冀 朋 雷瑞鵬
自2010 年美國科學(xué)家克雷格·文特爾(John Craig Venter)團(tuán)隊(duì)人工合成世界首例合成生命“辛西婭(Synthia)”以來,合成生物學(xué)進(jìn)展迅速,日益成為政府重視、資本追逐的新興戰(zhàn)略領(lǐng)域。如今,合成生物學(xué)在醫(yī)藥、衛(wèi)生、能源、材料、食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)境治理、生物智造等諸多領(lǐng)域大放異彩。例如,利用合成技術(shù)對新冠病毒內(nèi)在機(jī)制的解析加速了新冠疫苗的研發(fā);人工合成青蒿素克服了自然提取效率低、成本高的缺點(diǎn);利用合成技術(shù)改造的生物傳感器可以監(jiān)控和幫助治理環(huán)境污染;合成DNA 作為新型生物存儲(chǔ)器打破了傳統(tǒng)電子存儲(chǔ)器的諸多壁壘;“人造肉”將會(huì)豐富人們的飲食選擇和體驗(yàn),等等。然而,無論是辛西婭這樣的合成支原體(原核生命),還是近年來由中國科學(xué)家合成的世界首例單染色體酵母菌株(真核生命),抑或僅僅是一些合成的生物功能元件(代謝途徑、邏輯門、振蕩器等),它們都面臨一個(gè)根本的哲學(xué)問題,即“合成生命是什么”的本體論問題。這個(gè)問題的由來取決于這樣一種明顯的事實(shí)區(qū)分:合成生命和自然生命的產(chǎn)生與目的均不相同。對這一根本問題的回答,牽動(dòng)了關(guān)于合成生物學(xué)正當(dāng)性問題的各種立場與觀點(diǎn)。然而,關(guān)于“合成生命是什么”的本體論問題,在合成生物學(xué)有關(guān)文獻(xiàn)中仍缺乏專門系統(tǒng)的分析和討論。本文將對此問題進(jìn)行梳理和廓清,并嘗試對散見于不同文獻(xiàn)中的幾種觀點(diǎn)進(jìn)行分析評價(jià),進(jìn)而表明我們的立場。
合成生命一誕生就被稱作“活機(jī)器(living machines)”①“生命機(jī)器(life machine)”“生存機(jī)器(survival machines)”②。不僅科學(xué)家們這樣直呼,一些哲學(xué)家也欣然接受。這與將生命視為機(jī)器的近代哲學(xué)觀點(diǎn)一致。哲學(xué)家笛卡爾(René Descartes)在解釋身心關(guān)系問題時(shí)就曾指出動(dòng)物和人體是一架機(jī)器。哲學(xué)家拉·美特里(Julien Offroy De La Mettrie)則在其《人是機(jī)器》一書中明確提出“人體是一架會(huì)自己發(fā)動(dòng)自己的機(jī)器:一架永動(dòng)機(jī)的活生生的模型”。③很顯然,制造人工生命的科學(xué)家接納了對生命的機(jī)械論解釋,“生命機(jī)器”思想為他們進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)理解和操縱生命的目的提供了哲學(xué)基礎(chǔ),將生命類比為機(jī)器的隱喻也為設(shè)計(jì)和構(gòu)建人工合成的生命體和生命系統(tǒng)提供了合理的本體論承諾??死赘瘛の奶貭柧驮砻魉麆?chuàng)造生命的初步工作是全力攻克細(xì)胞,因?yàn)樗亲匀唤绾腿祟惿鐣?huì)中最重要、最基礎(chǔ)的生命機(jī)器。為此,他將測定、解讀和編寫基因組作為他創(chuàng)造細(xì)胞機(jī)器的第一步。他認(rèn)為“一旦我們讀取并翻譯了它的密碼,久而久之,我們就應(yīng)該能夠完全了解細(xì)胞是如何工作的,進(jìn)而我們就能夠通過編寫新的生命軟件來改變和改進(jìn)它們”。④
