前言 边缘地带

1904年秋，卡文迪许实验室里正进行着各种各样稀奇古怪的实验。[1]水银蒸气泛着蓝光，一闪一闪的。铅筒立在铜盘上，不停地旋转。实验室就坐落于剑桥大学中心的自由学院巷（Free School Lane）。在当时，对全英国乃至全世界的物理学家来说，这座攀满常春藤的建筑都是最令人兴奋的地方，因为在这里，他们可以研究宇宙的基本组成元件。在满是磁体、真空装置和电池的实验室里，一个在角落里悄然进行的小实验自然很难引起人们的注意。它不过是一根管口塞着棉花，装着几勺肉汤的试管。

但就在这根试管中，某种东西正在悄然形成。几个月后，它将吸引全世界的目光，令世人惊叹不已。报纸将刊发文章，称赞这项实验是科学史上最非凡的成就之一。一名记者还将把试管中潜藏的东西描述为“最原始的生命形式——无机世界与有机世界之间‘缺失的一环’”[2]。

这种最原始生命的创造者是31岁的物理学家约翰·巴特勒·伯克（John Butler Burke）。[3]在实验前后拍摄的照片中，伯克那张稚气未脱的脸上总是带着忧郁的神情。他出生于马尼拉，母亲是菲律宾人，父亲是爱尔兰人。伯克在儿时就离开了菲律宾，前往都柏林接受学校教育，最后进入剑桥大学的三一学院。在那里，他研究X射线、发电机以及糖释放出的神秘火花。三一学院曾授予伯克一枚金质奖章，表彰他在物理和化学领域的学业成就。据一名教授描述，伯克“不仅自己在研究中激情洋溢，而且还拥有一种天赋，能激发周围人的热情”[4]。完成学业后，伯克从都柏林搬到了英国，先后在几所大学任教。此后不久，他的父亲就去世了。他的母亲——伯克后来称她为“一位很有钱的老太太”[5]——慷慨地为他提供了数额不小的生活补贴。1898年，伯克加入了卡文迪许实验室。

那时候，只有在卡文迪许，物理学家们才能在如此短的时间内对物质和能量产生如此多的新认识。实验室新近的最大成就是当时的实验室主任约瑟夫·约翰·汤姆森（Joseph John Thomson）做出的：他发现了电子。[6]在卡文迪许实验室的头几年，伯克沿着汤姆森的研究思路继续探索，设计了一系列实验，研究这种神秘的带电粒子是如何引燃气体的。但随后，一种新的神秘物质吸引了他的注意力。和卡文迪许很多年轻的物理学家一样，伯克也开始用一种发光的新元素做实验了，这种元素叫作镭。

几年前的1896年，法国物理学家亨利·贝克勒尔（Henri Becquerel）首次发现了相关的证据，证明普通物质也可以释放出一种不同寻常的能量。当时，贝克勒尔用一块黑布把一些铀盐包裹了起来，后来却发现这些铀盐在近处的感光板上留下了鬼魅般的暗影。很快，事情就弄清楚了：这些铀在稳定地释放某种强有力的粒子。为了跟进贝克勒尔的发现开展更深入的研究，玛丽·居里和皮埃尔·居里从一种叫作沥青铀矿的矿石中提取了铀。他们在提取铀的过程中发现，其中的一部分能量其实来自另一种元素。他们将这种元素命名为镭，并将这种新的能量形式称为“放射性”。[7]

镭能释放出大量的能量从而产生自热。如果把一小块镭放在冰块上，它会融化产生足以将自己彻底淹没的水。当居里夫妇将镭和磷混合在一起时，镭释放出的粒子让磷在幽暗中发出了光。消息不胫而走，越来越多的人知道了这种罕见奇异物质的存在，随即引发了轰动。在纽约，舞者们穿上涂有镭的演出服，在光线昏暗的赌场中表演。人们甚至认为镭可能会成为人类文明的重要支柱。一名化学家陷入了沉思：“难道我们就要实现炼金术士那不切实际的幻想了吗？灯不耗油就可以永远发光？”[8]在很多人看来，镭似乎还有一种赋予生机的魔力。花匠们将它喷洒在花朵上，因为他们坚信这会让花长得又大又好。有些人甚至会饮用“液态阳光”来治疗各种疾病，包括癌症。

