科 學 與 信 仰
漫談科學與信仰的兼容(17) ─ 生命始源之二
周 小 安
神 說 : 「 地 要 發 生 青 草 和 結 種 子 的 菜 蔬 ， 並 結 果 子 的 樹 木 ， . 各 從 其 類 ， 果 子 都 包 著 核 。 事 就 這 樣 成 了 。 」 ( 創 1.11)
聖 經 宣 稱 生 命 是 由 神 創 造 的 ， 巴 斯 德 定 律 否 定 了 生 物 自 生 論 。 人 們 對 生 命 起 源 的 探 索 是 否 就 到 此 為 止 了 ？ 事 情 決 沒 有 這 麼 簡 單 。 20 世 紀 中 葉 以 後 ， 「 生 物 自 生 論 」 再 次 改 頭 換 面 ， 捲 土 重 來 。 用 科 學 家 海 依 克 爾 (Haeckel) 的 話 說 ， 「 生 物 自 生 論 」 必 須 是 「 真 實 的 」 ， 否 則 就 得 相 信 造 物 主 。 原 來 ， 人 們 相 信 「 生 物 自 生 論 」 是 因 為 他 們 不 願 相 信 聖 經 所 說 的 神 。
當 然 ， 現 代 的 「 生 物 自 生 論 」 者 無 法 否 定 巴 斯 德 的 發 現 ， 但 他 們 卻 辯 解 說 ， 巴 斯 德 祇 是 證 明 了 在 現 今 的 世 界 上 和 在 人 類 有 生 之 年 的 短 暫 時 期 內 ， 生 命 不 能 自 發 產 生 。 他 並 沒 有 證 明 在 遠 古 時 期 和 億 萬 年 的 長 時 期 內 ， 生 命 也 不 能 自 發 產 生 。
這 樣 的 辯 解 雖 然 在 邏 輯 上 說 得 通 ， 但 仍 需 要 實 驗 的 支 持 纔 有 說 服 力 。 否 則 ， 這 等 于 說 ， 牛 頓 祇 是 證 明 了 十 七 世 紀 以 來 的 太 陽 系 是 有 引 力 的 ， 並 沒 有 證 明 十 六 世 紀 以 前 的 宇 宙 也 有 引 力 存 在 。 所 以 ， 儘 管 現 在 的 蘋 果 個 個 落 地 ， 但 在 遠 古 時 期 ， 它 們 卻 可 能 飛 上 天 。 所 以 ， 「 生 物 自 生 論 」 者 必 須 拿 出 實 驗 來 支 持 自 己 的 立 場 ， 否 則 這 種 立 場 就 是 毫 無 根 據 的 「 信 仰 」 。
一 九 五 三 年 ， 生 物 學 界 發 生 的 一 件 大 事 是 ， 米 勒 (Stanley L. Miller) 從 無 機 物 中 ， 製 造 了 氨 基 酸 等 重 要 的 、 生 命 所 必 須 的 物 質 。 米 勒 的 實 驗 結 果 立 即 被 認 為 是 支 持 生 命 由 無 機 物 逐 漸 進 化 而 來 的 「 生 物 自 生 論 」 的 重 要 科 學 證 據 。
米 勒 當 時 是 芝 加 哥 大 學 的 研 究 生 。 他 模 擬 人 們 認 為 的 在 生 命 出 現 以 前 的 原 始 地 面 大 氣 層 的 成 份 。 他 在 一 個 燒 瓶 中 加 入 氫 氣 、 甲 烷 和 氨 等 還 原 性 氣 體 和 水 蒸 氣 ， 將 燒 瓶 密 閉 後 插 入 兩 支 電 極 ， 通 電 後 可 以 產 生 電 火 花 。 七 天 後 ， 他 從 燒 瓶 中 收 集 到 一 些 有 機 物 ， 其 中 竟 有 幾 種 氨 基 酸 ！ 他 的 實 驗 結 果 轟 動 了 科 學 界 。 因 為 ， 蛋 白 質 是 由 氨 基 酸 組 成 的 ， 而 蛋 白 質 被 認 為 是 生 命 存 在 的 形 式 。 有 了 蛋 白 質 ， 生 命 的 產 生 就 指 日 可 待 了 。 因 此 ， 人 們 以 為 米 勒 的 實 驗 所 揭 示 的 ， 也 許 就 是 生 命 從 無 機 物 起 源 過 程 中 的 重 要 一 步 ， 證 明 生 命 是 由 無 機 物 進 化 而 來 。 四 十 多 年 過 去 了 ， 米 勒 和 其 他 人 用 類 似 的 實 驗 方 法 ， 利 用 不 同 的 能 源 ， 如 紫 外 光 、 高 溫 、 震 動 波 等 ， 從 還 原 性 氣 體 中 獲 得 了 更 多 種 類 的 氨 基 酸 、 葡 萄 醣 、 核 醣 、 以 及 核 酸 所 含 的 幾 種 鹼 基 等 生 物 體 內 的 重 要 有 機 物 。