哲學(xué)家約阿希姆·博爾特(Joachim Boldt)認(rèn)為機(jī)器隱喻完全符合合成生物學(xué)的文學(xué)敘事和宏偉目標(biāo),因?yàn)椤昂铣缮飳W(xué)構(gòu)成了對宏觀物體及其行為進(jìn)行自下而上的科學(xué)解釋的最新一步”,這一科學(xué)進(jìn)步體現(xiàn)為“合成生物學(xué)家將能夠重建自然發(fā)生的有機(jī)體(organism),并通過DNA 合成創(chuàng)造新的有機(jī)體”。他進(jìn)一步指出,這種對科學(xué)進(jìn)步的直接描述,以及合成生物學(xué)所起到的關(guān)鍵作用都與一種本體論假設(shè)密切相關(guān):當(dāng)一個(gè)人設(shè)計(jì)和組裝一臺(tái)機(jī)器時(shí),他的想法是把可靠的部件和可預(yù)測的功能結(jié)合起來,從而得到一個(gè)復(fù)雜的結(jié)果;這個(gè)結(jié)果反過來又由于其部件的可靠性,以有效的和可預(yù)測的方式實(shí)現(xiàn)特定的功能和目的。因此,如果一個(gè)人在合成生物學(xué)中所做的事情恰好符合上面給出的解釋,那么這個(gè)人的研究對象必須被認(rèn)為與那些被稱為“機(jī)器”的實(shí)體共享重要的本體論方面。⑤如果把機(jī)器范式的相關(guān)特征轉(zhuǎn)移到合成生物學(xué)和單細(xì)胞有機(jī)體的領(lǐng)域,那么就可以得到以下結(jié)果清單:“首先,一個(gè)單細(xì)胞有機(jī)體的行為將通過其分子和遺傳部件得到解釋。因此,單細(xì)胞生物體可以被設(shè)計(jì)出來,并且可以部分地建造。其次,設(shè)計(jì)和建造一個(gè)生物體,在生物體中確立一個(gè)特定的功能,從設(shè)計(jì)者的角度來看,這個(gè)功能實(shí)現(xiàn)了一個(gè)特定的目的。第三,只要對其各部分有足夠的了解,就可以可靠地預(yù)測所產(chǎn)生的生物體的行為?!雹?/p>
實(shí)際上,自合成生物學(xué)發(fā)軔以來,邏輯門、振蕩器、開關(guān)、生物元件、基因電路、生物底盤、裝置、代謝通路等帶有強(qiáng)烈物理機(jī)器配件色彩的詞匯早已充斥于合成生物學(xué)的文獻(xiàn)中。可見,從事合成生物學(xué)的主流科學(xué)家并不避諱將生命理解為機(jī)器的事實(shí)。他們就是要將生命有機(jī)體構(gòu)建為各種各樣的工程機(jī)器,從而實(shí)現(xiàn)人類的功能性用途。直到“扮演上帝(playing god)”⑦的指責(zé)出現(xiàn),關(guān)于合成生物學(xué)的輿論開始令人擔(dān)心科學(xué)家們會(huì)制造出類似“弗蘭肯斯坦(Frankenstein)”⑧或者好萊塢電影《銀翼殺手》(Blade Runner)中“復(fù)制人”那樣的科學(xué)怪物。因?yàn)?,過去科學(xué)家們只是沒有生命的機(jī)器的制造者,合成生命卻使科學(xué)家們一躍成為生命的創(chuàng)造者。這一從人工制造到生命創(chuàng)造的跨越,超出過去所有時(shí)代人類在自然領(lǐng)域所能做到的事情。德國哲學(xué)家甘瑟·安德斯(Günther Anders)說過:“制造者的終極愿望是從人類制造者(homo faber)成為人類創(chuàng)造者(homo creator)?!雹岙?dāng)生物與工程相結(jié)合,當(dāng)科學(xué)家也是工程師,這種愿望正在變成現(xiàn)實(shí)。但是,當(dāng)反對合成生物學(xué)的聲音日漲時(shí),克雷格·文特爾、德魯·恩迪(Drew Endy)等合成生物學(xué)先驅(qū)又站出來表明他們并沒有從無到有地創(chuàng)造生命,他們只是用有限的能力修飾或操縱生命物質(zhì)而已。⑩然而,這只是在笨拙地玩弄文字游戲,因?yàn)闊o論如何,他們操縱的化學(xué)物質(zhì)最后確實(shí)產(chǎn)生了生命現(xiàn)象,他們制造的“生命機(jī)器”也不同于過去非生命的機(jī)器。那么,合成生命真的是機(jī)器嗎?