1934年，玛丽·居里逝世，夺去她生命的正是癌症，这或许与她生前每天都和像镭这样的放射性元素打交道有关。今天的我们知道，放射性有致命的危险，所以我们可能很难理解，怎么会有人相信镭能够赋予生机。但在20世纪初，科学家们对生命的本质知之甚少，相关知识贫乏得超乎我们的想象。科学家当时最“深入”的认识是，生命本质的秘密就藏在细胞内的胶状物质——原生质中，这种物质以某种方式将细胞组建成生命体，之后代代相传。除此之外，关于生命的本质，几乎没有什么认识是科学界公认的，任何观点都有正确的可能。

在伯克看来，生命和放射性在本质上极其相似。他认为，就像毛毛虫化茧成蝶一样，镭原子似乎也会经历一种源自内部的转变。1903年，他在一本杂志上发文称：“它改变了自己的组成物质——从某种有限的意义上说，它是有生命的——但它还是镭。”伯克在这篇文章中继续说：“生物学家们认为，活物和所谓死物之间有一道无法逾越的鸿沟，但这种区分是错误的，应该就此摒弃……所有物质都是有生命的——这就是我的观点。”[9]

需要注意的是，发表这番言论的伯克并不是一名神秘主义者，而是一名科学家。他还不忘提醒人们：“我们必须小心谨慎，不能任由想象力自由驰骋，使我们深陷纯粹的幻想之中，处于无法用实验事实来为我们的猜想提供支持的维度。”为了证明自己的观点，伯克设计了一个实验：他将用镭从无生命的物质中创造出生命。

为了开展这项实验，伯克首先准备了一些肉汤。他煮了几大块牛肉，撒上盐，还加了一些明胶。在食材经过加工变成肉汤后，他将一些肉汤倒入一根试管中，然后将试管放在火焰上加热。高温可以破坏肉汤中可能残存的牛的细胞和微生物，最后得到的无菌肉汤中没有生命，只有分散在汤中的一个个分子。

伯克取了一个小瓶，往里面加了一小撮镭盐，然后把小瓶密封好，悬在肉汤的上方。小瓶上缠着铂丝，铂丝从试管侧壁的一个口上伸出。他拉动伸出来的铂丝的一端，小瓶碎裂，镭掉进了下方的肉汤里。

伯克让具有放射性的肉汤炖了一整晚。第二天，他发现肉汤发生了一些变化：它的表面覆盖了一层浑浊物质。伯克取了一点这层浑浊物，想看看它是不是细菌污染形成的。他把这些物质涂布在培养皿中，培养皿中有微生物生长所需的营养物质。如果这层混浊物中有细菌，它们就可以大快朵颐，长出可见的菌落。

然而，培养皿中并没有形成菌落。伯克据此得出结论，这层浑浊物一定是由其他什么物质形成的。他另取了一份样本，将其铺展在载玻片上，在显微镜下观察。在显微镜下，伯克发现样本中出现了一些零星的小点，比细菌要小得多。几小时后，当他再次检查这些样本时，伯克发现这些小点消失了。但第二天，它们又出现了。于是伯克开始动手绘制草图，记录这些斑点的大小和形状如何变化。在接下来的几天里，它们有的变成了球体，有内核和外壳；有的逐渐伸展，变成了哑铃状；有的则边缘隆起，中间紧缩，形成了一个个微型的花朵。之后，它们开始分裂。两周后，它们彻底解体了，有的人或许会说它们“死了”。

在用笔勾勒这些不断变化的形状时，伯克可以看出这些小点并不是细菌。这并不只是因为它们太小了。当他将一部分样本加入水中时，它们还会溶解——细菌是绝不会出现这种情况的。然而，伯克确信这些掺有镭的小点并不是晶体，也不是人们熟知的其他无生命物质。伯克总结道：“它们应该被归入生命之列。”[10]这意味着他创造出的这些“生命”——他称为“人造生命”——位居生命疆域的最边界上。伯克还给这种“人造生命”取了一个名字，为了纪念孕育它们的元素，他将其称为“放射凝聚生物”（radiobe）。[11]

至于“放射凝聚生物”是如何创生出来的，伯克自己也只能猜测。他认为最有可能的一种情况是，当镭被加入肉汤时，这种元素赋予了肉汤中的分子生长、组织和增殖的能力。“构成原生质的物质就在肉汤中，”伯克后来写道，“但活力之流来自镭。”[12]

