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4.生命，设计的美
当我们同时面对一堆碎石和一片树叶，从碎石的立场看树叶，我们会对树叶的规则性感到不可思议，仿佛是一种设计出来的产物，这就是生物界表现出来的与物理界不同的外在美。物理世界所体现的美是事物之间量的联系的和谐，是忽略演化形态的抽象美；而生物学体现的美是生命运动机制的和谐，是匠心的美。生命美在理论上也体现出简单性，但其更重要的是仿佛匠心设计的秩序性。
4.1简单性也许，我们迷恋于生命的外在美，生命的形态千姿百媚，丰富多彩，正如我们常引的话：“世界上没有两片树叶是相同的。”可是，这种美只是来自感官刺激而激起的感性美，而不是关于它的知识联系所激起的理性美，科学所体现的美恰恰在于后者。
如果老师让你说出两片树叶的细微差别并记住它们的特点，你会觉得那是一件很乏味的事情；如果把这些特点放到林奈博士创立的分类系统中去，它就显得简单一些：记住一个科的特点可以记住许多物种的共同特点，但这依然是十分繁杂的事情。如果面对物种的这些特征，提出一种追问：为什么它们会有相同之处呢？难道它们有共同的祖先吗？这样，我们就把这些特点与进化论联系起来了。我们可以假定，我们现在看到的和已经灭绝的物种都有一个共同的祖先，这个共同的祖先的后代因为不同的原因而发生形态变异，几千万年以后成了现在的样子。
当你第一次这样想，或者第一次听到这种说法时，你一定会因这种说法而激动不已，可以想见你的脸涨得通红，眼睛发亮，心跳加快；生命居然会这样发展，这是一个多么美妙的过程！这种说法会激起你无限的遐思，你会走得比这种说法更远。
物理学最早体现出理论上的简单性。如果不同的现象由不同的方程所描述，而突然有一天，这些不同的方程可以简化为一个更基本的方程。这个更基本的方程就在逻辑上具有简单性，这就是爱因斯坦所说的美的方程。
生命理论的简单性不是由方程来体现，而是由纷纭复杂的现象背后的统一解释来体现。除了进化论，生命简单性理论还有细胞学说、基因学说、生物发生重演律、遗传中心法则等。
4.2秩序性在本章开始时，我们已经谈到：这个世界有序比无序更难理解：物理世界虽然遵循一定的规律，但我们目及的东西却是那样杂乱无章，沙土、碎石、山峰，而且它们在继续走向混乱。一块石头可以在这里，也可以在那里，决不会影响到宇宙的演化；但生命却不能这样，我们的器官不能更换位置，生命的进程不能逆转，树木不能本末倒置……物理学家已经证明，生命的出现纯粹是偶然，是诞生于机遇缝隙的奇迹。
动物器官的排列、植物的生长，这仅仅是我们所能感觉到的外在的秩序美。最令人兴奋的是发生在体内有序性，如胚胎发生的顺序性，居然会显示出分类系统的有序性，它首先出现门的特征，然后出现纲的特征，继而目、科、属、种的特征。分子生物学所揭示的有序性更令人瞠目结舌：在小小的细胞中，同时发生着数以万计的化学反应，然而这些反应却被严格地控制着，天衣无缝。我们能在试管中实现这一过程吗？这是任何一部机器所不能比拟的，即便是宇宙创生也未必有这样的秩序。
生命有序性的另一个表现是生物对环境采取的适应策略。动物学老师可能已经告诉我们：鸟类有流线型的身躯、减少摩擦的羽毛，扇动空气的翅膀、轻盈的骨骼，能充气的气囊，雌性一边卵巢退化，没有直肠，几乎无需老师提示，我们就能立即想到，这些特点适合于鸟类在天空中翱翔。
生命的面积最大定律是生命适应性的另一种形式，在尽可能小的空间中争取尽可能大的表面积，树叶、叶绿体和线粒体内的膜系统折叠、小肠的绒毛莫不是面积最大定律的体现。
稳态是人和动物适应环境的生理表现。保温瓶的开水不论如何严密保温，都会渐渐地冷却，而人的体温却不会因为环境改变而下降。人体自动保温现象在恒温仪发明前是难以理解的，它显示了有目的控制行为，奇怪的是我们对这个目的居然毫无所知，即使我们熟睡时它也在发生。通常，我们总能感觉到我们的目的，如索要《第二次创造》这本书，使一个深呼吸等，但我们中有谁会产生一种想法要维持体温恒定呢？也许有人会说，我们之所以没有感觉，是因为习以为常，那么，你能产生一种想法让你的体温下降吗？现在，我们可以用生物化学反应来解释这一现象：体温偏高就减少一些反应，偏低就增加或加速一些反应。但这些反应如何被控制，仍是一个悬而未决的谜。