關(guān)于生命是否是機(jī)器的探討最早可以追溯到亞里士多德(Aristotle)和蓋倫(Claudius Galenus)的著作。例如,亞里士多德將動(dòng)物胚胎看作一個(gè)自動(dòng)機(jī)制?,而蓋倫認(rèn)為心臟具有的高級功能是由于心臟中存在一種生命精氣(vital spirit)。?時(shí)至今日,生命含義紛繁復(fù)雜。例如,哲學(xué)家伊芙琳·凱勒(Evelyn Keller)認(rèn)為生命的論題是人類認(rèn)知建構(gòu)起來的,不一定反映真實(shí)的自然過程。?翟曉梅和邱仁宗等指出生物學(xué)意義上的生命與社會(huì)和文化語境中的生命是不同的,前者一般“作為客體的身體(bodies-as-objects)”,后者則通常理解為“賦體的存在(embodied beings)”。?而在合成生物學(xué)視域中,生命是活的,一種復(fù)雜的有機(jī)體。當(dāng)然,科學(xué)家為研究需要采取機(jī)器范式,推動(dòng)對生命奧秘的揭示,或者為造福人類構(gòu)建高效、節(jié)能、新型的合成產(chǎn)品,這些只要做到了倫理可接受性(ethical acceptability)和風(fēng)險(xiǎn)管理(risk management),也無可厚非。然而在哲學(xué)上,在本體論層面,我們有必要廓清生命與機(jī)器的關(guān)系,以進(jìn)一步回答合成生命是機(jī)器或不是機(jī)器的問題。
對于生命的機(jī)械論解釋,康德曾經(jīng)在他的有機(jī)體理論中做出過協(xié)調(diào)性的努力。他不排斥對生命的機(jī)械論解釋,但是他將生命機(jī)體的活動(dòng)所體現(xiàn)的機(jī)械力理解為實(shí)現(xiàn)生命內(nèi)在目的的一種手段,通過使機(jī)械規(guī)律從屬于生命的內(nèi)在目的從而區(qū)分機(jī)械和有機(jī)的概念。?這一做法實(shí)際上從本體論層面否定了“生命是機(jī)器”的機(jī)械論立場,意味著生命的機(jī)械運(yùn)動(dòng)不過是實(shí)現(xiàn)自身目的的手段和工具。這也與康德在《實(shí)踐理性批判》中的“人是生活在目的的王國中。人是自身目的,不是工具。人是自己立法自己遵守的自由人。人也是自然的立法者”?的觀點(diǎn)一致。人作為自然界的高等生命,同樣具有自身的內(nèi)在目的,因而不應(yīng)該被當(dāng)成工具或機(jī)器。在這個(gè)意義上,那些將生命視為機(jī)器的科學(xué)家們可能也并不是在本體論意義上將生命機(jī)體視為一堆生物零件的拼裝(Kludge),而是基于生命與機(jī)器有限的相似性,將生命類比為機(jī)器,從而采用機(jī)器研究范式作為研究生命的一種新路徑。
視覺研究專家威廉·米切爾(William Mitchell)2002 年問道:“當(dāng)裝配線上的范例對象不再是一種機(jī)械,而是一種工程有機(jī)體時(shí),這是什么意思?”?顯然,我們難以承認(rèn)生命的本質(zhì)就是類似機(jī)器的一堆生物零件的拼裝。哲學(xué)家蘇恩·霍姆(Sune Holm)認(rèn)為使用機(jī)器隱喻以及工程化生產(chǎn)有機(jī)體的目標(biāo)并不一定意味著對機(jī)械生物學(xué)的承諾,合成生物學(xué)致力于生命系統(tǒng)的工程方法遭遇的諸多挑戰(zhàn)恰恰表明生命有機(jī)體和機(jī)器的差異以及人類對生命理解的局限。在合成生物學(xué)中,生命的機(jī)械解釋和機(jī)器隱喻僅是一種策略,它不關(guān)注本體論問題,只強(qiáng)調(diào)啟發(fā)性價(jià)值,因而合成生物學(xué)的目的不是為了將有機(jī)體識(shí)別為機(jī)器,而是為了“在構(gòu)建類似機(jī)器的生命系統(tǒng)方面取得長足的進(jìn)步”。?曼努埃爾·波卡(Manuel Porcar)和朱莉·佩雷托(Juli Pereto)也認(rèn)為“細(xì)胞不是機(jī)器”,并強(qiáng)調(diào)“在大多數(shù)情況下,‘生物的機(jī)器本質(zhì)’更多的是關(guān)于工程細(xì)胞理想情況下的意愿,而不是對自然生物體實(shí)際是什么的本體論描述”。?相反,如果我們堅(jiān)持克雷格·文特爾等學(xué)者認(rèn)為的合成生命的誕生意味著還原論與機(jī)械論的勝利的觀點(diǎn),而無視生命的層次性、復(fù)雜性,將生命視為不過是一堆包含了遺傳指令的化學(xué)物質(zhì)或像一堆拼裝起來的生物積木、“生物磚”(BioBricks),這將會(huì)導(dǎo)致哲學(xué)家擔(dān)心的“本體論災(zāi)難(ontological catastrophe)”——深層次技術(shù)(deep technologies)消弭了自然和人工、有機(jī)體與機(jī)器之間的界限。?隨之而來的便是倫理災(zāi)難,因?yàn)閷⑸蹈駷闄C(jī)械化的人工制品,這無疑是消除了生命的特殊性,生命價(jià)值淪為一般的產(chǎn)品價(jià)值,進(jìn)而導(dǎo)致人類不斷削弱對于更高級的生命形態(tài)的尊重。?