那年12月，卡文迪许实验室的科学家们齐聚一堂，在剑桥一家餐厅的包房里举行年度晚宴并庆祝伯克的新发现。科学家们打着黑领结，朗读着物理学家弗兰克·霍顿作的抒情诗《镭原子》，还和着一首剧院老歌的曲调唱了起来：

哦，我是一个镭原子，

在沥青铀矿中初见这个世界，

但我很快就会变成氦：

因为我的能量正在耗尽。

物理学家们先是歌唱镭释放的γ射线和β射线，接着又开始歌唱伯克的实验：

他们说，生命是通过我创生的，

还说动物由黏土制成，

他们告诉我，我与肉汤配成一对，

创生了今天的生命。[13]

5个月后，1905年5月25日，伯克在《自然》杂志上发表了他有关“放射凝聚生物”的第一篇报告。[14]为了让对实验的描述显得更丰富，伯克还附上了三幅他绘制的“高度组织化的生命体”的草图。在报告的结尾部分，伯克将这种生命体正式命名为“放射凝聚生物”，并且说用这个名字是为了“展现它们与微生物之间的相似性，以及它们独特的本质和来源”。

记者们打来电话，想请他谈谈自己的发现。伯克起初并不想说太多，但他们就像朽木上的白蚁一样，一点点地啃噬着他的决心。伯克指出，由于放射性矿物的分布非常广泛，所以他推测“放射凝聚生物”广泛分布于整个地球上。他告诉一名记者：“这可能就是地球上生命起源的奥秘。”[15]

公众欣然接受了这一观点。在一篇题为《镭是否揭示了生命的奥秘？》的文章中，《纽约时报》惊叹道，伯克的“放射凝聚生物”似乎“在无生命物质的毫无生气与生命初现的陌然悸动间颤动”[16]。

这则消息让伯克声名大噪，与他的“放射凝聚生物”一样成为众人瞩目的焦点。《纽约论坛报》的一篇报道称：“约翰·巴特勒·伯克一夜之间成了英国最受瞩目的科学家。”[17]伦敦的《泰晤士报》称他为“我们最杰出的青年物理学家之一”，取得了“有史以来最伟大的一项成就”。[18]一名英国作家评价说：“伯克先生忽然之间声名大噪，在这个国家，这通常是杰出运动员才有的‘待遇’。”[19]伯克后来回忆说，那时他收到了许多“从世界上最遥远的地方”寄来的信件，人们在信中就“放射凝聚生物”向他提出了各种各样的问题。

伯克很享受自己的成名时刻。在卡文迪许实验室已很难再见到伯克的身影，他穿梭于各个讲堂，略带骄傲地向人们展示他的幻灯片。各大杂志纷纷向他约稿，稿酬丰厚。《世界事务》（World’s Work）甚至将他与达尔文相提并论，在一篇文章中写道：“‘放射凝聚生物’引发了或许是自《物种起源》出版以来科学史上最激烈的讨论。”[20]1859年，达尔文提出了阐释生命如何演化的理论，而半个世纪后，伯克正在努力破解另一个更大的奥秘：生命本身。伦敦最大的出版商之一查普曼和霍尔出版社与伯克签署了一份合同，希望他将自己的理论写下来并出版。1906年，《生命的起源：它的物理基础与定义》（The Origin of Life: Its Physical Basis and Definition）出版上市。[21]

这时的伯克早已将当初的小心谨慎统统抛诸脑后。他在书中就许多主题发表了长篇大论，阐述了“活物的性质”、“矿物界与植物界的边界领域”、酶与细胞核、他自己的物质的电学理论（electric theory of matter），以及他所谓的“精神物质”（mind-stuf）。伯克将“精神物质”描述为“普遍心智中的感知，我们就生活、存在于它构成的‘思想海洋’中”，但这样的解释毫无意义。[22]

这一番高谈阔论是伯克的“伊卡洛斯之巅”（Icarus peak）[23]。很快，一轮针对《生命的起源》的严厉评价席卷而来，对他在书中表现出的傲慢大加嘲讽。这么一位连叶绿素和染色质都分不清楚的物理学家，竟然在这里滔滔不绝地谈论生命的本质。一名书评人轻蔑地写道：“生物学绝对不是他的强项。”[24]

