【沒有設計者的世界──從分子生物學看一個哲學難題】
作者﹕方舟子(fang@xys.org)

[S.C.按﹕作者現工作於密歇根州立大學生物化學系。
本文原文引自
http://www.xys.org/xys/netters/Fang-Zhouzi/evolution/world_without_designer.txt
原文原載於《民主中國》第２９期。後收錄於
《進化新解說》（方舟子﹑天地圖書有限公司﹑１９９７。）
茲謹向作者致意。
有關『手錶類比』﹐亦請參考拙文《手錶類比----和方舟子先生商榷》。]


    “物固有所然﹐物固有所可。無物不然﹐無物不可。非卮言日出﹐和以天倪﹐
孰得其久。萬物皆種也﹐以不同形相禪。”
                      ──《莊子‧寓言》

    據說﹐東方哲人的思維是綜合式的﹐直觀而充滿了智慧﹐卻缺乏深入的分析。
對於天地萬物的由來﹐我們的祖先只是泛泛地下“天下萬物生于有﹐有生于無”之
類的斷定﹐便算是完成了答卷。至於這樣的斷定的根據何在﹐萬物如何生于有﹐有
如何生于無﹐他們似乎不屑顧及。

    西方哲人比較喜歡尋根刨底﹐一下筆便是長篇大論的分析﹑演繹。對於天地萬
物的由來﹐多問幾個為什麼﹐便免不了要認定它們一定有一個設計者﹐因為天地萬
物是如此的複雜﹑有序﹐怎麼可能自然形成呢﹖十八世紀的英國哲學家佩利因此提
出了一個著名的“手錶類比”﹕試想你經過一片荒野﹐腳踏在石頭上﹐你可能會假
定這些石頭一直就在那裡﹐而不會追究它們是怎麼來的﹔但是如果你在地上見到了
一塊手錶﹐你就會奇怪它怎麼會在那裡﹐而且你知道這塊手錶一定是由某個手錶匠
製造出來的﹐他由此推論說﹕

    “在手錶中存在的每一個加工的跡象﹐每一個設計的表現﹐在大自然的產物中
也都存在¨﹔並且﹐大自然的產物遠勝手錶﹐超出了一切人為的計算。”

    既然手錶一定有一個創造它的手錶匠﹐大自然也就應該有一個設計它的萬能的
設計者﹐也就是上帝。

    佩利的“手錶類比”一提出﹐懷疑論者休謨等人就在邏輯上給以反駁﹕手錶匠
要利用材料才能製造手錶﹐而上帝卻要從無中創造出自然界﹐這兩者不是一碼事。
機器有許多許多種﹐如果你在沙灘上見到一輛車﹐見到一臺收音機﹐總不至於認為
它們也都是由手錶匠製造出來的吧﹖依次類比﹐自然界有各種各樣的產物﹐也應該
有各種各樣的設計者﹐而不應該只有一個上帝。如果一塊手錶不是完美的﹐我們就
可以推知它的製造者不是完美的﹔因為自然界並不是完美的﹐所以上帝也就不是完
美﹑萬能的了﹖這個類比在邏輯上最致命的一點是﹕它先假定大自然沒有加工﹑設
計的跡象﹐所以在荒野上手錶才會顯得突出﹔但是它馬上又假定大自然充滿了加工
﹑設計的跡象﹐所以才象手錶一樣需要有一個設計者。這樣﹐這個類比就不是自洽
的﹐在邏輯上也就不成立了。

