前言
用生命科學(xué)思維理解世界

時光飛逝，生命密碼系列的第二本書要和大家見面了。

生命密碼系列書籍脫胎于我的一檔日更電臺節(jié)目《天方燁談》，相較于幾分鐘的節(jié)目，分門別類、精心整理的文章信息量更大，也方便大家隨時閱讀。

我寫這本書的初衷是希望和大家分享一些通俗易懂的生命科學(xué)知識，為對這一領(lǐng)域感興趣的人提供靠譜的科普內(nèi)容，如果能讓公眾理解科學(xué)、熱愛科學(xué)，那就更好了。

生命密碼系列的第一本書出版后，我陸續(xù)參加了一些科普活動，收到了不少有價值的反饋，部分讀者還提出了對第二本書的期待，這讓我在欣喜之余，也平添了幾分壓力，以及做出更優(yōu)質(zhì)內(nèi)容的動力。

在與讀者朋友們的交流中，我發(fā)現(xiàn)大家對生命健康問題很感興趣，但很多人對決定生老病死的主要因素——基因，卻陌生得很。我們?yōu)槭裁磿。咳祟惪赡苡郎鷨幔咳绾紊粋€健康的孩子？如何讓“腫瘤君”滾蛋……其實，這些問題的答案便在遺傳與環(huán)境中。與其他前沿學(xué)科不同，生命科學(xué)的研究與每個人息息相關(guān)，自然吸引了不少人的關(guān)注。

但這種“關(guān)注”也帶來不少亂象，從各種趕時髦的基因科技流言中，便可窺一斑。作為一門前沿科學(xué)，從分子層面理解生命，存在一定的認(rèn)知門檻，這也讓生命科學(xué)成為謠言重災(zāi)區(qū)。對基因武器的恐慌自不必提，與致癌有關(guān)的謠言也層出不窮。

人天生會對未知的事物恐懼。對于新事物，大部分人會在不了解時便下意識否定，雖然質(zhì)疑是科學(xué)精神之一，但思辨是更重要的科學(xué)精神。要清除蒙昧與謬誤，就得消除科學(xué)家與公眾間的知識鴻溝，保證大家是在同一平臺，用同一種語言對話。所以，在生命這個話題上，我們要有統(tǒng)一的認(rèn)識和理解。

哲學(xué)三問，生物思維

生命是什么？在20世紀(jì)前半葉，最熱衷于解答這個問題的是物理學(xué)家，“養(yǎng)貓大神”薛定諤就是個中翹楚，他寫了一本《生命是什么》，嘗試從物理角度解答這個問題。這本書出版至今流行了70多年，堪稱經(jīng)典。雖然書中種種只是薛定諤的大膽猜想，卻也因此啟發(fā)了不少杰出的物理學(xué)家因為尋找“生命力學(xué)”而最終投入遺傳學(xué)研究。生命科學(xué)研究在分子層面開始突破，相當(dāng)程度得益于此書。

作為一名投身生命科學(xué)領(lǐng)域20多年的理科生，我對這個問題的理解是——生命的本質(zhì)是化學(xué)，化學(xué)的本質(zhì)是物理，物理的本質(zhì)用數(shù)學(xué)來描述。化學(xué)統(tǒng)一在元素上，經(jīng)典物理統(tǒng)一在原子上，量子物理統(tǒng)一在量子上，而生命統(tǒng)一在DNA（脫氧核糖核酸）上。在我看來，生命正是由一群元素按照經(jīng)典物理和量子物理的方式組合起來的一個巨大且復(fù)雜的系統(tǒng)。

英國科學(xué)作家保羅·戴維斯在《生命與新物理學(xué)》一書中，把生命和量子物理的結(jié)合提升到新的水平，隱隱揭開了分子生命（DNA以上水平，原子基礎(chǔ)）+量子物理（腦科學(xué)，量子基礎(chǔ)）+信息論[生命以信息為通用貨幣，以bit（字節(jié)）為基礎(chǔ)]融合的序幕。從麥克斯韋妖到薛定諤的貓，從哥德爾不完備定理到香農(nóng)定理……生命的起源與本質(zhì)、自由意識是否存在的答案似乎呼之欲出。

