大家好,我是自求多福。
假设现在有一模一样的100个铁环。每个铁环上有1、2、3号3个钩子,随便一个钩子都可以通过碰撞和其它铁环的任意一个钩子连接。所以我们可以把这100个铁环放在密封箱子里摇动,再打开箱子看看结果会连接成什么样子。
这时候有个人拿出由100个这样的铁环连接而成的铁链。这条铁链很有特点:第1个铁环的3号勾连着第2个铁环的1号勾,第2个铁环的3号勾又连着第3个铁环的1号勾,往后每个铁环都是1号勾连着前一个铁环的3号勾,3号勾连着下一个铁环的1号勾,直到第99个铁环的3号勾连着第100个铁环的1号勾。所有的2号勾都没有和其他勾子连接。接着这个人告诉我们这条铁链是由100个铁环放在箱子里摇动后随机碰撞而成的。你相信吗?
你可能会不假思索,直接就说:“别开玩笑了,这是你自己一个一个动手去连接的吧?”
为什么我们可以如此肯定地说这是他自己手动连接的呢?因为他拿出来的铁链具备人为设计的特点——高度有序。随机事件难以形成如此高度有序的结果。
比如我们在山上看到一块石头很像一只牛,我们就把这块石头命名为牛石,但我们知道这块石头的形状是自然随机作用的结果。但如果当我们看到一个牛的雕像,却能判断这是人工设计的。为什么?
我们可以从有序和无序的角度分析两者的区别。
牛的雕像有以下特征:
结构有序:雕像的各个部分,如头部、四肢、躯干,按照精确的比例和位置排列,呈现出协调统一的整体。
细节有序:雕刻细节清晰,如眼睛、鼻子、毛发等,表现出高度的精细度和规律性。
信息有序:蕴含了丰富的信息,包括艺术风格、文化背景和创作者的意图。
牛石有以下特征:
结构无序:石头的形状主要由自然力量,如风化、侵蚀而随机形成,各部分缺乏协调的比例和位置。
细节无序:表面通常粗糙,缺乏精细的特征,形状模糊,难以辨认具体的细节。
信息无序:不承载特定的文化或艺术信息,仅反映自然作用的结果。
通过对比两者在有序和无序方面的差异,我们可以更清晰地理解为何牛的雕像是人为设计的,而牛石是自然形成的。自然随机事件的产物,几乎都具有无序的特征。因为形成有序结果的概率极低。低到足以让我们不假思索就判断哪些是人为设计的结果。
回到铁链的问题,让我们来计算一下随机事件下形成这种有序结构的概率大概是多少。由于情况非常复杂,我们尽量对计算模型进行简化,因此计算出来的结果可能会概率偏高。
先计算形成一条链的概率。假设一个铁环连接0个新环、1个新环、2个新环、3个新环的概率相等。首环有4种情况:连接0个新环、连接1个新环、连接2个新环、连接3个新环。这里只有连接1个新环是我们要的,所以概率为4分之1。第2个环被首环连接后需要再连接第3个环,由于一个勾被占用,再次连接有连接0个新环、连接1个新环、连接2个新环3种情况,那么连接1个新环的概率为3分之1。依此类推,第3个环也是一样,直到第88个环,连接1个新环的概率也是3分之1。第99个环,只有连接0个环和连接1个新环两种情况,连接1个新环的概率为2分之1。
那么连接为一条线形链子而没有交叉、分支、环形等结构的概率为:4分之1乘以3分之1的97次方,再乘以2分之1,约为10的负47次方。
接着在此基础上计算刚好1号勾和3号勾相连的概率。总共有99 个连接点。第1个连接点有9种连接情况,其中只有1种符合要求,概率为9分之1。从第2个连接点开始,因为前面的计算已经占用了一个勾,那么连接一个新环共有6种情况,符合要求的概率为6分之1。
那么全部都符合1号勾和3号勾相连的概率为:9分之1乘以6分之1的98次方,约为10的负77次方。
再把10的负47次方和10的负77次方两个概率相乘,得到随机事件下形成这样一条铁链的概率约为10的负124次方。
这样的概率是什么概念?宇宙中的原子总数约为:10的80次方。在整个宇宙中随机选一个原子,再闭着眼睛随机选一次,选中同一个原子的概率是10的负80次方。而随机碰撞形成这样一条铁链的概率比这个概率还要小非常多。这足以证明在随机事件中要形成有序事件是多么极端的困难。
正因为形成有序事件的概率如此之低,我们可以不需要思索就直接判断有序事件是人为智慧干预的结果,而非自然环境中随机碰撞的结果。