    但是﹐雖然“手錶類比”在邏輯上被駁倒﹐天地萬物的由來問題並不因此就解
決了。如果我們不能對自然界﹐特別是最為複雜的生物界的起源給出一個科學的解
釋﹐上帝的陰影就無法排除。到了上個世紀中葉﹐現代生物學之父達爾文對生物界
的複雜性的起源交出了第一個科學答案﹕自然選擇完全可以代替上帝作為生物界的
設計者。在自然選擇的作用下﹐複雜的生物體可以經由最簡單的生物體一步一步地
進化而來。佩利曾經拿人眼跟望遠鏡作比較﹐推斷只有上帝才能設計得出構造遠比
望遠鏡複雜﹑完善的人眼﹔達爾文在《物種起源》中因此專門用一節討論了眼睛的
進化﹐通過比較現存生物的或簡單或複雜的眼睛﹐證明人眼並非不可能從無到有﹐
從簡單（比如單細胞生物的眼點）到複雜逐漸進化而來。他非常自信地寫道﹕

    “如果有誰能夠證明存在¨任何一樣不可能經由為數眾多的﹑逐漸的﹑輕微的
改動而形成的複雜器官﹐那麼我的理論將絕對會破產。”

    一百三十多年過去了﹐雖然一直有人聲稱達爾文的理論已經破產﹐而實際上在
經過修正後它仍然堅如磐石。在生物學界﹐自然選擇依然被公認為最重要的（雖然
並不是唯一的）進化動力。在今天﹐當我們在分子水平上研究生物體時﹐生物進化
就變成了最自然不過的事情了﹐因為生物體在分子水平上有¨驚人的一致。既然一
個受精卵經過十月懷胎以後可以發育成一個人﹐單細胞生物為什麼不可能進化成人
類呢﹖單細胞生物和人的受精卵無論在結構上還是在功能上都極為相似﹐最本質的
差別是遺傳信息的不同。但是遺傳信息的載體對於所有的生物體都是相同的﹐都是
ＤＮＡ﹔而ＤＮＡ依據一定的速率在不斷地突變﹐只要有足夠長的時間﹐只要對於
每一次突變的結果有一個選擇的機製（比如自然選擇）確定其突變的方向﹐人類完
全有可能由單細胞生物進化而來。

    這是對“萬物生于有”的回答﹐而“有生于無”呢﹖雖然達爾文在《物種起源
》中避開了生命起源的難題﹐而把它留給了上帝﹐在私人通信中他卻認為第一個細
胞可以經過化學反應自然形成。到了本世紀二十年代﹐俄國科學家奧佩林開始正式
回答這個難題﹐提出了生命起源的“化學進化”假說﹐即在原始地球條件下﹐無機
物可以自動合成生物小分子﹐生物小分子可以合成生物大分子﹐進而組成原始細胞
。七十年來﹐“化學進化”假說的各個步驟在實驗室都得到了不同程度的模擬﹔特
別是近十年來﹐ＲＮＡ自我催化現象的發現和研究使我們知道﹐ＲＮＡ無須借助蛋
白質就可以自我複製和把氨基酸（蛋白質的組成單位）合成宪鏈﹐從而解決了長期
困擾生物學界的究竟是先有核酸還是先有蛋白質這個先有雞還是先有蛋的問題﹐使
得“化學進化”假說在生物學界得到了普遍的承認。