4.3对称性与对称破缺物理世界的对称美为物理学家和物理哲学家所津津乐道，生命世界的对称性却少有谈及，这全是因为生命现象的有序性和不可逆性；物理规律是可逆的，过去和未来，这里和那里，物理学规律都是一样的。
我们可以把对称分为三类：几何对称、物理对称和生理对称。
几何对称包括我们熟知的中心对称和轴对称，像腔肠动物、棘皮动物就是中心对称的，而扁形动物、高等动物直到人类外形上是轴对称的。生命内在规律也具有几何对称性，如DNA半不连续复制就是中心对称的。应该说，生命形态上的不对称(对称破缺)是广泛存在的，如内脏分布、RNA转录等。
物理对称是指，不论我们从哪一个角度，哪一个时刻来看一个物理规律，它都是不变的。如万有引力定律在任何天体上都是一致的。生物学规律大都是物理对称破缺的，在不同的生物中，生命规律的作用方式十分不同。
生理对称牵涉到生物学的结构与功能关系，我们可以如此定义它：生物结构发生变化，而功能不发生变化，那么这个过程就具有生理对称性。如果我们试着把DNA两条链更换位置，DNA复制后的结果还是一样的；胚胎发育囊胚期以前也具有生理对称性，其中每一个细胞都是全同的，位置变换不会影响正常发育。令人烦恼的是，生理对称破缺更为经常，如DNA转录就是生理破缺的，同分异构体是生理对称破缺的，环状DNA拓扑异构体也是对称破缺的。
但是，如下两个原因使生物学的对称和对称破缺都呈现出美学特征。首先，既然生物学对称是普遍破缺的，那么那些对称现象就会作为一种奇迹而美；其次，既然物理学是普遍对称的，那么生理对称破缺就是物理对称美传统的一种反叛，是物理世界的奇迹――物理学曾声称生物学是其中一特例。
生物学所具有的美，使人强烈地想到莫诺对后现代主义美学观的评价，生命美是对物理美传统的反叛。
§§第三章 细胞，能容纳多少个天使
一个针尖上能站多少天使？――经院哲学家追问道。
细胞中一定存在不少天使！――分子生物学家自嘲道。
4.1简单性也许，我们迷恋于生命的外在美，生命的形态千姿百媚，丰富多彩，正如我们常引的话：“世界上没有两片树叶是相同的。”可是，这种美只是来自感官刺激而激起的感性美，而不是关于它的知识联系所激起的理性美，科学所体现的美恰恰在于后者。
如果老师让你说出两片树叶的细微差别并记住它们的特点，你会觉得那是一件很乏味的事情；如果把这些特点放到林奈博士创立的分类系统中去，它就显得简单一些：记住一个科的特点可以记住许多物种的共同特点，但这依然是十分繁杂的事情。如果面对物种的这些特征，提出一种追问：为什么它们会有相同之处呢？难道它们有共同的祖先吗？这样，我们就把这些特点与进化论联系起来了。我们可以假定，我们现在看到的和已经灭绝的物种都有一个共同的祖先，这个共同的祖先的后代因为不同的原因而发生形态变异，几千万年以后成了现在的样子。
当你第一次这样想，或者第一次听到这种说法时，你一定会因这种说法而激动不已，可以想见你的脸涨得通红，眼睛发亮，心跳加快；生命居然会这样发展，这是一个多么美妙的过程！这种说法会激起你无限的遐思，你会走得比这种说法更远。
物理学最早体现出理论上的简单性。如果不同的现象由不同的方程所描述，而突然有一天，这些不同的方程可以简化为一个更基本的方程。这个更基本的方程就在逻辑上具有简单性，这就是爱因斯坦所说的美的方程。
生命理论的简单性不是由方程来体现，而是由纷纭复杂的现象背后的统一解释来体现。除了进化论，生命简单性理论还有细胞学说、基因学说、生物发生重演律、遗传中心法则等。