合成生命在相關(guān)文獻(xiàn)中也稱作“合成有機(jī)體(synthetic organisms)”。作為人工合成的有機(jī)體,從字面意義看,它與自然有機(jī)體的差別即在于它是“非自然的(non-natural)”、人造的。因此,合成有機(jī)體屬于合成生命,例如“辛西婭”就是合成生命的具體范例。然而,也有學(xué)者反對從人工與自然的劃分來理解合成生命。貝斯·普雷斯頓(Beth Preston)指出,如果我們堅(jiān)持合成有機(jī)體因?yàn)槭侨斯さ?,所以是非自然的,從而來界定合成生物學(xué),這有悖于歷史事實(shí)。他認(rèn)為合成有機(jī)體與萬年前被人類馴化的生物之間沒有本質(zhì)區(qū)別,“僅僅是它們的功能和結(jié)構(gòu)有多少處于我們有意控制的數(shù)量上”,因?yàn)椤叭祟惪刂浦参锖蛣?dòng)物的繁殖,從而修改它們的某些特征以適應(yīng)人類的目的。因此,馴化的植物和動(dòng)物與野生的植物和動(dòng)物越來越不同。因此,從本體論的角度來看,它們已經(jīng)是‘生物制品’”。?我們也認(rèn)為自然的概念實(shí)際上是一個(gè)多元化的容易產(chǎn)生歧義的概念,訴諸自然與非自然的劃分來理解合成生物學(xué)是站不住腳的,因?yàn)樽鳛槿伺c自然相互作用的自然給予物(natural givens)至少從農(nóng)業(yè)時(shí)代就開始了,我們恐怕很難將自然之物與人工之物截然分開。?
此外,我們還要區(qū)分合成生命(synthetic life)與人工生命(Artificial life)這兩種不同的稱法。人工生命與人工智能研究相關(guān)。與計(jì)算機(jī)或AI 相關(guān)的人工生命研究可以追溯到20 世紀(jì)中葉。克里斯·蘭頓(Chris Langton)將人工生命定義為“研究具有自然生命系統(tǒng)行為特征的人造系統(tǒng)”,該人造系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)或AI 的開發(fā),主要是指以程序代碼操縱的虛擬生命或者以機(jī)器人形態(tài)存在的智能生命。?由此可知,所謂人工生命主要是“硅基生命(silicon-based life)”,而非“碳基生命(Carbonbased life)”。然而,在這些人工生命研究專家們看來,人工生命與自然生命都是真實(shí)存在的生命體,其理由是生命的本質(zhì)是亞里士多德所說的“形式因”而非“質(zhì)料因”,因?yàn)槭切问阶屬|(zhì)料在轉(zhuǎn)化過程中獲得了規(guī)定性,從“一般的東西變成了個(gè)別的東西”。?如果我們接受這一觀點(diǎn),那么上文關(guān)于“人類制造者”與“人類創(chuàng)造者”的區(qū)分就失去了意義。我們關(guān)于“合成生命是什么”的追問也將變成“人工生命是什么”的一般性問題。實(shí)際上兩個(gè)概念之間無法完全等同,因?yàn)楹铣捎袡C(jī)體作為一種合成生命,與人工生命的區(qū)別不僅在于質(zhì)料層面,也在于形式層面。首先,從辛西婭的產(chǎn)生過程來看,合成生命是一種“碳基—硅基”的混合體——基于四瓶化學(xué)物質(zhì)和計(jì)算機(jī)編碼的新的人造細(xì)胞。其次,合成有機(jī)體的發(fā)展目標(biāo)是設(shè)計(jì)和構(gòu)建出符合人類目的的生命體和生命系統(tǒng),它可能更像自然生命,也可能更像機(jī)器或人工生命,或者作為一種新的實(shí)體形態(tài),為我們奠定普遍生物學(xué)(universal biology)的基礎(chǔ)——“合成生物學(xué)家更感興趣的是探索生命系統(tǒng)可能做什么,而不是它們實(shí)際做什么”。?這意味著,未來的合成生命并不限于合成有機(jī)體這一種形態(tài),而是充滿各種可能性。