地球存在了46億年，已知生命的歷史已有34億年，我們是誰，因何誕生，去往何處，學(xué)界有著不同的認(rèn)識。

自詡處于食物鏈頂端的人類，放在地球億萬年尺度的背景來看，也只存在了短短的一瞬。莎士比亞的“人啊，你是宇宙的精華，萬物的靈長”這句話在文學(xué)作品中無可厚非，但在生物圈中實在是自大之言，如果曾經(jīng)的地球霸主們有靈性，聽到了免不了對人類一頓鄙視加暴揍。即使是現(xiàn)在，人類在稱王的道路上依然走得艱難。在我看來，地球之王是微生物，多細(xì)胞生物之王是昆蟲，論生存實力，人類從來都是被碾軋的一方。

達(dá)爾文顯然更客觀，他說“人類的特征是兩足直立行走、大的腦容量和高的智力”，僥幸站上食物鏈頂端，也只是演化的偶然。在今天看來，這個定義并不完善，我們或許應(yīng)該說，人是具有23對染色體，基因組為30億對堿基，基因總量約為22 000個，以及攜帶了10倍于人體細(xì)胞數(shù)量的微生物的有機(jī)體。

雖然相較于過去，我們對“我”的理解，已經(jīng)有了長足的進(jìn)步，可這依然不一定是生命的真相。演化還在繼續(xù)，“造物主”也可能隨時喊停，而探索未知，正是科學(xué)的意義，也是人的獨(dú)特性所在。

讓電動車普及，火箭回收，并意欲移民火星的商業(yè)奇才馬斯克，曾將自己獨(dú)特的思維方式歸結(jié)為第一性原理。這個概念最初源自哲學(xué)，就是透過表象看本質(zhì)的思維方式。每個學(xué)科都有第一性原理，演化的思想，即遺傳與變異是生命的本能，也是生命的第一性原理，是生命科學(xué)為我們提供的一種新的思維方式。

當(dāng)你苦惱在人生選擇方面，隔代如隔山的交流鴻溝時，演化歷程會告訴你，這正是地球生命前進(jìn)的動力——與祖先做出不一樣選擇的狼變成了忠誠的狗，兩棲動物的出現(xiàn)也是因為有魚選擇離開水域，人之所以能夠制造并使用工具，或是因為某些特立獨(dú)行的祖先，選擇了從樹上下來解放了雙手（前爪）……

當(dāng)你自視甚高忘乎所以時，自然歷史會告訴你，人雖然自詡?cè)f物之靈，也只是被無序的演化之手推上王座的生物之一，并不代表我們有權(quán)利凌駕于萬物之上，或是對自然索取無度。用客人而非主人的心態(tài)看待自己與外界的關(guān)系，就能在生活中保持謙卑。

當(dāng)你陷入生老病死的恐慌時，翻翻地球生命歷史，正視生命的衰亡與正視生命的誕生一樣，是再自然不過的事情。人類在疾病方面雖然存在認(rèn)知局限，但在對抗疾病方面一直有突破與創(chuàng)新。比如現(xiàn)在我們知道，癌癥是一種基因病，開始探索用免疫系統(tǒng)對抗腫瘤，從分子層面對腫瘤進(jìn)行預(yù)防、早篩、診斷、治療、預(yù)后監(jiān)測，終有將癌癥變?yōu)槁圆〉囊惶臁?/p>

自十幾年前，人類基因組被破譯以來，我們從分子層面了解了生命的組成，科技的發(fā)展又讓個人基因組測序的時間和成本從13年、38億美元到如今的2天、3 800元人民幣，我們甚至能用2019年的智能手機(jī)在不到一天的時間里分析15G的個人基因組序列，“人人基因組時代”日趨接近。這是人類攻克疾病戰(zhàn)役中的集結(jié)號，也是科技引領(lǐng)下值得期待的未來。

求學(xué)工作，結(jié)緣生科

我生于20世紀(jì)70年代的尾巴，學(xué)生時代是在書海中度過的。《山海經(jīng)》《西游記》《昆蟲記》《本草綱目》《大醫(yī)精誠》等是我常翻的書籍。我養(yǎng)過許多寵物，拍過許多花草，常常沉浸在光怪陸離的生物世界里，思緒被浩瀚的歷史拉得很長，著迷于生物的多姿多彩。

