施一公
今天,我想跟大家探討一下生命的本質(zhì)和生命的極限。
我們先看看人從哪而來(lái)?人的整個(gè)出生過(guò)程是這樣的:一個(gè)精子在卵子表面不停地游逛,尋找一個(gè)入口,找到合適位點(diǎn)以后,會(huì)分泌一些酶,然后鉆進(jìn)去。卵子很聰明,一般不會(huì)讓第二個(gè)精子再有機(jī)會(huì),所以一有精子進(jìn)來(lái),馬上把入口封死。
精子進(jìn)來(lái)后就被降解,然后精子的細(xì)胞核和卵子的細(xì)胞核結(jié)合,形成雙倍體,受精卵開(kāi)始發(fā)育,逐漸分裂為2個(gè)細(xì)胞、再分裂為4個(gè)細(xì)胞、8個(gè)細(xì)胞、16個(gè)細(xì)胞,此時(shí)受精卵還在子宮外面游逛,還沒(méi)有著床。繼續(xù)分裂下去,形成64個(gè)細(xì)胞、128個(gè)細(xì)胞,這時(shí)它快要找到著床地點(diǎn)了。著床之后,繼續(xù)發(fā)育。
你們可能知道也可能不知道,短短四個(gè)禮拜,胎兒開(kāi)始有心跳。慢慢地,神經(jīng)管形成了,脊椎形成了,四肢開(kāi)始發(fā)育,通過(guò)細(xì)胞凋亡,開(kāi)始形成手指頭。到四五個(gè)月的時(shí)候,胎兒開(kāi)始在母親肚子里踢騰。出生之前,胎兒的大腦發(fā)育非??欤鞣N神經(jīng)突觸迅速形成。然而不要忘了,這樣一個(gè)鮮活的生命來(lái)自于一個(gè)受精卵。
生命開(kāi)始之后,生命的歷程很漫長(zhǎng),這里面有很多苦惱。我記得我看過(guò)一首打油詩(shī)是這樣說(shuō)的:0歲閃亮登場(chǎng),10歲茁壯成長(zhǎng),20歲為情彷徨,30歲拼命打闖,40歲基本定向,50歲回頭望望,60歲告老還鄉(xiāng),70歲搓搓麻將,80歲曬曬太陽(yáng),90歲躺在床上,100歲掛在墻上。
我們生命的歷程飽受挑戰(zhàn),有很多來(lái)自于疾病,其中三類(lèi)疾病和人類(lèi)有很大關(guān)系。
其中心血管疾病是最重要的殺手,僅在中國(guó)每年就有303萬(wàn)人死于心血管疾病,占32%。第二種疾病也很可怕,就是癌癥,我們身邊的人常常被癌癥奪去生命,中國(guó)每年有265萬(wàn)人死于癌癥,占28%。第三類(lèi)疾病死亡率不高,但是對(duì)人的困擾很大,嚴(yán)重影響生活質(zhì)量,就是神經(jīng)退行性疾病,有多位世界名人都曾受這類(lèi)疾病的折磨。此外還有34%的人死于其他原因,其中大部分是傳染病,一小部分是交通事故和意外傷害。
我今天想告訴大家的是,我們?nèi)绾芜\(yùn)用科學(xué)去接受生命的挑戰(zhàn)。
在古代,我們?cè)诤诎抵忻鳎热缯f(shuō)當(dāng)代的屠呦呦為找到治療瘧疾的方法,就是看了古典藥學(xué)得到靈感,導(dǎo)致了青蒿素的發(fā)現(xiàn)。后來(lái)弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素,已經(jīng)是用科學(xué)的方法論來(lái)探索。1985年以后,由于戈?duì)柎奶购筒祭拾l(fā)現(xiàn)了低密度脂肪顆粒的受體(LDL受體),開(kāi)啟了真正的征服心血管疾病的歷程。
人類(lèi)始終用科學(xué)在應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn),從簡(jiǎn)單的摸索和經(jīng)驗(yàn)積累,到最后通過(guò)基礎(chǔ)研究驅(qū)使藥物的發(fā)現(xiàn)。我有三個(gè)例子在此分享。
第一個(gè)例子就是心血管疾病。研究發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致心血管形成斑塊的低密度脂蛋白和受體結(jié)合以后會(huì)被細(xì)胞內(nèi)吞,內(nèi)吞以后低密度脂肪的顆粒會(huì)被降解,而受體會(huì)回到細(xì)胞表面,可以重生,再去把新的低密度脂蛋白拉到細(xì)胞內(nèi)去,從而減少對(duì)人體有害的低密度脂蛋白。1985年,戈?duì)柎奶购筒祭蕛晌豢茖W(xué)家,(也是在座的王曉東的博士后導(dǎo)師),就是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了低密度脂蛋白的受體而獲得諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
在戈?duì)柎奶埂⒉祭屎腿毡究茖W(xué)家Endo Akira等一大批人的努力下,很多降膽固醇的他汀類(lèi)藥物問(wèn)世了,包括1987年問(wèn)世的第一個(gè)心血管疾病的藥物。迄今為止,最有名的他汀類(lèi)藥物立普妥(阿托伐他汀)已經(jīng)過(guò)了專(zhuān)利保護(hù)期,在座的就應(yīng)該有人服用過(guò)這種藥。在它于2011年專(zhuān)利過(guò)期之前,全球銷(xiāo)售額高達(dá)160億美元,堪稱(chēng)藥神。
隨著量子衛(wèi)星上天,有關(guān)量子的事科普一下:當(dāng)代科技最前沿發(fā)現(xiàn)了什么?竟然顛覆人類(lèi)世界觀!
我們的世界,因?yàn)閹讉€(gè)最新的科學(xué),全亂了!
