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生命是什么


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前言

这是一本带你了解生命科学、和你一起理解地球生命和人类智慧的书。

在我看来,在人类所有的科学领域中,生命科学是最谦卑、也是最自负的一门科学。

说它谦卑,是因为几乎所有的生物学发现都在提醒我们:生命和智慧其实只是演化的产物。

我们居住的地球形成于 46 亿年前的星云涌动,最早的地球生命诞生于 40 亿年前的一系列化学反应,我们整个人类世界和全部人类文明都来自一场跨越 40 亿年时间的伟大冒险,我们生活中习以为常的一切,我们身上的优势和弱点,我们引以为豪的智慧,都是这场伟大冒险的产品。面对生物学规律,我们必须保持谦卑。

说它自负,是因为现在的生命科学让地球人类站在了一个极其重要的历史拐点上。伴随着过去两千多年来人类对生命现象和人类智慧的深入探究,伴随着过去几十年来人类对生物学技术的持续开发,我们迎来了一个史无前例的机会,那就是可以借助生命科学的力量,主动参与到生命演化的过程中,从看客和产品,变成命运的指挥官和主人,去影响、改变甚至主导未来人类演化的方向。这是生命科学带给我们最大的自负和野心。

因此,不管是理解我们的过去,还是规划我们的未来,生命科学都是思想军火库里必不可少的武器。只有借助生命科学,我们才能真正看清我们是谁,从哪里来,向何处去。

我们的过去:生命的无奈

回望过去,生命其实一直都是漫长演化历史中的看客和产品,是一场持续了 40 多亿年的无可奈何。今天我们拥有的一切,无论是我们的身体、智慧,还是人类的衰老、死亡,其实都是演化的产物。

首先,对于我们的身体,我们并没有绝对的话语权。

你可能听说过镰刀型贫血症这种病。这是一种很严重的遗传病,简单来说,就是人体负责生产血红蛋白的基因(HgB)上出现了一个微小的遗传变异,导致人体血管里的红细胞非常脆弱,很容易破碎,从而阻塞血管并影响很多器官的工作。如果没有精细的治疗和医疗维护,这些病人一般 40 岁出头就会死亡。直到现在,全世界每年都会有 10 万多人死于这种疾病,还有 4000 万人携带这种疾病的变异基因。你可能会问,既然这种遗传变异这么危险,为什么没有在生命演化过程中被淘汰掉呢?

其实,如果仔细观察世界范围内镰刀型贫血症突变基因的地理分布情况,就会发现这种病并没有平均散布在各个大陆上,在撒哈拉以南的非洲和南亚次大陆分布得非常集中。而且,它与世界范围内疟疾发病的地理分布有很高的重合度。为什么镰刀型贫血症和疟疾这两种看起来八竿子打不着的东西,地理分布居然很相似呢?

背后的原因特别耐人寻味。虽然镰刀型贫血症是一种很严重的疾病,但是导致这种疾病的基因突变居然也是有好处的——它可以帮助抵抗疟疾!我们知道,每个人体内都有两份 DNA 遗传物质,一份来自父亲,一份来自母亲。当两份 DNA 上的血红蛋白基因都出现变异时,人就会患病;如果只有一份血红蛋白基因出现了变异,生活就是完全正常的。而如果感染了疟疾,疟疾的真凶疟原虫进入人体后会入侵人的红细胞。这时候,那些携带了一份血红蛋白变异基因的红细胞就会显出脆弱的一面,更加容易破裂死亡,这样反而歪打正着地让疟原虫跟着死掉了,从而让这些人对疟疾有了一定程度的抵抗力。

在现代抗疟疾药物(特别是奎宁和青蒿素)发明之前,疟疾是一种非常可怕的疾病。亚历山大大帝很可能就是死于疟疾,康熙皇帝也差点因此而死。因此,在漫长的人类演化历史上,血红蛋白基因的突变虽然会导致严重的镰刀型贫血症,但是它是我们的祖先对抗疟疾的唯一武器。虽然这件武器“杀敌一千,自损八百”,但还是长期保留在了现代人的遗传物质中。

今天,对于疾病或健康,尽管有些因素我们已经能够自主控制,但是在最底层的生物学逻辑里,控制疾病或健康的,仍然是生物演化的历史。对于我们的身体,我们没有绝对的话语权。