生命崇尚自由。1998年，我選擇被保送到大連理工大學(xué)就讀本科，原因之一就是大連理工允許學(xué)生自選專業(yè)。而在可選的60多個專業(yè)中，我毫不猶豫地選擇了生物工程。這固然有我自幼的興趣，但確實也受了那個時代最流行的一句話的影響：“21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)。”

臨近畢業(yè)的時候，看著同學(xué)們一個個找對口工作極其困難，作為畢業(yè)生工作組組長的我懷揣諸多不解，于是問就業(yè)辦主任：“不是說這個世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)嗎？為啥連個對口工作都找不到？”后來，主任一句話就把我給噎住了：“21世紀(jì)有多少年？今年才2002年？你有本事就讓這一刻在這一世紀(jì)早點到來。”

從大學(xué)保送生到就業(yè)困難戶，從月薪1 266元到上市公司CEO，這20多年來，我幸運(yùn)地參與了中國生命科學(xué)，特別是基因組學(xué)大發(fā)展的黃金20年，見證了中國生物科技和產(chǎn)業(yè)從追趕到同步甚至在某些方面有超越之勢的歷程，也有幸在推動生命科學(xué)時代提前到來的過程中，貢獻(xiàn)著自己的綿薄之力。

穩(wěn)中求進(jìn)，敬畏未知

如果說人與其他生命有什么本質(zhì)的不同？那就是人類很善于發(fā)現(xiàn)和利用身邊事物。人類歷史時代被分為石器時代、紅銅時代、青銅時代、鐵器時代、蒸汽時代、電氣時代、原子時代、信息時代……對應(yīng)的是人類研究和創(chuàng)造新事物的不同階段。人們不斷掌握新技術(shù)，并憑借它來改變生活的世界。

作為21世紀(jì)三大科學(xué)計劃之一的人類基因組計劃，開啟了生命時代的序幕，人們憑借前所未有的新工具，從微觀角度探索自身，也為人類健康帶來了新希望。

遺憾的是，信息世界里精華與糟粕齊飛的現(xiàn)狀，為容易受信息影響的公眾帶來困擾。近到致癌食物，遠(yuǎn)到基因編輯，大多數(shù)人都一知半解，在信息的海洋里焦慮猶疑，對科技進(jìn)步帶來的新變化頗為抵觸，但除了“不好”，也說不出什么道道來。可為了反對而反對，輕易將并不了解的事物拒之門外，既于己無益，又造成社會恐慌，實在是耽誤科技發(fā)展。

事實上，技術(shù)本身的屬性是中性的，一味為了避免負(fù)面效應(yīng)就堵上所有進(jìn)步的可能，是極不明智的。科技不斷往前推進(jìn)這一點并不以人的意志為轉(zhuǎn)移，而科技究竟是天使還是惡魔，在于我們?nèi)绾问褂盟?/p>

我對科技的未來持樂觀態(tài)度，因為我相信人性中自有善良天使。百萬年前，古人類聚集在一起，用口口相傳的故事傳遞智慧，進(jìn)而由智生慈，不斷格物致知。人類開始交流、互助、創(chuàng)造、求知、向善，物質(zhì)豐足之后，即尋精神寄托，不斷思索人之為人的特殊意義。

科學(xué)發(fā)展到現(xiàn)今，科學(xué)家們在生命倫理方面，已經(jīng)有了公認(rèn)的約束規(guī)則，絕大多數(shù)科學(xué)家都會守住倫理的紅線，不觸及科研的禁區(qū)。試管嬰兒技術(shù)誕生40多年，數(shù)百萬個天使健康出生；多利誕生20多年，克隆技術(shù)也并未帶來曾經(jīng)擔(dān)憂發(fā)生的后果。對于新技術(shù)的出現(xiàn)，我們應(yīng)該秉持開放的心態(tài)，歡迎合理探討，但不要杞人憂天。雖然真理不辨不明，但思想的碰撞應(yīng)該在清醒的頭腦間發(fā)生，了解新興科學(xué)技術(shù)，是思辨交流的前提。