假如我们通过仔细观察还发现,组成铁链的100个铁环,最中央的30个铁环每个铁环都刻有一个字或一个标点符号,它们按顺序排列成一句话:“这条铁链非人工手动组装,而是在箱子里摇动后随机碰撞而形成的。”
这时候我们只会更加肯定这条铁链就是人工设计的结果。因为在概率更小的情况下还涉及到信息的传播。为了达到某种功能目的而进行的信息传播,是非常明显的设计特征。
当初新达尔文主义者假设最初的蛋白质是这样形成的:一些氨基酸从原始海洋中被冲刷到一个很热的地表,被加热到水的沸点以上,水干了,氨基酸就聚合在一起了。他们还做了实验,可是实验结果显示,即使是使用提纯的氨基酸这种极端的情况,加热的结果也只能产生“类蛋白”,而不是真正的蛋白质。
在实验室中加热氨基酸混合物,虽然可以促使它们发生聚合反应,但这些反应通常是非特异性的,可能会生成多种不同类型的化学键和结构,包括但不限于:
1.氨基与羧基形成肽键。
2.氨基与氨基之间形成腙类化合物或其他复杂产物。
3.两个羧基形成酸酐。
4.氨基与含有羰基或其他适合结构侧链的缩合反应。
5.羧基与侧链氨基的反应;羧基与侧链上其他亲核基团的反应。
6.侧链与侧链之间形成如二硫键、酯键或醚键等,或其他交联反应。
要全部正确连接为氨基与羧基形成肽键谈何容易?这便是为什么随机事件难以形成真正的蛋白质的原因。
如果把氨基酸类比为铁环,氨基类比为1号勾,侧链类比为2号勾,羧基类比为3号勾,那么蛋白质和前面所说的铁链是何等相似!具体上虽有不一样的地方,但同样具备高度有序的特点。这两个有序事件,其所要随机形成的宇宙级别的极低概率在本质上是差不多的。
且别忘了,蛋白质也包含信息!不同类型的氨基酸的正确排列,可以使得蛋白质分子形成稳定的折叠结构,进一步还会出现有意义的生物功能。多种不同的蛋白质密切分工,相互配合可实现各种生物目的。其氨基酸具备的排列信息就类似铁链上所写的这行句子所包含的信息!
让我们再看看令人叹为观止的细菌鞭毛:其分泌装置相关蛋白通过精密的调控,把鞭毛蛋白而不是其他蛋白运输到细胞膜外,并把鞭毛蛋白添加到鞭毛生长的端部;细菌通过一系列蛋白质复合体的呼吸作用在细胞膜两侧建立一个质子梯度;定子蛋白利用质子梯度,把质子流经MotA、MotB复合体时释放的能量转化为机械能,推动与之相互作用的转子部分旋转;鞭毛旋转每分钟可达数百至上千转,可以顺时针或逆时针旋转,方向由细胞内的相关信号蛋白调控,如起关键作用的CheY-P蛋白;当逆时针旋转时,多个鞭毛丝形成束状,推动细菌直线游动;当顺时针旋转时,鞭毛束散开,导致细菌随机转向。
以上就是细胞中多种蛋白质负责不同分工并且紧密配合完成生物功能的例子。
综上,我们可以确定蛋白质具备两个特征:
1.概率极低的有序结构。
2.包含特定生物信息,有特定意图的生物功能。
就好像一个雕像所具备的特征:
1.概率极低的有序结构。
2.包含特定艺术信息,有表达传递作者意图的艺术功能。
由于这样,我们可以下结论:蛋白质是被设计出来的,而不是自然环境下随机碰撞而产生的。
也许有人会说,第一个蛋白质未必就需要这种高度有序的结构,比如不一定氨基刚好和羧基连接,或不一定刚好形成一条链,也可能产生生物功能。如果是这样的话,生物何必进化到如此高度有序呢?因为无序的产物也能发挥作用并被自然选择保留下来。高度有序对于生物的生存有什么实际意义?进化论的关键是突变和自然选择,从来就不需要高度有序。但高度有序却是所有生命的共同特征!
可能还有人会说,生命要繁衍,所以需要进化为高度有序,这样蛋白质才能有效复制。如果这种说法成立的话,第一个可以被复制的分子,无论是蛋白质、DNA,还是RNA,其特点也必须是高度有序的。那么生命的起源或进化,总必须经历一个从无序到有序的过程。那么便又回到前面的疑问:第一个出现高度有序的生命分子,其产生的概率是多少?
从生命的特征看,生命是被设计出来的概率无限大于生命是随机形成的概率。所以,我们可以确定生命就是智慧的产物。
生命是由上帝设计创造的吗?这里不再作深究。
这里只强调,这样的设计创造不一定是手动的设计或技术的设计,但其背后必定拥有一个智慧!这个智慧,有可能就是我们每个人内心所拥有的智慧!