不久后，一名科学家给出了更有力的驳斥证据，对伯克的观点造成了致命一击。这位科学家名叫道格拉斯·拉齐（W. A. Douglas Rudge），也曾经在卡文迪许实验室工作过几年。拉齐决定重做伯克的实验。拉齐意识到，有办法可以让实验变得更严谨，例如，分别用自来水和蒸馏水进行实验。他还通过拍照来记录自己的实验结果，而不是像伯克那样，用拉齐的话说，“只靠画图”。[25]拉齐发现，当使用蒸馏水制备肉汤时，镭并没有创造出任何东西，而在用自来水制备肉汤时，加了镭的肉汤里会出现一些奇形怪状的东西。但即使是在用自来水制备肉汤时，拉齐也没有观察到伯克那栩栩如生的“放射凝聚生物”的迹象。

伯克一度试图污蔑拉齐不够专业，但其他科学家却认为，拉齐提交给英国皇家学会的报告足以为“放射凝聚生物”定性。卡文迪许实验室的物理学家诺曼·罗伯特·坎贝尔表示：“拉齐先生做的这个实验是伯克先生早就应该做的。”他还说：“拉齐先生给出了令人信服的证据，证明这些‘细胞’，或者说‘放射凝聚生物’，不过是明胶在盐类的作用下产生的小液泡罢了。”[26]

1906年9月，坎贝尔发表了一篇文章，对伯克展开了猛烈的抨击。表面上看，这是一篇《生命的起源》的书评，但读起来更像是对伯克本人的恶意人身攻击。坎贝尔嘲笑道：“伯克先生并没有在剑桥接受过教育，在作为高才生来到剑桥之前，他已经在其他两所大学待过了。”他继续嘲讽说：“有人在提及伯克先生最近出版的作品时介绍说他‘来自卡文迪许实验室’，这种说法具有误导性。不过几年前，他确实在卡文迪许实验室做过一些物理研究：在研究‘放射凝聚生物’的生物学特性期间，他把那些‘孵育’出这种生物体的试管存放在了他之前做研究的房间里。”

大约就在这个时候，伯克停止了在卡文迪许实验室的工作。究竟是他辞职了还是实验室禁止他再从事研究工作，没有人知道。1906年12月，实验室的科学家们再次聚在一起，举行年度晚宴。他们有充分的理由庆祝：汤姆森不久前刚获得了诺贝尔奖。但晚宴上大家唱的歌并不是歌颂电子的。数学家阿尔弗雷德·亚瑟·罗布根据1896年的音乐剧《艺伎》中《多情的金鱼》的旋律创作了一首歌。

歌名叫《放射凝聚生物》。[27]

一个“放射凝聚生物”在一碗汤里游荡，

在这个可爱的小生物游荡之际，

巴特勒·伯克发出了一声惊呼，

因为当他俯身透过显微镜观察时，

它出现在了视野中。

他说：“这个‘放射凝聚生物’清楚地表明，

所有生命形式是如何产生的。”

“更明确地表明，”他说，

“约翰·巴特勒·伯克何等伟大！”

此后，伯克的人生陷入了低谷，这样的状态一直持续了40年，直到他1946年去世为止。离开卡文迪许实验室后，再没有任何机构愿意为他提供一份称心如意的教授职位。杂志对他的观点也失去了兴趣。他后来又完成了两份手稿，但都内容散乱，一直找不到愿意合作的出版商。来自讲座和写作的收入没有了，与此同时，他的母亲也大幅削减了给他的生活补贴。第一次世界大战期间，伯克找到了一份检查飞机的工作养活自己。但几个月后，越发糟糕的健康状况使他不得不辞去这份工作。1916年，伯克恳请英国皇家文学基金会为他提供一笔贷款，让他免于遭受“可怕的破产”。[28]基金会拒绝了他的请求。

年轻时，伯克似乎走到了定义生命的最前沿，似乎马上就可以勾勒出生命的边界。但生命最终战胜了他。1931年，也就是他短暂的功成名就25年后，伯克出版了巨著《生命的出现》（The Emergence of Life）。这本书质量不佳，内容杂乱无章，不知所云。历史学家路易斯·坎波斯后来评价道：“伯克这时已经有点疯了。”[29]在这本书中，伯克甚至还探讨了空中悬浮等一些超自然现象。他仍然固执地坚持自己有关“放射凝聚生物”的看法，虽然它早已被世人遗忘。他还提出，生命起源于一种“时间波”（time-waves）——这种波在构成宇宙的心智单位之间流动。

伯克对生命思考得越多，就越无法理解它。在《生命的出现》中，他给生命下了一个定义，但这个定义更像是求助的呼声：“生命就是其所是。”（Life is what Is.）[30]