蘇恩·霍姆提議將已經(jīng)或?qū)砗铣傻挠袡C(jī)體統(tǒng)稱為“佩利有機(jī)體(Paley organisms)”,即由英國神學(xué)家威廉·佩利(William Paley)提出來的某種智能設(shè)計(jì)產(chǎn)生的有機(jī)體。?然而,該提議容易導(dǎo)致合成生物學(xué)遭到“扮演上帝”的質(zhì)疑,原因在于“佩利有機(jī)體”的核心思想是為了論證上帝作為生命設(shè)計(jì)者和創(chuàng)造者的存在。盡管,合成有機(jī)體確實(shí)是由科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里設(shè)計(jì)和構(gòu)建而產(chǎn)生,但合成有機(jī)體不能等同于佩利有機(jī)體,如同科學(xué)家不能等同于上帝。一方面,科學(xué)家并沒有像上帝那樣從無到有地創(chuàng)造生命,合成有機(jī)體的產(chǎn)生是基于對自然有機(jī)體或機(jī)器的模仿,其構(gòu)成的質(zhì)料也是地球上已經(jīng)存在的化學(xué)物質(zhì)。另一方面,對于不信仰宗教而是接受進(jìn)化論觀點(diǎn)的多數(shù)人而言,他們寧可相信天然的有機(jī)體是經(jīng)過漫長的進(jìn)化史形成,而不是去相信存在一個(gè)設(shè)計(jì)和安排一切的上帝或神。接下來的問題是,既然合成生命不能等同于人工生命,又與機(jī)器存在明顯差異,那么我們究竟如何理解它?合成生命為何如此難以界定?
迭戈·帕倫特(Diego Parente)和瑪麗安·肖克(Marianne Schark)曾間接指出,合成生命陷入“本體論災(zāi)難”恰恰在于合成有機(jī)體兼具生物和機(jī)器的雙重特性,其所包含的內(nèi)在矛盾造成它難于在自然有機(jī)體與機(jī)器之間找到一個(gè)確定的位置。?這一矛盾構(gòu)成“兩極之間的張力”:一極是合成生命作為人類制造的機(jī)器,要保持作為機(jī)器的機(jī)械特性,以確保它的可控制性和可預(yù)測性;另一極是合成生命作為被生產(chǎn)出來的生物制品(bio-artifacts),它的行為類似有機(jī)體,而強(qiáng)調(diào)作為有機(jī)體的可塑性和開放性,又恰恰阻礙了對它的完全控制和降低了它的可預(yù)測性的程度。?這里提到合成生命被作為生物制品(bio-artifacts),實(shí)際也難以成立。2003年,英國倫理學(xué)家李齊克(Keekok Lee)界定了生物制品這一術(shù)語,并認(rèn)為生物制品反映人類的意圖或目的,如果沒有人類干預(yù)和操縱,它們就不會(huì)存在或繼續(xù)存在。他提出生物制品作為一種技術(shù)生物對象(technical biological objects),“(與自然生物)具有起源、結(jié)構(gòu)或天然的生物的一致性,但由于它們的遺傳、基因組、生理、目的或功能的自然屬性被有意修改,因而具有不同程度的生物人工制品特征(bio-artefactuality)或它們的生物功能得到不同程度的技術(shù)控制和修改”。?