    這樣﹐上帝的陰影就已完全從生物界驅除了出去。對於生命現象的解釋﹐今天
的生物學家已完全不需要有全能的設計者的假設。


    我不想詳細介紹為什麼對於生物界的種種現像我們不需要有一個智能設計者的
假設﹐我想進一步說明的是﹐那種智能設計者的假設不僅不需要﹐而且是不合理的
。

    讓我們再回頭來看佩利的類比﹐他的大前提是﹕自然界﹐特別是生物界﹐是高
度複雜﹑有序﹑美妙的。凡是看過“動物世界”之類的電視節目﹐讀過一些介紹生
命現象的科普文章的讀者﹐大概都會理所當然地接受這個大前提。你看﹐布谷鳥會
把蛋下在別的鳥巢裡﹐讓別的鳥替它養兒養女﹐螞蟻會抓來別的螞蟻當奴隸﹐蜜蜂
會建築連建築師都嘆為觀止的蜂窩（這些都是達爾文特地在《物種起源》中討論的
例子）﹐而蝙蝠居然會用聲納“高科技”捕捉蟲子﹐一句話﹐生物世界真奇妙﹗然
而﹐深入研究下去﹐我們就會發現這種奇妙現象只是生物世界的一面﹐生物世界同
樣存在¨不奇妙﹑不完美﹑甚至完全不合理的另一面。拿我們人體來說吧﹐存在¨
那麼多（據統計多達上百個）的完全沒用甚至有害的退化器官﹑組織﹐就很不完美
﹔而人體的骨骼﹑內臟構造根本就是為四足行走“設計”的﹐使直立行走的我們增
添了多少疾痛﹐讓一個工程師來設計﹐完全可以設計得更好﹐萬能的設計者反而會
如此低能﹖如果現存的生物不是給設計創造出來的﹐而是進化而來的﹐這種現象就
很好解釋了﹕這是祖先留給我們這些不肖子孫的一種負擔。自然選擇無法憑空創造
或全盤改造﹐只能在原來的基礎上進行修修補補﹐因此那些生存下來的所謂“適者
”並不一定就是最優化者﹐它們只是在某一個或幾個特徵上獲得了生存優勢﹐其它
的可能照舊﹐從而導致了不合理的設計。

    在分子水平上來看生命現象﹐這類蹩腳的“設計”就顯得更明顯了。分子生物
學上一個出乎意料的發現是﹐作為遺傳物質的ＤＮＡ﹐只有很小的一部份是真正載
有遺傳信息﹐有表達蛋白質的功能的。對於人體來說﹐百分之九十以上的ＤＮＡ都
不編碼蛋白質﹐其中極少數有調控功能﹐絕大多數沒有已知的功能﹐被稱為垃圾Ｄ
ＮＡ。如果我們現在就認定所有的垃圾ＤＮＡ都沒有功能﹐未免過於輕率﹐但對其
中的一部份﹐我們已有了深入的研究﹐它們的確是垃圾。實驗表明﹐去掉它們對於
生物體不會有任何的影響。就是這些廢物﹐盤佔¨細胞核的寶貴空間﹐細胞複製時
還要費心費力把它們也複製一份遺傳下去。試想﹐如果你的居室的絕大部份空間都
被垃圾佔領﹐搬家時還要把它們也都帶走﹐是一件多麼荒唐的事﹗如果真有一位高
明的設計者﹐他何必扔下這麼多的垃圾﹐何不令清潔工來打掃一番﹖

