知道大自然为什么将生物体内不同种类细胞的非 机率消亡选择在这个时间尺度内?   相对论原理指出,改变物体的运动速度可以改变物体原本可存在的时间。μ介子在回旋加速器中 被加速到接近光速时可使其存在寿命增加十几倍。同样,人类如乘火箭离开和返回地球只要速度够大, 在一年时间里地球可能已过了十几年。人类目前尚无法以提高运动速度的方法来延缓衰老,只能以发 展现代生物学、医学和其它科学来研究生命和延缓生命衰老。 衰老延缓   已知不同种属体聚体有不同最高寿命时间范围,这是在生物进化中形成的。这说明体聚体衰老的 时间尺度在自然界是一直有变化的。这也意味着通过自然进化可以在一定程度上调控体聚体的衰老速 度。此外,基因调控有时是能影响衰老速度的。除了上述的"早老症"外,另外的例子如某些鱼类和昆 虫在完成生殖或交配的自然使命后常常很快就死去,而不久前还精力十分旺盛。其死亡很难以衰老或 疾病来解释,只能说是基因调控其加速死亡。   但是利用进化手段延缓衰老是不现实的。基因调控衰老较可靠的也只有加速衰老的事例。人类应 该发展自己的科学技术方法去影响、延缓和控制人这种体聚体的衰老速度。   体聚体衰老的原因是清楚的,即因所组成的各种体细胞不同程度的衰老导致体聚体日益整体失调, 最后常常以疾病为诱因,以死亡为结局。   对于探索延缓人这种体聚体的衰老机制,可区别出以下二种研究范围:   1)如果不去探索体细胞为什么会衰老?而以现代医学理论和技术去研究衰老的人体聚体中各种 体细胞如何能保持相互协调、均衡衰老以求达到最高寿命即人人得终其天年。这是"医学衰老学"范畴。   2)探索体细胞自然衰老的分子机制。譬如,研究某些体细胞何以能不断分裂而衰老较慢,有些 体细胞长期不分裂衰老也不快,某些恶变的体细胞似乎可一直活下去。从而寻求影响、延缓和控制体 细胞衰老的方法。这也许可以说是人类试图做生物进化没有做过的事情。以上可称为"分子生物学衰 老学"的研究范围。   对于研究体细胞自然衰老的分子机制除了发展已有的科学理论和技术方法外,还可提出一种可称 为"蛋白质药物学"的概念如下:   前曾提到,在生物体内依然存在着可以现代物理、化学知识解释的结构功能和运动规律。因此以 物理、化学、生物以及精神的手段和方法均能刺激、影响甚至改变生命体系运动的进程。譬如,针刺 治疗是一种对生命体系的机械刺激、热炙等其它理疗手段是一种物理刺激,以各种化学物质进入生物 体内以求达到某种医学目的的化学刺激手段是药物学的概念。可能只有化学刺激才能对生命体系产生 十分复杂、深远或特异的影响和作用。这是因为生命体系本身就是一种在分子水平上进行的高级化学 运动体系。用作药物的化学分子如果是人体在正常代谢中本来就有的就称为内源性药物,否则就是外 源性的。其实,岂止一般外来药物分子的化学刺激影响,整个生命正常活动进程的调控也是一系列正 常的内源性分子对体内特定区域的靶位进行结合、抑制或激化的结果。在这些正常的内源性的起调控 作用的分子中,在最后阶段起作用的可能就是各种蛋白质分子。就是说,蛋白质不但是生命结构的建 造材料,各种生命活动的执行者,并且还是生命运动的调控者。即使是熟知的各种非蛋白质激素对生 命活动调控历程中,其最后的调控者可能也是某种蛋白质分子。现代分子生物学理论似乎已将生物体 中任何具体功能的产生或不产生最后都归结于某种特异蛋白质分子在体内特定区域的存在和作用或不 作用。或者说只要有一定量的特定蛋白质分子在细胞的特定部位出现就可以实现任何生物功能,其中 应包括调控衰老的功能。这就是"蛋白质药物学"的概念。近代脑啡肽的研究结果是支持这种想法的。 换句话说,既然一切药物分子对生命体系的作用最终都归结到某种特定蛋白质在体内特定部位的出现 或被抑制,如果从同源或类同源细胞制备得这种蛋白质并使其在生物体的指定部位出现,就能实现相 同的疗效功能其中包括延缓衰老的功能。"蛋白质药物学"的想法是针对整个生命科学的,从本节讨论 内容来说我们如果进行分子生物学的衰老学研究,对体细胞衰老的分子机制有所了解后,如果从同源 细胞中提取某些特定蛋白质分子(或植入基因使体细胞自己产生这些蛋白),如能使这些蛋白质分子 在体细胞的特定部位出现就可能调控体细胞的衰老。