然而,根據(jù)李齊克的定義,至少合成生命在起源上與自然生命就存在不一致。因?yàn)榻?jīng)過漫長歷史的進(jìn)化,自然有機(jī)體的起源已經(jīng)無法追溯到特定時(shí)刻和做到明確歸因,合成有機(jī)體卻在起源上與機(jī)器一樣有明確時(shí)間和因果關(guān)系。?例如,安娜·德普拉茲(Anna Deplazes)和馬庫斯·胡彭鮑爾(Markus Huppenbauer)就認(rèn)為合成生命與機(jī)器一樣,“作為人類設(shè)計(jì)和制造的產(chǎn)品,每一個(gè)機(jī)器都有明確的起源,通常,當(dāng)新的設(shè)計(jì)藍(lán)圖形成不久,就會(huì)有新的機(jī)器類型被制造出來”。?這意味著,要么重新修改生物制品的定義以適應(yīng)合成有機(jī)體,要么必須放棄對這一概念的使用。更重要的是,生物制品的定義沒有指出合成生命的獨(dú)特性和新穎性,我們無法通過這個(gè)概念對合成生命與克隆生命、基因修飾或增強(qiáng)的生命以及轉(zhuǎn)基因生物之間加以區(qū)別。為此,我們似乎不得不放棄通過定義方法來回答“合成生命是什么”。我們只能承認(rèn)在合成生物學(xué)中人類無法完全控制通過技術(shù)改造的細(xì)菌、細(xì)胞、活物(living creatures)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行,因而它們有別于機(jī)器;同時(shí)這些生物制品的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與未知生物之間的相互作用不同于自然有機(jī)體,因而它們又有別于自然生命——這一呈現(xiàn)出來的事實(shí)表明我們最好將這些生物制品置于自然與人工、可控與不可控的模糊地帶。?基于此觀點(diǎn),我們不難推論,既然合成生命難以通過對生命與機(jī)器、自然與人工的區(qū)分界定清楚,不如接受合成生命兼具生命和機(jī)器的雙重特性——這符合合成生物學(xué)當(dāng)下發(fā)展的實(shí)際情況,而將合成生命視為一種介于自然與人工之間的新的混合體,能夠使合成生命在將來獲得應(yīng)有的本體論地位。
合成生命是否“與自然實(shí)體和傳統(tǒng)技術(shù)制品完全不同,足以保證它們自己的獨(dú)特類別”??正如前述,對這一問題的肯定回答雖然存在有利的論證,但支撐性論據(jù)并非正面獲得,即相應(yīng)的科學(xué)事實(shí)與哲學(xué)論證并不充分,而是通過反向論證合成生命既不是機(jī)器也不能歸屬于自然有機(jī)體,從而為合成生命作為一種介于自然與人工、可控與不可控、生命與機(jī)器之間的新的混合體提供了合理推論。不過一些學(xué)者可能過于樂觀,沒有注意到要論證“合成生命應(yīng)該具有自己獨(dú)特的本體論地位”其實(shí)還存在一些其他困難。
由于合成生物學(xué)家不怎么關(guān)注合成生命的本體論問題,只強(qiáng)調(diào)機(jī)器范式的啟發(fā)性價(jià)值,從而使得合成生命盡管已經(jīng)從過去的可能性變成如今現(xiàn)實(shí)性的存在物,卻仍然未能獲得屬于它的本體論地位。這個(gè)工作留給了哲學(xué)家來解決。但顯然由于合成生物學(xué)還是一門仍在發(fā)展中的新興學(xué)科,合成生命的形態(tài)還不穩(wěn)定,或者說還未達(dá)到科學(xué)家設(shè)定的目標(biāo),從而無法根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)事實(shí)和哲學(xué)論證給出一勞永逸的答案。
不過,我們需要對合成生物學(xué)的本質(zhì)特征——工程學(xué)本質(zhì)、生物技術(shù)本質(zhì)有一個(gè)基本了解。合成生物學(xué)的終極目標(biāo)是德魯·恩迪強(qiáng)調(diào)的能夠在技術(shù)賦能下使用工程學(xué)方法建造出實(shí)現(xiàn)人類特定目的的生命體和生物系統(tǒng)。工程學(xué)本質(zhì)體現(xiàn)為生物元件的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工程化制造與拼裝。