蔡汀认为:如果达尔文的假说如同生物学家认为的那样根本,就应该像物理学一样存在一个一般性的、抽象化的进化数学理论。“它能从数学上把握达尔文理论的本质,并对此加以发展。”
在这里,蔡汀将生物学和物理学作了一个隐喻(或者说类比),他认为既然物理学在数学的帮助下取得了一个又一个的突破,那么,数学也可以帮助生物学来证明自身的理论和推动学科的突破与发展。
然而,生物学和物理学是完全不同的(蔡汀在这本书第三章中将物理学和生物学进行了列表比较,见下图)。生物过于复杂,有太多的例外,发现生物学的数学结构难,建立一个支撑生物学的数学结构更难。或许,目前的数学还不足以支撑生物学的研究需求。
暂时先不考虑数学上的可能,既然需要数学对生物学进行一般性的抽象,去把握生物学的本质,生物学的本质又究竟为何呢?
蔡汀认为:生物学的本质就是信息!当然和物理学的信息不同,生物学的信息是:算法信息!“当人们说DNA像一个计算机程序,当进化发育生物学(evo-devo)把胚胎发育描述为DNA程序,那指的就是算法信息。”
什么是算法?什么是程序?什么是软件?它们之间是什么关系?我们先来做一个简单的说明。先说“算法”,
算法(Algorithm)是解决问题的一系列步骤的清晰指令。比如,烧菜算法——买菜、洗菜、切菜、煮菜。程序是为使计算机执行一个或多个操作,或执行某一任务,按序设计的计算机指令的集合。程序=算法+数据结构+文档,其中算法是程序的灵魂。软件是包含程序的有机集合体,程序是软件的必要元素。算法、程序和软件的关系,有位网友绘制了一个示意图,可供参考。
微信是一款手机端软件,你点击微信软件,就开始运行微信软件里的相关程序,而这些程序又是依据一定的算法实现的。
对生物遗传信息这种算法信息的研究和处理,就是蔡汀创立的“元生物学”的研究核心。“元生物学处理软件,也就是遗传信息和DNA”。为此,蔡汀推荐了尼尔·舒宾写的一本书《我们的身体里有一条鱼》,这本书是一本关于进化发育生物学的著作。
用蔡汀的观点来解读这本书,我们就会发现:我们的身体充满了软件,而且都是非常古老的软件。这些软件中有来自海绵的子程序,来自两栖类的子程序,来自鱼的子程序。所以在人类妊娠期的某个阶段,人类的胚胎还出现了鳃!每个细胞含有DNA软件的完整副本,相当于包含整个生物历史。进化只是做微小的变化,像雅克·莫诺所言:大自然是一个修补匠,凑合着用旧的东西,不断给它们打补丁。(我怎么想到了微软的windows。)
有个网名叫做“花袭人(新加坡)”的网友在时光网上发布了一篇阅读《我们的身体里有一条鱼》的小文,转摘于此。(//i.mtime.com/huaxiren/blog/3161902/)
【《我们的身体里有一条鱼》,原著叫《Your InnerFish》。作者叫做苏宾(Shubin),是个古生物学家,专长挖化石。书写得通俗易懂,除了DNA和分子那部分有点懵,其它部分我都读得兴味盎然。
这本书从古生物化石和DNA两个方面,说明人的身体特征是从远古生物一茬一茬遗传变异形成的。我们的骨头在“骨子”里跟远古海洋里的鱼类有密切关系。我们的DNA更简直可以追朔到远古无脊椎动物。
作者讲他们去北极挖化石,结果挖到一条奇怪的鱼,显示是从鱼类到两栖类的过渡种类,鱼的鳍开始变成原始的肩胛骨,并且有了脖子模样的东西。
……
再后来他分析了我们的眼睛和耳朵,他说灵长目动物的眼睛能够分辨彩色,是因为远古森林中的植物多样性增加,彩色果实增多,能分辨彩色对采食有利。而古早动物的眼睛(感光细胞和器官),则只能分辨黑白,后来才慢慢变得复杂(好像电视机),不过大家的感光原理都是一样的,基本细胞和分子都是那一群,只是结构不同。】
我们的身体里又何止一条鱼!我们的身体里还有着海绵、青蛙等等众多生物的DNA信息……
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