分离、检定这类特定蛋白质分子并使其进入衰老 体聚体中某些体细胞内的特定部位要通过许多屏障。因为在体细胞中由各种细胞器构成的有多个内环 境,细胞的生命活动在结构上已分区化,在功能上分工化,各细胞器之间的物质也不是可随机流动。 因此,使外来蛋白质分子能进入体细胞特定区域是要克服许多困难的。这是未来的分子生物学衰老学 要克服的难题。这与现代基因工程技术碰到的难题是类似的,特别是如果以修饰基因的方法从本体产 生特定蛋白质。因此,一些现代生物工程技术如病毒修饰技术、现代脂质体技术、细胞融合重组技术、 细胞显微操作技术以及现代蛋白质分离分析技术等也许能为这个目的提供技术方法。   衰老延缓与纳米技术。纳米技术是一种微观粒子运动控制技术,其可控制的粒子大小在纳米范围 或者可以说在原子、分子范围。在1990年已有实验成功地将几十个原子排列成几个英文字母。近几年 的实验技术成就就已使有些人预计若干年后人类将制成大分子或细胞大小的纳米机器人,带着人类赋 于的功能和使命进入人体完成各种医疗操作包括延缓衰老操作。   上面曾提到,分子生物学衰老学是专门研究体细胞衰老机制和延缓方法的。纳米技术的进展可能 使衰老学研究与现代药物学二者无法区分。未来的医药学如果以纳米技术为主要方法就不知道还会留 下什么其它部分?纳米机器人可以由原子、分子或其它废料来合成,也可能由现成的生物大分子、病 毒、细胞或其碎片来改造形成。   在乐观地前瞻之后一个重要的忽略是,纳米机器人所携带的功能结构从何而来?一切生物功能均 由其相应的结构而来此即称为功能结构。生物体的一切功能结构均来自进化。现代药物学利用动物实 验及临床实验以筛选获得适合的药物分子的功能结构。筛选出的天然或合成的药物分子带有已知的功 能结构进入人体后能发挥一定的药物功能,但这样的方法还不很令人满意。对将来的进入人体的纳米 机器人所携带的功能从何而来的问题,这只能从功能来寻觅结构。纳米技术本身应也可用来阐明某些 已知功能的结构。从现成的已知功能的结构来装配纳米机器人。 生命是什么?   对于生命是什么这个问题现在试作以下猜测。   生命是从一种物质团中起始产生的高级化学运动现象。这种物质团之所以能存在是因为被一种称 为化学膜的东西包围着。这种物质团在生命出现之前是以有膜有机微粒的形式存在。正是它们之中的 某一些后来发展成为生命体,这可能是自然固有的规律。为什么能从这种物质团而不是由别的什么东 西产生生命?这是因为只有在这种物质团中蕴藏有巨大的结构可选择度,在其中可以形成生命所需的 复杂结构,可容纳巨大的结构信息。在这种物质团中的某一些,以本身已含有的分子种类和数量来说 已具有形成生命的起始条件,但如要实现形成生命还需要亿万年的化进时间。这种物质团之所以能作 为生命起始物的另一个原因是生命必须在水溶液中形成。在亿万年进化中,从无生命的物质团到形成 生命,生命的微观结构和宏观形式都发生了巨大变化,但是生命的初始物质团的基本结构自始至今没 有变化。   一个体系如果能自我完善,它将愈来愈完善,直至形成生命,进而产生意识精神,籍此,生命得 以窥见世界,窥见自己。为什么一个体系能自我完善以及能愈来愈完善?这就是为什么在演化中能产 生进化以及进化能一直进行的问题。演化是物质世界的运动过程,所以应不存在物质世界为什么会演 化的问题。在演化中能产生进化是因为在演化中产生了进化体系。上述的化进个体就是一种进化体系。 这是一个巨大的演化群体,进化其实是一种群体演化。大量的化进个体其组成结构既有类似性也有差 异性,它们各自的演化途径也是如此,它们各按自己的规律和途径演化。演化以后的各个体也是既有 类似性也有差异性,它们对环境有不同的适应能力,这就产生了天择和适者留存。因此可以说在宇宙 演化中也许并没有特地产生的进化,所为化学进化和生物进化其实是大量类似个体进行群体演化的结 果。一个化进个体的愈来愈完善直至形成生命均系自我完成并无外力帮助,但却是无数同类个体生灭 的结果。一旦继续演化的个体有了生殖能力,不管这是否由"质变"形成,我们就称之为初始生命体, 并称以后的继续演化进程为生物进化。生物进化也是一种群体演化。