為此,德魯·恩迪提出了標(biāo)準(zhǔn)化、解耦和抽象的方法:標(biāo)準(zhǔn)化要求生物部件的明確描述和表征;解耦是將復(fù)雜實(shí)體的構(gòu)造分解為可管理或可控制的半獨(dú)立任務(wù)的過程;抽象是關(guān)于功能單元(主要分為DNA、部件、設(shè)備和系統(tǒng))的層次識(shí)別,主要是為了便于設(shè)計(jì)過程。?為了更好地控制這一過程和制造出滿足人類需求的合成生命,科學(xué)家們還開發(fā)了“設(shè)計(jì)—構(gòu)建—測試—學(xué)習(xí)循環(huán)流程(Design-Build-Test-Learn Cycle,DBTL)”?,該流程實(shí)際上強(qiáng)化了人類對合成生命的理性設(shè)計(jì)和操縱它們定向進(jìn)化的能力。同時(shí),從這一解構(gòu)生命再到從頭設(shè)計(jì)與構(gòu)建生命的過程,我們不難看出,合成生命與過去的基因工程、克隆生命、轉(zhuǎn)基因生物以及基因修飾或增強(qiáng)的生命是完全不同的。合成生物學(xué)致力于創(chuàng)造的生命是一種“完美機(jī)器(perfect machines)”,而不是對生命物質(zhì)的簡單修飾、增強(qiáng)或復(fù)制。因此,合成生物學(xué)與認(rèn)為有機(jī)體是“完美機(jī)器”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)相左,合成生物學(xué)家認(rèn)為通過自然選擇形成的有機(jī)體是不完美的,有機(jī)體的結(jié)構(gòu)和功能還有很大的優(yōu)化空間,他們的工作正是為了努力改進(jìn)這一狀況,從而制造出類似于有機(jī)體的又能夠“自我進(jìn)化(被人類設(shè)計(jì)和控制的進(jìn)化)”的完美機(jī)器。?
可見,在合成生物學(xué)的未來藍(lán)圖中,不僅將有機(jī)體類比為機(jī)器,而且要制造出比有機(jī)體更加完美的機(jī)器。這意味著在數(shù)字革命和人工智能背景下,未來的合成生命將會(huì)越來越接近一種復(fù)雜機(jī)器,這種機(jī)器將不斷被賦予自動(dòng)化、智能化和“自我進(jìn)化”的特征。這一新的發(fā)展趨勢將導(dǎo)致合成生命距離自然生命越來越遠(yuǎn),距離機(jī)器越來越近?;蛘哒f,合成生命與機(jī)器的差異將逐漸小于自然生命與機(jī)器的差異,特別是當(dāng)它的穩(wěn)定性和可控性越高,它的機(jī)器特征就越明顯,有機(jī)特征就越淡化。因?yàn)?,自然生命自有?dú)具的內(nèi)在目的和價(jià)值,不以人的意志為轉(zhuǎn)移,而合成生命慢慢作為技術(shù)人工物,變得逐漸和機(jī)器一樣,都是人工制造并體現(xiàn)人的設(shè)計(jì)目的和滿足人的使用價(jià)值,這種目的和價(jià)值是人外在賦予的,所以人也可以通過不斷優(yōu)化對它的控制來改變其目的和用途。?這樣的話,合成生命最終不過是一個(gè)更高級、更復(fù)雜的機(jī)器,因而難以享有獨(dú)特的本體論地位。我們更沒有必要為了強(qiáng)調(diào)合成生物學(xué)的新穎性、獨(dú)特性,而訴諸一種新的本體。由此,一些學(xué)者指出的“本體論混亂(ontological messiness)”?也就自然消解了。
另一個(gè)對合成生命訴諸應(yīng)有的本體論造成困難的事實(shí)是:在合成生物學(xué)中,致力于揭示生命知識(shí)的基礎(chǔ)研究與致力于創(chuàng)新應(yīng)用的研究并行不悖。前者被科學(xué)家們稱為“建物致知(Build life to understand it)”?,后者被科學(xué)家們稱為“建物致用”?,二者構(gòu)成了合成生物學(xué)研究和發(fā)展的雙重目的。
合成生物學(xué)受到20 世紀(jì)著名物理學(xué)家費(fèi)曼(Richard Feynman)“我不能創(chuàng)造,就還不理解”?的影響,一些學(xué)者賦予此觀點(diǎn)“制造即了解(making is knowing)”或“建造即了解(building is understanding)”?的認(rèn)識(shí)論特征,奠定了合成生物學(xué)致力于通過工程學(xué)方法實(shí)現(xiàn)生命合成的認(rèn)識(shí)論基礎(chǔ)。正如貝塔朗菲(Ludwig Von Bertalanffy)所說:“對生物中個(gè)別的部分和過程進(jìn)行分析是必要的,而且是更深入地認(rèn)識(shí)生命的先決條件。