然 而 ， 米 勒 的 實 驗 並 不 像 當 時 許 多 人 預 想 的 那 樣 ， 拉 開 了 生 命 創 始 之 序 幕 。 相 反 的 ， 對 米 勒 實 驗 的 意 義 ， 人 們 提 出 愈 來 愈 多 的 質 疑 。 比 如 ， 關 於 反 應 物 的 濃 度 問 題 。 米 勒 實 驗 中 所 加 入 的 反 應 物 ( 各 種 還 原 性 氣 體 ) 的 濃 度 ， 遠 遠 高 於 原 始 大 氣 層 中 這 些 氣 體 的 實 際 濃 度 。 反 應 物 濃 度 低 ， 則 這 種 由 無 機 物 生 成 有 機 物 的 合 成 反 應 就 難 於 進 行 ， 或 者 一 旦 合 成 後 立 即 又 會 分 解 。
有 人 指 出 ， 按 米 勒 和 他 的 同 事 們 所 假 設 的 原 始 大 氣 層 環 境 計 算 ， 米 勒 實 驗 中 制 成 最 多 的 甘 胺 酸 的 分 解 速 度 比 合 成 速 度 快 。 因 此 ， 在 原 始 大 氣 層 中 形 成 的 甘 胺 酸 ， 百 分 之 九 十 七 在 抵 達 地 面 之 前 就 分 解 了 ， 剩 下 的 少 量 甘 胺 酸 要 擴 散 到 三 十 英 呎 深 的 深 海 中 ， 纔 不 致 被 紫 外 線 破 壞 。
再 則 ， 有 人 推 算 ， 米 勒 實 驗 中 的 電 火 花 ， 在 兩 天 內 提 供 的 能 量 ， 相 當 於 原 始 地 球 表 面 四 千 萬 年 所 接 受 的 能 量 的 總 合 。 也 就 是 說 ， 米 勒 的 燒 瓶 中 觀 察 到 的 化 學 反 應 ， 在 實 際 原 始 大 氣 層 中 是 難 以 發 生 的 。
另 外 ， 許 多 生 命 所 需 的 物 質 成 份 都 有 旋 光 性 ( 光 通 過 這 些 物 質 時 會 被 折 射 ) 。 醣 類 都 是 右 旋 的 ， 生 物 所 必 需 的 二 十 種 氨 基 酸 全 是 左 旋 的 。 但 米 勒 等 人 得 到 的 氨 基 酸 卻 是 右 旋 和 左 旋 各 佔 一 半 。 由 對 等 的 左 、 右 旋 的 氨 基 酸 變 成 全 部 左 旋 的 氨 基 酸 ， 很 難 用 隨 機 機 制 來 解 釋 。
然 而 ， 米 勒 實 驗 遇 到 的 最 嚴 重 挑 戰 ， 卻 是 關 於 原 始 大 氣 層 的 性 質 問 題 。 長 期 以 來 ， 人 們 認 為 原 始 大 氣 層 是 還 原 性 的 ， 沒 有 氧 氣 存 在 。 由 無 機 物 合 成 氨 基 酸 等 的 實 驗 ， 也 是 在 無 氧 狀 態 下 進 行 的 。 如 果 有 氧 氣 存 在 ， 這 種 合 成 或 者 不 能 發 生 ， 或 者 分 解 作 用 超 過 合 成 作 用 。
近 一 、 二 十 年 來 ， 關 於 原 始 岩 石 及 太 空 研 究 的 資 料 指 出 ， 地 球 的 大 氣 層 中 不 一 定 含 有 大 量 的 甲 烷 、 氨 氣 等 還 原 性 氣 體 ， 而 且 有 含 氧 的 可 能 性 。 特 別 值 得 指 出 的 是 ， 無 人 駕 駛 的 海 盜 號 (Viking) 太 空 船 在 火 星 登 陸 後 發 現 ， 火 星 沒 有 生 物 存 在 ， 但 火 星 卻 有 氧 化 性 的 氣 層 。 因 此 ， 地 球 的 原 始 大 氣 層 中 含 氧 的 可 能 性 是 不 能 排 除 的 。 若 地 球 的 原 始 大 氣 層 中 含 氧 得 以 證 實 的 話 ， 米 勒 等 人 的 實 驗 的 意 義 就 要 完 全 重 估 了 。
1991 年 2 月 出 版 的 【 美 國 科 學 】 發 表 了 題 為 【 探 索 生 命 始 源 】 的 專 文 。 在 此 專 文 中 ， 作 者 指 出 : 「 米 勒 經 過 四 十 載 ， 仍 然 緊 逼 地 追 索 生 命 的 最 大 奧 秘 。 」 然 而 ， 早 已 當 上 教 授 的 米 勒 承 認 ， 事 實 上 ， 「 生 命 始 源 這 問 題 ， 變 得 比 他 和 大 多 數 其 他 學 者 所 猜 測 的 更 加 困 難 。 」 ( 本 文 材 料 主 要 取 材 於 里 程 著 : 【 遊 子 吟 -- 永 恆 在 召 喚 】 ， 校 園 書 房 出 版 社 2000 年 增 訂 版 ， 第 215-218 頁 )