其次,对于人类智慧的形成,我们也没有话语权。

虽然我们创造了灿烂的文明,产生了理性的思考,但这一切很难说是我们人类自己的功劳。

以人类语言为例。语言是复杂的人类社会最重要的基石之一。依靠语言,人类个体之间才可以高效率地交流经验和思想,才可能产生神话传说、政治思想和科学技术,才可能组成社会,建立国家。

在地球上数百万种动物中,人类的语言是独一无二的。虽然不少动物也发展出了语言,也能传递简单的信息,但是只有人类语言才发展出了语法。所谓语法,就是把各种单词按照一定规则、随心所欲地拼接在一起的能力。然而,人类这种独特的语言功能可不是自己努力学习的成果。

有不少证据显示,人类基因组上一个名为 FOXP2 的基因很可能和人类语言的形成息息相关。如果这个基因出了毛病,人就无法灵敏地控制自己的舌头和嘴唇,无法说出清晰的语句,即便说得出话,也基本是词汇的无意义堆积,没有正确的语法。那么,这么重要的基因,在分子层面,是不是人类和其他动物有着特别明显的区别呢?可惜没有。和我们的近亲黑猩猩相比,人类的 FOXP2 基因仅仅存在极其微小的突变。所以,人类拥有独特的语言能力是一个意外。

而且,演化生物学的模拟分析显示,人类特有的 FOXP2 基因大概出现在距今 10 万~20 万年前。这可能恰恰是现代人出现在非洲大陆、打败所有的人类亲戚、走出非洲的时间。根据这些线索,生物学家估计,人类特有的 FOXP2 基因与人类出现语言机能、形成人类社会和人类文明存在着紧密的联系。

再比如我们的学习能力,我们的爱情,我们对同类的关心爱护,我们的自尊心和责任感……这些我们引以为荣的智慧火花,也都不是人类凭空创造出来的。它们的背后其实是冷冰冰的生物学规则,是漫长演化历史进程中的塑造。

所以,人类之所以成为今天的人类,不是因为人类多么奋发图强,多么聪明勤奋,仅仅是因为几十万年前一些偶然的遗传变异,才让我们从一大堆猿猴和人类亲戚里脱颖而出,君临天下。

最后,在衰老和死亡这个终极问题上,我们更加没有话语权。

我们都厌恶死亡,但是死亡是我们每个人生命的必然终点。而且生物演化不排斥死亡,甚至在某些条件下,它会主动选择让我们死亡。

比如,如果一个遗传变异能够帮助生物在年轻的时候更好地发育、成熟、求偶、交配、繁殖,那么这个生物就会被自然选择所青睐,更容易在严酷的生存竞争中存活下来。哪怕在之后的岁月里,这个遗传变异会让这个生物很快地生病、衰老和死亡,也无所谓,毕竟它传宗接代的使命在此之前就已经完成了。

一个经典的例子是男性的睾酮。这是人体里一种特别重要的雄性激素,它的功能非常重要。男性器官的形成、精子的发育、生殖能力、肌肉力量、反应速度……这些都和睾酮有关系。打个不太严谨的比方,我们常说一个男人看起来有没有“男子气概”,这件事和他体内睾酮的多少就有很大关系。所以,那些在年轻的时候充满战斗力和交配欲望的男性,就会被自然选择所青睐,就更容易留下自己的后代。

然而,睾酮可算不上什么好东西,它和人类许多疾病都有着密切的关系。男性的睾酮含量越高,得癌症的概率就越大。特别是前列腺癌,这是男性发病第二多的癌症。也有证据显示,睾酮的水平和人类寿命是成反比的。这个能让年轻男性充满男子气概的东西,也能让他迅速衰老和死亡。

所以,对于生存还是死亡这个大问题,选择权也不在我们手里。我们来过,我们生活过,我们又衰老和死亡,这一切都是生命演化历史造就的必然归宿。

无论是我们引以为豪的身体、智慧、文明,还是我们深恶痛绝的疾病、衰老和死亡,归根结底都是 40 多亿年演化的结果。生命只是看客和产品,从来都不是自己的主人。在自然法则面前,生命科学只能保持谦卑,一点点小心地揭开大自然的密码本,偷看几眼生命的设计图。

而当我们掌握了生命科学,了解了更多自然和生命的秘密之后,就会本能地想要追求更长的寿命和更高的生命质量,想要改变演化的进程和方向,做自己生命的主人。