    分子生物學怎樣解釋這些垃圾ＤＮＡ的存在呢﹖很簡單﹕它們是生物體在長期
進化過程中遺留下來的基因“化石”。基因是由四種鹼基編碼而成的包含遺傳信息
的ＤＮＡ片段﹐一個基因就好像是一個電腦文件。電腦文件可以複製﹐基因在細胞
分裂時也複製成兩份分配給子細胞﹐但是在這個過程中有時會發生錯誤﹐某個子細
胞會因此多得了一套某個基因﹐就像你本來要複製一個電腦文件﹐卻錯用了指令讓
這個文件擴增了一倍﹐包含了兩個原來的文件。一代一代地傳下去﹐某個基因在細
胞中就有可能越來越多﹐而形成了一個基因家庭。電腦文件的複製一般是十分忠實
的﹐但是有時會發生讀寫錯誤﹐使得新文件跟舊文件略有差異。基因複製也是如此
﹐會不時地發生突變﹐使得一個基因家庭的成員不完全相同。在基因家庭中﹐被研
究得最透徹的是珠蛋白基因家庭。血紅蛋白和肌紅蛋白都屬於珠蛋白﹐血紅蛋白又
可分為阿爾法和貝塔兩大類﹐每一類各有一些亞型﹐比如兔子的貝塔血紅蛋白就有
貝塔１﹑貝塔３﹑貝塔４三種﹐分別由貝塔１﹑貝塔３﹑貝塔４基因編碼﹐這三個
基因連在一起成為一串﹐就象三個相關的電腦文件被寫在硬盤上的同一個ｃｌｕｓ
ｔｅｒ。這三個基因都非常相似﹐可以推測是從一個原始基因不忠實地複製而來的
。為什麼沒有貝塔２呢﹖原來貝塔２是一個沒有編碼功能的假基因﹐它插在貝塔１
和貝塔３之間﹐基因結構與貝塔１相同﹐二者的序列也非常相似﹔但是貝塔２的調
控區發生了改變﹐使它沒法被轉錄﹔它的“編碼”區在開始部份發生了點突變﹐即
使被轉錄了也會很快中止﹔在這重重保險的抑制下﹐使得貝塔２完全喪失了轉錄的
機會﹐而成為無用的假基因。由於貝塔２與貝塔１極為相似﹐我們可以推測它就是
由貝塔１複製變來的﹐比較二者的序列可以計算出這個複製事件發生在大約五千五
百萬年前。貝塔２也不是一開始就完全沒有功能的﹐從序列比較可以推測它作為一
個真基因活動了大約兩千兩百萬年﹐以後堆積了太多的突變﹐而在大約三千三百萬
年前喪失了功能﹐變成了假基因。如果我們不需要一個電腦文件了﹐我們可以發出
指令把它刪除﹔而實際上﹐這個文件並沒有從硬盤上抹去﹐它還在硬盤中﹐只不過
刪除指令取消了操作系統指向這個文件的指針﹐使得它在文件名單中消失了。細胞
對於那些已經喪失了功能的基因也是採用同樣的策略處理﹐並沒有把它們清除﹐只
是加了種種限制防止它們的表達﹐而把它們作為“化石”保留了下來。有時候這些
限制失靈﹐讓這些“化石”基因復活了﹐就出現了返祖現象。但是計算機跟細胞有
一個很重要的區別﹕由於硬盤空間有限﹐那些已被刪除的舊文件最終會被新文件所
覆蓋﹐而真正被刪除﹔而細胞中卻無人來為它們做這種清除垃圾的工作﹐垃圾ＤＮ
Ａ也就越積越多了。

    如果一個電腦文件太大﹐一個硬盤扇區（ｓｅｃｔｏｒ）寫不下﹐就會給拆開
分散到別的扇區去﹐但是操作系統會有指針指向各個扇區﹐使它們使用起來仍然是
一個文件。真核細胞的基因也是如此﹐一個基因往往給分成幾部份。比如脊椎動物
的珠蛋白的每個基因﹐就都給分裂成三個部份﹐稱為三個外顯子。外顯子之間被不
編碼的或長或短的所謂內含子所隔開。這些內含子佔了垃圾ＤＮＡ的大部份﹐它們
或者是毫無意義的序列﹐或者是過去的基因的殘餘。在基因表達的過程中﹐外顯子
和內含子都同時轉錄ＲＮＡ﹐然後再把屬於內含子的部份切割掉﹐而把外顯子的Ｒ
ＮＡ連接在一起組成一個完整的信息ＲＮＡ去翻譯蛋白質﹐顯然這也不是一個很有
效率的設計。總之﹐內含子和假基因都是生物在長期的進化過程中堆積下來的垃圾
。這類垃圾﹐是生物進化的最好的證據﹐也是對於存在智能設計者的觀點的最有力
的否定。


    一個生物體越高等﹐進化過程越複雜﹐在它的身上殘留的垃圾也就可能會越多
。在生物界﹐既然沒有一個總設計師來為細胞清污除垢﹐它們就把這些“化石”加
上種種保險保存起來﹐作為歷史源遠流長的見證。即使偶爾保險失靈﹐沉渣泛起﹐
返祖復古﹐也會在自然選擇的作用下被消滅掉。在進化的長途中﹐沒有盡善盡美﹑
永恆不變的尤物﹐一切都只是過程。