我一直說，已知圈越大，未知圈也越大，對于自然與未知，我們應(yīng)保有敬畏之心。未來是不確定的，也正因此充滿無限可能。對未知懷有敬畏之心，守住底線推動技術(shù)進(jìn)步，是迎接未來的應(yīng)有心態(tài)。

科普公益，執(zhí)著堅持

我一直保持著大量閱讀的習(xí)慣，閱讀為我提供養(yǎng)分。我堅信科學(xué)與人文是可以融合的，那些自然科學(xué)無法給出答案的問題，人文科學(xué)或許能回答。正是在大量的“輸入”之下，才有了生命密碼系列和《天方燁談》節(jié)目的“輸出”。

自2016年開始，我每天擠出時間，錄制電臺節(jié)目《天方燁談》，轉(zhuǎn)眼間已堅持了1 460多個日日夜夜。作為知識的傳遞者，我希望引發(fā)大家對生命科學(xué)的興趣，因此無論是節(jié)目風(fēng)格還是選題類型，都盡量做到通俗易懂、貼近生活。結(jié)果令人驚喜，迄今1 200多期節(jié)目、逾1.6億人次的播放量，《科普時報》邀《天方燁談》特辟專欄，科普文章亦得以在學(xué)習(xí)強(qiáng)國App（智能手機(jī)應(yīng)用程序）上發(fā)表，更讓我堅定做下去的決心——誰說國人不愛科學(xué)，只要有好的內(nèi)容，公眾的好奇心、求知欲是可以被激發(fā)出來的，而大眾的科學(xué)基本素養(yǎng)也是可以在日積月累的過程中慢慢得到提高的。

教育從娃娃抓起，科普亦如是。我們曾發(fā)起百校科普活動，將生動的科學(xué)故事帶入中小學(xué)校園，迄今已與多座城市的百余所學(xué)校的數(shù)萬名師生分享了科普知識。我和小伙伴們還為幼兒園中班及以上的小朋友開發(fā)了許多科普課程。

我常說，科普即公益，其實反過來，公益是更直觀的科普方式，能讓人切身體會到科技的力量。

2003年，SARS（重癥急性呼吸綜合征）肆虐之時，華大用36個小時就測出了4株SARS病毒的序列，用96個小時做出了SARS病毒酶聯(lián)免疫試劑盒。為了盡快量產(chǎn)試劑盒，我連續(xù)在電腦前奮戰(zhàn)了幾十個小時，完成了數(shù)百頁的研發(fā)和注冊材料，掉落的頭發(fā)在電腦鍵盤上鋪了一層。當(dāng)時，我心里想的是：“如果在和平年代還能為國家做一點兒貢獻(xiàn)，恐怕也就是現(xiàn)在了。”在試劑盒順利通過藥監(jiān)局的審批后，我和同事代表華大向全國防治非典型肺炎指揮部捐贈了加急生產(chǎn)出來的30萬人份的試劑盒。

2017年，在華大的上市儀式上，我代表管理層莊嚴(yán)承諾：我們每年義務(wù)捐助一種罕見病的基因檢測，全球永久免費(fèi)。

2017年3月21日，華大聯(lián)合深廣電公益基金會成立了“華基金”。我作為代表鄭重宣布：在全球永久免費(fèi)為重型地貧患兒提供HLA（人類淋巴細(xì)胞抗原）配型檢測。

同年，我個人出資與南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院、深圳關(guān)愛行動公益基金會聯(lián)合發(fā)起“狂犬病科研計劃”，推進(jìn)狂犬病治療的臨床研究。

2017年8月，為幫助西藏進(jìn)行包蟲病篩查，我們橫跨4 000公里，將用于包蟲病篩查和防治的100臺“-86℃超低溫專業(yè)冷凍冰箱”送上海拔數(shù)千米的高原，一路上車禍、缺氧、惡劣天氣等因素并未阻撓我們前進(jìn)，并一路直播，向觀眾傳播相關(guān)科普知識。

2018年，我倡議發(fā)起“生命周期表”項目，計劃測序所有已知物種，了解它們的基因組信息，并探尋基因組之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后暗藏的生命規(guī)律，最終實現(xiàn)“數(shù)字化動植物”“數(shù)字化地球”的宏偉目標(biāo)。