4.2秩序性在本章开始时，我们已经谈到：这个世界有序比无序更难理解：物理世界虽然遵循一定的规律，但我们目及的东西却是那样杂乱无章，沙土、碎石、山峰，而且它们在继续走向混乱。一块石头可以在这里，也可以在那里，决不会影响到宇宙的演化；但生命却不能这样，我们的器官不能更换位置，生命的进程不能逆转，树木不能本末倒置……物理学家已经证明，生命的出现纯粹是偶然，是诞生于机遇缝隙的奇迹。
动物器官的排列、植物的生长，这仅仅是我们所能感觉到的外在的秩序美。最令人兴奋的是发生在体内有序性，如胚胎发生的顺序性，居然会显示出分类系统的有序性，它首先出现门的特征，然后出现纲的特征，继而目、科、属、种的特征。分子生物学所揭示的有序性更令人瞠目结舌：在小小的细胞中，同时发生着数以万计的化学反应，然而这些反应却被严格地控制着，天衣无缝。我们能在试管中实现这一过程吗？这是任何一部机器所不能比拟的，即便是宇宙创生也未必有这样的秩序。
生命有序性的另一个表现是生物对环境采取的适应策略。动物学老师可能已经告诉我们：鸟类有流线型的身躯、减少摩擦的羽毛，扇动空气的翅膀、轻盈的骨骼，能充气的气囊，雌性一边卵巢退化，没有直肠，几乎无需老师提示，我们就能立即想到，这些特点适合于鸟类在天空中翱翔。
生命的面积最大定律是生命适应性的另一种形式，在尽可能小的空间中争取尽可能大的表面积，树叶、叶绿体和线粒体内的膜系统折叠、小肠的绒毛莫不是面积最大定律的体现。
稳态是人和动物适应环境的生理表现。保温瓶的开水不论如何严密保温，都会渐渐地冷却，而人的体温却不会因为环境改变而下降。人体自动保温现象在恒温仪发明前是难以理解的，它显示了有目的控制行为，奇怪的是我们对这个目的居然毫无所知，即使我们熟睡时它也在发生。通常，我们总能感觉到我们的目的，如索要《第二次创造》这本书，使一个深呼吸等，但我们中有谁会产生一种想法要维持体温恒定呢？也许有人会说，我们之所以没有感觉，是因为习以为常，那么，你能产生一种想法让你的体温下降吗？现在，我们可以用生物化学反应来解释这一现象：体温偏高就减少一些反应，偏低就增加或加速一些反应。但这些反应如何被控制，仍是一个悬而未决的谜。
4.3对称性与对称破缺物理世界的对称美为物理学家和物理哲学家所津津乐道，生命世界的对称性却少有谈及，这全是因为生命现象的有序性和不可逆性；物理规律是可逆的，过去和未来，这里和那里，物理学规律都是一样的。
我们可以把对称分为三类：几何对称、物理对称和生理对称。
几何对称包括我们熟知的中心对称和轴对称，像腔肠动物、棘皮动物就是中心对称的，而扁形动物、高等动物直到人类外形上是轴对称的。生命内在规律也具有几何对称性，如DNA半不连续复制就是中心对称的。应该说，生命形态上的不对称(对称破缺)是广泛存在的，如内脏分布、RNA转录等。
物理对称是指，不论我们从哪一个角度，哪一个时刻来看一个物理规律，它都是不变的。如万有引力定律在任何天体上都是一致的。生物学规律大都是物理对称破缺的，在不同的生物中，生命规律的作用方式十分不同。
生理对称牵涉到生物学的结构与功能关系，我们可以如此定义它：生物结构发生变化，而功能不发生变化，那么这个过程就具有生理对称性。如果我们试着把DNA两条链更换位置，DNA复制后的结果还是一样的；胚胎发育囊胚期以前也具有生理对称性，其中每一个细胞都是全同的，位置变换不会影响正常发育。令人烦恼的是，生理对称破缺更为经常，如DNA转录就是生理破缺的，同分异构体是生理对称破缺的，环状DNA拓扑异构体也是对称破缺的。
但是，如下两个原因使生物学的对称和对称破缺都呈现出美学特征。首先，既然生物学对称是普遍破缺的，那么那些对称现象就会作为一种奇迹而美；其次，既然物理学是普遍对称的，那么生理对称破缺就是物理对称美传统的一种反叛，是物理世界的奇迹――物理学曾声称生物学是其中一特例。
生物学所具有的美，使人强烈地想到莫诺对后现代主义美学观的评价，生命美是对物理美传统的反叛。
§§第三章 细胞，能容纳多少个天使
一个针尖上能站多少天使？――经院哲学家追问道。
细胞中一定存在不少天使！――分子生物学家自嘲道。