一、攪亂了世界的3項(xiàng)科學(xué)成果
(一)暗物質(zhì)
1.怎么發(fā)現(xiàn)有暗物質(zhì)?我們?cè)瓉?lái)認(rèn)識(shí)的宇宙的形態(tài),是星球與星球之間通過(guò)萬(wàn)有引力相互吸引,你繞我轉(zhuǎn),我繞他轉(zhuǎn),星球們忙亂而有序。
但后來(lái),科學(xué)家通過(guò)計(jì)算星球與星球之間的引力發(fā)現(xiàn),星球自身的這點(diǎn)引力,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠維持一個(gè)個(gè)完整的星系。如果星系、星球間僅僅只有現(xiàn)有質(zhì)量的萬(wàn)有引力支持的話,宇宙應(yīng)是一盤(pán)散沙。宇宙之所以能維持現(xiàn)有秩序,只能是因?yàn)檫€有其他物質(zhì)。而這種物質(zhì),目前為止,我們都沒(méi)有看到并找到,所以,稱(chēng)之暗物質(zhì)。
2.暗物質(zhì)有多少?科學(xué)家通過(guò)計(jì)算,要保持現(xiàn)在宇宙的運(yùn)行秩序,暗物質(zhì)的質(zhì)量,必須5倍于我們現(xiàn)在看到的物質(zhì)。
3.有沒(méi)有觀測(cè)到暗物質(zhì)?現(xiàn)在沒(méi)有真正的測(cè)到暗物質(zhì)。只是能發(fā)現(xiàn)光線在經(jīng)過(guò)某處時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn),而該區(qū)域沒(méi)有我們能看到的物質(zhì),也沒(méi)有黑洞。
4.黑洞是不是暗物質(zhì)?不是。黑洞只是光出不來(lái),它發(fā)出其他射線,它仍然是常規(guī)物質(zhì)。
(二)暗能量
1.怎么發(fā)現(xiàn)有暗能量?科學(xué)家觀測(cè)發(fā)現(xiàn),我們現(xiàn)在的宇宙,不僅在不斷膨脹,而且在加速膨脹。如果勻速膨脹,還可以理解。但加速膨脹,就需要有新的能量的加入。這能量是啥?科學(xué)家也搞不清,取名叫暗能量。
2.暗能量有多少?科學(xué)家通過(guò)計(jì)算,通過(guò)質(zhì)能轉(zhuǎn)換方程E=MC2計(jì)算,要維持當(dāng)前宇宙的這種膨脹速度,暗能量應(yīng)該是現(xiàn)有物質(zhì)和暗物質(zhì)總和的一倍還要多。
3.有沒(méi)有找到暗能量?目前為止,還沒(méi)有。
(三)量子糾纏
現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn),對(duì)物質(zhì)的研究,在進(jìn)入分子、原子、量子等微觀級(jí)別后,意外非常大。出現(xiàn)了超導(dǎo)體、納米級(jí)、石墨烯等革命性的材料,出現(xiàn)從分子水平治愈癌癥的奇跡。而最神奇的是--量子糾纏。
1.什么是量子糾纏?科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),二個(gè)沒(méi)有任何關(guān)系的量子,會(huì)在不同位置出現(xiàn)完全相關(guān)的相同表現(xiàn)。如相隔很遠(yuǎn)(不是量子級(jí)的遠(yuǎn),是公里、光年甚至更遠(yuǎn))的二個(gè)量子,之間并沒(méi)有任何常規(guī)聯(lián)系,一個(gè)出現(xiàn)狀態(tài)變化,另一個(gè)幾乎在相同的時(shí)間出現(xiàn)相同的狀態(tài)變化,而且不是巧合。
2.有沒(méi)有觀測(cè)到量子糾纏?量子糾纏是經(jīng)理論提出,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了的。科學(xué)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了6-8個(gè)離子的糾纏態(tài)。我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了13公里級(jí)的量子糾纏態(tài)的拆分、發(fā)送。
1.攪亂了的哲學(xué)世界
我們?cè)瓉?lái)認(rèn)為世界是物質(zhì)的,沒(méi)有神,沒(méi)有特異功能,意識(shí)是和物質(zhì)相對(duì)立的另一種存在?,F(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn),我們認(rèn)知的物質(zhì),僅僅是這個(gè)宇宙的5%。沒(méi)有任何聯(lián)系的二個(gè)量子,可以如神一般的發(fā)生糾纏。把意識(shí)放到分子,量子態(tài)去分析,意識(shí)其實(shí)也是一種物質(zhì)。
既然宇宙中還有95%的我們不知道的物質(zhì),那靈魂、鬼都可以存在。既然量子能糾纏,那第六感、特異功能也可以存在。同時(shí),誰(shuí)能保證在這些未知的物質(zhì)中,有一些物質(zhì)或生靈,它能通過(guò)量子糾纏,完全徹底地影響我們的各個(gè)狀態(tài)?于是,神也可以存在。
2.坍塌了的物理世界
我們現(xiàn)在所有的物理學(xué)理論,都以光速不可超越為基礎(chǔ)。而據(jù)測(cè)定,量子糾纏的傳導(dǎo)速度,至少4倍于光速。
3.崩潰的內(nèi)心世界
科技發(fā)展到今天,我們看到的世界,僅僅是整個(gè)世界的5%。這和1000年前人類(lèi)不知道有空氣,不知道有電場(chǎng)、磁場(chǎng),不認(rèn)識(shí)元素,以為天圓地方相比,我們的未知世界還要多得多,多到難以想像。
世界如此未知,人類(lèi)如此愚昧,我們還有什么物事必須難以釋?xiě)眩?/p>
(本文有刪節(jié))