有先进性质的生物体也是自我演 化的结果,但是不同于化进个体是自然形成,由生殖而来的生物体对母细胞是有继承的。生物个体之 间的相互作用只有到了产生有类似"性"作用的单细胞生物相互结合作用时才有可能。   对于生命是什么,以上叙述仅从生命从何而来说明这个问题。接着要探索的是已经形成的生命其 组成结构和运动与无生命物质比较应有什么特点?已经知道构成生命的物质亦不过是一些大小有机分 子、无机离子及水等。如果认为它们亦仅是化学地结合在一起,这只能说明我们仍不知道生命是什么? 因此,生命必须有生命的特殊结构和运动规律。   所谓生物结构到底是指什么?应该认为,生物结构主要是指生物膜结构,各种细胞器、各种细胞 内膜均是细胞膜内凹形成的。   生命运动现象存在于有序与无序之间。无序是指细胞内各个内环境中的水溶液,其中溶解有各种 生物大小分子及无机离子等。有序结构即为各种生物膜结构。   这里提出生物结构中"准空间"的看法。蛋白质分子是线性分子,即它在一度空间上是有序的,但 这种线形分子在折叠后形成的仍是球形或接近球形的分子,在分子上有一个或几个被称为活性中心的 点。活性中心的作用之一是一些化学反应可被这些生物大分子上的活性中心所催化引起或加速,但活 性中心并不会是催化中心。有些生物大分子(如核酸分子)在表达其生物功能时则是以展开成线形分 子的方式进行的。   某些带有各种活性中心的生物大分子能在生物膜上排列起来形成序列。在不同的细胞器膜上可有 不同的这种序列。这种序列可能还有分枝。   数学上规定,点是没有大小的、线是没有粗细的、面是没有厚薄的。但是生物大分子是有大小的。 所以可以说,生物大分子是一种准点。由各种生物大分子在生物膜上排列形成的序列是一种准线而分 布有各种准线的生物膜是一种准面结构。可以说,有序的准线、准面结构就是生物结构。这是一种存 在于三度空间中的由各种准线和准面构成的,沉浸于内环境溶液中的曲面结构而不是真正的三度空间 结构。   生命运动现象就发生在这种有序的生物结构和无序的内环境溶液之间。这里正是生物学与化学的 交界之处。   在内环境溶液中存在着各种大小分子,这些也是一种有一定大小的反应准点。它们之间的反应是 一般的化学反应。反应产生的能量如不形成高能键就立即释放到环境,这种能量难以被生物体作高效 利用。不过在这种分子水平的反应中也可形成少量储能分子如ATP等。高级的生化代谢反应系在准线 和准面结构上的各准点序列之间进行,也就是在生物结构上进行。这些准点之间有相对较固定的空间 关系。这些准点有些是酶的活性中心、识别位点之类。物质和能量可在这些准点序列上反应和传递, 即某些分子可以激发态在这些准点序列上反应传递,与此同时内环境中的某些分子也同序列上的准点 有作用。通过这种方式,一方面某些有手性空间结构要求的生物分子得以合成,同时产生的化学能可 得到高效利用,即在准点上传递的能量可直接用于合成某些储能分子如ATP等。   由于每组准线、准面结构都要求沉浸在一个特定的化学内环境中,因此细胞内部的分子组成可能 是高度分区化而各种代谢反应则是分工化的,但是各分区即各细胞器之间仍有特定的物质和能量联系。 由此可见,生命活动中两件最重要的事,一是有特定空间结构要求特别是有手性空间结构要求的生物 分子的合成,一是生命运动所需化学能的高效利用。这两者在随机的液态的化学反应中是难以做到的, 因为反应粒子的随机碰撞难以合成有特定空间结构要求的生物分子,而在反应中产生的能量也立即散 逸至环境成为热能。在有准线、准面结构的生物结构上进行的各种反应,由于反应粒子可以激发态及 特定的空间要求在准点序列上传递和反应,在准面结构上两个反应粒子还可经过不同准点序列的分枝 点而相遇反应。就这样,这种生物结构的空间特征决定了反应产物分子的空间结构,以激发态在准点 序列上传递的反应粒子可以直接形成高能磷酸键或从内环境中摄取ADP以形成储能分子ATP等,从此获 得了生命运动所需的结构和自由能。   常说生命是一个黑箱子不能打开观察。当黑箱子打开后不但不能观察到什么,生命运动的功能就 此丧失。这可能就是因为准线、准面上各准点之间的特定和相对固定的空间关系,也就是生物结构遭 到破坏之故。http://www.liqunchen.com/08.htm