——

上学的时候，我从未听说过伯克这个人。我所学的知识都源自生物学神殿中的那些生物学家，其中大部分人的观点后来都被证明是正确的：达尔文和他的生命之树、孟德尔和他的遗传豌豆，还有路易·巴斯德和他的致病细菌。通常，我们的目光都会追随那些后来被证明是科学英雄的人，从一位转向下一位，而忽视沿途那些因为科学假象产生的海市蜃楼，那一次次的失败，以及那些业已坍塌的名望。

在我开始作为一名科学作家撰写有关生物学的文章的时候，我仍然不知道伯克的故事。我很幸运，有机会了解各种各样的生命形式，也认识了许多研究这些生命的科学家。我曾在北大西洋捕捞盲鳗，曾徒步走进北卡罗来纳州的长叶松林寻找捕蝇草，还曾在苏门答腊的丛林里目睹过懒洋洋地躺在树冠上的红毛猩猩。科学家们还与我分享了他们的种种发现，比如，盲鳗分泌的奇特黏液、食虫植物中含有的能消化昆虫的酶、红毛猩猩用棍子制作的工具等等。

这些发现之所以能被他们的“科学手电筒”照亮，是因为“手电筒”的光很亮，但光线集中是以光束很窄为代价的。有的人一生都在追踪观察红毛猩猩，没有那么多时间让自己成为捕蝇草方面的专家。但捕蝇草和红毛猩猩有一个极其重要的共同点，那就是它们都是活的。可是如果你问一名生物学家，某个东西是“活的”究竟是什么意思，谈话就会变得相当尴尬。他们会不愿意回答，会结结巴巴，或者提出一个稍加推敲就会发现完全站不住脚的观点。对于这个问题，大部分生物学家在日常工作中都不大会去考虑。

这种不情愿一直让我困惑不解，因为这个问题就像一条一直在流淌的地下河一样，四个世纪以来贯穿了整个科学史。当自然哲学家们开始审视这个由运动的物质组成的世界时，他们提出了这样一个问题：生命与宇宙的其他部分有什么不同？这个问题让科学家们有了许多发现，但也曾让他们犯下过许多错误。伯克并非个案。例如，在19世纪70年代一段很短的时间里，许多科学家开始相信，整个海底覆盖着一层生机勃勃的原生质。150多年后的今天，尽管对生命体已经有了相当多的了解，但科学家们仍然无法就生命的定义达成共识。

因此，迷茫的我决定踏上一段旅程，就从生命疆域的中心出发，因为在这里，我们有共识：我们是活着的，我们的生命一边以生为界，一边以死为限。然而，相比于对生命的了解，我们对它的感受更为强烈。虽然我们没法问它们，但我们知道其他某些东西——比如蛇和树——也是活的。我们是根据所有生命体似乎都有的特征来做出这种判断的。在这段旅程中，我将去探寻这些特征，了解那些以最独特、最极端的形式展现这些特征的生命。最终，这段旅程将把我带到生命疆域的边界，将我带到有生命和无生命之间模糊的边缘地带。在这片边缘地带，我遇到了一些非常特别的东西，它们只拥有一部分生命的特征。正是在这里，我知道了约翰·巴特勒·伯克的故事，并意识到他是一名值得我们记住的科学家。也正是在这里，我遇到了他的科学后裔，他们仍然在生命的边界摸索，[31]想要弄清楚生命是如何诞生的，或者如果其他的星球上也存在生命，那里的生命可能会怪诞到何种程度。

总有一天，人类会绘制出一幅能够使这段旅程更为便捷的导览地图。几个世纪后，回望我们今天对生命的理解，那时的人们或许会不解于我们的眼光竟会如此狭隘。今天的生命就像四个世纪前的夜空。那时的人们仰望着那些在黑暗中游荡、闪耀和匆匆划过的神秘光芒。对于这些光为什么会沿着特定的路径移动，当时的天文学家已经有了一些初步的见解，但当时的许多解释后来都被证明是错误的。后来的人们再抬头仰望夜空时，看到的是行星、彗星和红巨星，它们的运动都受同样的物理定律的支配，都是同一基本理论的具体体现。我们不知道有关生命的理论何时才会出现，但我们至少可以期待，期待我们的生命可以延续到那个时候，期待我们在有生之年可以看到它的出现。