然而,簡單采用分析方法還是不充分的?!?貝塔朗菲認(rèn)為通過分析方法探求生命的全部知識(shí)存在局限性,因?yàn)樯且环N過程現(xiàn)象,“生命現(xiàn)象,如新陳代謝,應(yīng)激性,繁殖,發(fā)育等等,只能在處于空間與時(shí)間并表現(xiàn)為不同復(fù)雜程度的結(jié)構(gòu)的自然物體中找到”。?其根本原因在于,分析方法是將“活”的物體分解為“死”的物體進(jìn)行觀察,然而有機(jī)體的整體性、組織性等遭到破壞——生命現(xiàn)象消失了。既然我們無法通過分析方法更多地了解生命的知識(shí),那么通過制造出生命以理解生命(建物致知)不失為一條可取的途徑。于是,一些學(xué)者認(rèn)為“作為制造的知識(shí)可以說是合成生物學(xué)的第一個(gè)信條”。?克雷格·文特爾團(tuán)隊(duì)正是基于此信念一直堅(jiān)持“最小基因組(minimal genome)”?的探究,追求徹底掌握活細(xì)胞的構(gòu)成密碼和形成原理。他們使用試錯(cuò)方法不斷排除構(gòu)成活細(xì)胞的非必要基因,再借助計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代生物技術(shù)的幫助將化學(xué)物質(zhì)重新合成構(gòu)成活細(xì)胞的必要基因——最小基因組,最后發(fā)現(xiàn)成功嵌入最小基因組的新細(xì)胞產(chǎn)生了生命現(xiàn)象。由此可見,這類基于建物致知目的的合成生命不能歸類于機(jī)器或介于有機(jī)體/機(jī)器之間的混合體,因?yàn)槠浔举|(zhì)仍然是碳基生命,是對天然基因進(jìn)行復(fù)制后產(chǎn)生的新的活細(xì)胞(新細(xì)胞中構(gòu)成最小基因組的合成基因只是數(shù)量上減少,其物質(zhì)結(jié)構(gòu)與天然基因毫無差別),從而應(yīng)該被歸類于有機(jī)體。
建物致用的合成生物學(xué)目的是“為了高效生產(chǎn)創(chuàng)新應(yīng)用的產(chǎn)品,為醫(yī)藥、能源、化工、材料等行業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值”?,因此應(yīng)該視為一種新型的生物工程。致力于應(yīng)用的合成生命往往與基因回路(gene circuit)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建、代謝工程學(xué)等相關(guān),因此該類合成生命應(yīng)該被作為催生新的藥物、能源、材料、食品乃至可以容納海量數(shù)據(jù)的生物存儲(chǔ)器的生產(chǎn)工具,正如我們文章開頭所列舉的相應(yīng)用途?;蛘哒f,與其將它們稱作合成生命,不如稱作“活機(jī)器”,制造這類“活機(jī)器”的科學(xué)家們不如稱作工程師、建筑師。因?yàn)榛诮ㄎ镏掠媚康牡暮铣缮黠@不是為了探究生命的知識(shí),而是為了將有機(jī)體改造成機(jī)器。科學(xué)家通過賦予有機(jī)體新的結(jié)構(gòu)和功能,并通過精心設(shè)計(jì)、不斷優(yōu)化,使它們像機(jī)器那樣穩(wěn)定和可控,最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、機(jī)械化和工程化的要求,從而促進(jìn)社會(huì)各類生產(chǎn),幫助解決人類面臨的全球性難題(環(huán)境污染、能源和糧食危機(jī)、罕見病的治療等)。因此,基于建物致用目的的合成生命可以視作機(jī)器,它們在結(jié)構(gòu)和用途上與機(jī)器一樣,都是人工制造并體現(xiàn)人的設(shè)計(jì)目的和滿足人的使用價(jià)值,這種目的和價(jià)值是人外在賦予的,所以人也可以隨時(shí)改變它的結(jié)構(gòu)和用途。當(dāng)然,這類合成生命與機(jī)器還是有一些差別,因?yàn)榛瘜W(xué)或生物合成的人工生命在質(zhì)料層面還是碳基生命,這有別于計(jì)算機(jī)賦能下的完全意義上的硅基生命或數(shù)字生命。再有就是它們與一般的機(jī)器不同,它們還或多或少地保留了一些有機(jī)體的特征,盡管隨著它們的機(jī)器化特征越明顯,有機(jī)體特征越淡化,它們將更趨于我們無可置疑的生產(chǎn)機(jī)器。