科學最難以解決的疑問(圖)
最早的生命從何而來？ (图片来源: Adobe stock)
還有什麼能夠比得上生命現象那樣令人神往呢？它的莊嚴和瑰麗、深邃和隱蔽，自古以來吸引著人們，在人類心目中激起無限神秘的幻想。
「生命是什麼？」這個經常使人陷入沈思的疑問，幾千年來，始終是個不解之謎，苦惱著生物學家。遠在公元前4世紀，古希臘哲學家亞里斯多德，認為生命和非生命體的區別是絕對的、永恆的，在它們之間橫亙著一條不可踰越的鴻溝。有一種被稱為「活力」的奇妙力量，在支配著生命，當時亞里斯多德也把它稱為「隱得來希」（靈魂、活力等的同義詞）。
直至18世紀，一位名叫浦豐的法國博物學家，在他的經典名著《自然史》中，也還主張有特殊生命分子的存在：「生物就是由這些分子組成的，分子的數量無限，它可以分離、但不能毀滅，它插入無生物中，並在那裡活動，可能發展成動物，也可能發展成植物，完全要看它所處物質的性質來決定。這些不可破壞的分子，在宇宙間循環．從一個生物跑到另一個生物，為生命的延續效勞，為個體安排營養．並決定物種的生殖。」
隨著世紀的更替，科學家長期的努力獲得了成果。無數自然規律被闡明了，尤其是近百年來，由於實驗手段的現代化，研究步伐不斷加快，人類對生命的認識能力加強。那些長期籠罩著神秘色彩的疑霧．已經一層一層被揭開，逐漸煙消霧散。
生命可以離開物質嗎？
生理學家的研究告訴我們：任何一種生理過程都有它的物質基礎，離開了生命物質，就決不可能存在任何（即使是最細微的）生命現象。這種見解在人類認識史上起了十分重要的作用。因為它標誌著科學與虛幻設想的決裂，從而把生物學研究納入到唯物主義的軌道上來。
例如，現在已經知道：
遺傳物質為脫氧核糖核酸（DNA）分子；
促進生化反應，有各種系統；
控制分化有特殊的激素；
能量是以「能量貨幣」--ATP的形式保存和使用的；
神經傳導也是通過神經細胞的化學過程成為可能。
至於人類的思維、記憶，也有嚴格的物質基礎。科學家認為，記憶力並不是一種抽象的、不可捉摸的精神現象，而是某類物質的屬性。
一句話，直到目前為止，生物學家還找不到任何可以離開物質而平白產生的生命現象。這說明：那種所謂太虛幻境的色空理論，在生命科學上，同樣沒有立足之地。一切合理的解釋，不但可能，而且也必須要從物質組成的內部結構中去尋找。那麼生命的運轉又是否有它的特殊規律呢？
微妙的生命系統
當然，話還得說回來，生命畢竟不同於無機物質，它既遵從於物理化學的基本規律，又有著自身獨特之處，是高級得多的複雜系統。例如任何生命都毫無例外地有著十分微妙的結構體系。有人就把細胞和各種細胞器，比擬為「最精密的分子工程」。這個工程，有固定的參考指標---遺傳體系，並可以逐級放大。它的結構則與行使功能無比協調。在部份和整體之間，不同層次之間，不同組織之間，都保持著有條不紊的相互關係，由小秩序組成大秩序，並能夠對周圍環境的變化作出確切反應，進行合成和分解代謝。而在上下兩代間，則通過互補複製，維持了物種的持久性和可變性。現在知道，正因為這一系列非凡複雜的分子組合特點，才表現出了無比微妙的生命屬性。
現在知道，生物的一切性狀都是以密碼方式，記錄在遺傳物質之中，這種密碼通過準確的複製，可以完美無缺地傳遞到下一代。在發育過程中，通過轉錄和翻譯，將表達為固有的生物性狀。這就是青蛙之所以成為青蛙，蝴蝶之所以成為蝴蝶的基本依據。目前科學家不但查明了各個密碼單詞的含義，還編製出了奇妙的「密碼詞典」。於是在這裡物理化學和生命科學終於密切無間地匯合起來了。
當然，儘管生命科學已經取得巨大成就，但未知世界卻是如此廣闊無邊，等待人們去開發。
生命之謎
1.生命起源之謎
最早的生命從何而來？有人認為來自於「宇宙胚種」，有人認為起源於化學物質，但始終不得要領。這個被人們稱為「自然歷史上最複雜、最難以解決的疑問」，今後仍是科學研究的焦點，將長期吸引學者的注意。
2．大腦之謎
大腦，這個「大自然創造的最神秘黑箱」，有著無比奇妙的特點。諾貝爾獎金獲得者克里克曾風趣地寫道：「你本身，你的喜怒哀樂，你的記憶，你的雄心，你的個人感覺，你的自由意志，事實上不外乎是大量細胞及其相關分子的行為。」。但它們究竟是怎樣開展工作的，至今卻還知之甚少。
3．演化之謎
生命是如何演化的？儘管達爾文「物競天譯」理論對此作瞭解釋，但近年來一系列發現，卻使得這個領域重新充滿疑團。例如「寒武紀大爆炸」就是其中最具挑戰性的事實，原來在距今5億多年前的寒武紀後期，在非常短促的歷史時期內，地球上突然冒出了許多新的動物類型，包括海綿動物、腔腸動物、腕足動物、節肢動物、脊索動物等等。總之，大多數「門類」都在此時同時出現，而之前根本並不存在，之後則基本上沒有增加。這一事實和所謂「漸進式演化」、「系譜樹」等理論很難協調。此外有人在分子水平研究進化問題上，也發現許多難以用自然選擇理論解釋的事實。看來「生命如何演化」，仍然是值得繼續探索的大課題。
4.地外生命之謎
儘管直至今天還沒有直接找到地外生命存在的蹤跡，但由於宇宙中星體太多了，要否定它幾乎是不可能的事，所以尋找還必須繼續頑強地進行下去。一旦有所發現，由於它們所處的環境和地球截然不同，其元素組成、結構方式、遺傳密碼、新陳代謝類型，肯定和地球型生命有很大差別。研究之間的異同，必然會導致生命科學的重大躍進。
5．各種生物基因圖譜的繪製
每種生物都有自已一套獨特的遺傳系統，包括若干染色體及排列於其上的基因。其化學基礎則是DNA分子，是由許多核酸按照嚴格順序聯接起來的長鏈。測定基因位置，並最終確定各個核酸的排列順序，是透徹瞭解該生物的基礎工作。現在科學家已經完成了對大腸桿菌、酵母菌及其他11種微生物的基因圖譜工作。對於人類基因，已標識了將近一半，不過對於30億個堿基對，僅只分析了大約6000萬個，大量工作還需今後繼續進行。
由於生物種類繁多，每個物種又有如此龐大的堿基對，要逐個分析，任務的艱巨可想而知。