生命周期表的第一期測序?qū)ο笫乾F(xiàn)存27目157科的哺乳綱，接下來是植物部分的測序，并計劃在3到5年內(nèi)，解密所有動植物基因組。我們的信心來源于華大的測序?qū)嵙Γ溃谌蛞呀?jīng)測序完成的動植物里，過半是由華大和合作伙伴共同完成的。在公開發(fā)表的500余種動植物基因組中，中國主導(dǎo)的比例達(dá)到了33%，而美國主導(dǎo)的比例是25%。

2020年1月26日，恰逢抗擊新冠肺炎，華大基因又是首個成功研制核酸RT-PCR和測序診斷試劑并率先獲國藥總局批準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)。截至3月30日，我們與愛心機(jī)構(gòu)和人士、第三方一起向湖北和全球其他地區(qū)共捐贈33.3萬份試劑以抗擊疫情。就在我寫這篇前言的時候，我的數(shù)千名同事也正在各地一線勠力同心、日夜奮戰(zhàn)，以最快的速度協(xié)助各地疾控系統(tǒng)完成病毒核酸檢測以解疫情之急。我也在喜馬拉雅、騰訊、新浪和自己的公號上積極辟謠，阻斷不實甚至造成恐慌的信息傳播。“造謠的是專業(yè)的，辟謠的是業(yè)余的。”特別是疫情期間辟謠，時效性要求很強(qiáng)，內(nèi)容要求極高，然而也必須有人能把它做起來，這也正是科普人的初心所在啊。

一句話：科普這事，忙、累，但值得。

知識拓展，科普進(jìn)階

因為這次出版的是生命密碼系列的第二本書，相應(yīng)的話題深度較第一本有了拓展，在保持科學(xué)性與趣味性的前提下，在話題的生活貼近度上有了調(diào)整。但前沿科學(xué)仍有一些知識門檻，如果看過生命密碼系列第一本書，或是聽過《天方燁談》節(jié)目，相信你在閱讀本書時會有更流暢的閱讀體驗。

孩童時代，經(jīng)史子集、志怪傳奇讓我徜徉在文學(xué)的海洋里；弱冠之時，前沿學(xué)科生物科學(xué)為我打開了自然科學(xué)的大門，科技與人文本就相互輝映。于是，在這本書成稿的過程中，我也有了更多的“私心”，我希望在科學(xué)中注入人文關(guān)懷，給人文關(guān)懷加持科學(xué)力量。這也是為什么你在生命密碼系列中，會不時看到古詩詞、相關(guān)的歷史故事。

無論是閱讀還是科研，都讓我獲益良多，我想把這種打開新世界的喜悅傳遞給大家，于是開設(shè)了“尹哥聊基因”微信公眾號，并于2018年開始，在公眾號上分享生命科學(xué)相關(guān)書籍閱讀心得，迄今為止我已經(jīng)看了逾400本與生命科學(xué)有關(guān)的作品，并分門別類地列出書單，分享書評，為大家推薦好書。如果你感興趣的話，可以在公眾號里找到我，還可加入天方燁談群聊，與廣大科普愛好者交流。

需要說明的是，我并不想將生命這個話題從科學(xué)中抽離出來，單單放在生物學(xué)科上來講述也做不到，因為科學(xué)絕不等于“分科的學(xué)問”。讀這本書，你不需要具有生物學(xué)背景，無論你擁有怎樣的知識背景，都能從中找到聯(lián)系、得到啟發(fā)。因為這原本，就是與你有關(guān)的故事啊。

最后，感謝你翻開這本書，也期待你加入科普的隊伍。你不必像我一樣發(fā)愿，只需將你知道的科學(xué)知識分享給身邊的人，相信社會上就會少一點疾病到來時的無助恐慌，流言漫天飛舞時的推波助瀾，新技術(shù)出現(xiàn)時的盲目抵觸，以及對科技引領(lǐng)者的惡意中傷。

如果說生命不過是一套復(fù)雜的代碼，那么我相信人類的代碼中有愛。愿你在生命科學(xué)的世界里，發(fā)現(xiàn)新的樂趣和方向。