生命能否自發產生（之三）

方舟子

留美學者，生物化學博士smfang@yahoo.com

在巴斯德與普歇就生物能否自發產生問題爭得熱火朝天的同時，達爾文《物種起源》的發表引發了生物學上另一場更為重大的辯論。這場有關生物是否進化而來的大辯論也包含了有關自發發生論的辯論。達爾文的進化論被許多人認為是為自發發生論提供了支持。進化論本身并不解決生命起源的問題，但是如果生命不是一直存在的，而是有個起點，那么，最初的生命要么是神創的，要么就是從非生命物質自發產生的。

達爾文之前的進化論先驅者們，例如達爾文的祖父伊拉茲馬斯·達爾文和拉馬克，都相信生命能夠自發產生。達爾文本人在公開場合回避了這個問題，但是在1871年致植物學家約瑟夫·胡克的信中，他設想，如果把銨鹽和磷酸鹽放在溫暖的小水洼中，在光、熱、電等等的作用下，就會形成有可能變成原始生命的蛋白質。而現在這樣的蛋白質一形成就會被生物吃掉，但是在生命誕生之前，那就是另一碼事了。達爾文的“斗犬”托馬斯·赫胥黎為這個假說起了個名字，叫“無生源說”。

達爾文、赫胥黎并不相信在現在生物還能自發產生，而只是把自發發生視為在遠古時期生命起源的一種可能性。但是在其他進化論者看來，并沒有必要去區分這兩者。如果生命在以前能夠自發產生，那么在現在，如果有合適的條件，為什么就不能自發發生呢？英國病理解剖學家巴斯琴(1837-1915)就是這么認為的。在19世紀60和70年代，他做了很多證明生命能夠自發產生的實驗，成為英國最主要的自發發生論支持者。巴斯琴的實驗和普歇的實驗類似，也是把培養基加熱消毒、密封、冷卻之后，如果從中發現了有微生物生長，他就認為是從無生命物質中自發產生的。

巴斯琴之所以支持自發發生論，不僅是因為他相信進化論，還因為他不相信巴斯德提出的病菌論。病菌論認為傳染病是由細菌引起的，這在當時是一個革命性的學說，如果它成立的話，有關疾病的傳統理論和療法都要因此發生根本的改變，這招致了許多醫生的反對。這些醫生也因此成為自發發生論的支持者，巴斯琴的實驗成了他們反對病菌論的依據。

巴斯德當然認為，巴斯琴的實驗結果是受到了外界細菌的污染所致。他們在1876-1877年間發生了激烈的爭論。巴斯德邀請巴斯琴到法蘭西科學院當眾解決爭端，巴斯琴一開始同意了，后來卻沒有露面。巴斯琴在英國的主要對手是另一名進化論者、達爾文和赫胥黎的朋友、著名物理學家丁鐸爾（1820-1893）。在1876年，丁鐸爾發表一系列實驗報告證明巴斯琴等人的自發發生實驗都是由于受到懸浮在空氣中的微生物的污染。他用光照射空氣，可以看到微生物顆粒讓光發生了散射。然后他發明了一個簡單的辦法來清除空氣中的微生物顆粒。他在一個密閉的盒子的內壁涂上甘油，放置幾天后，盒內空氣中的微生物顆粒都沾到了甘油上，再用光照射，就會發現盒內空氣已變得干凈了。在這種干凈空氣中放置煮沸的肉湯，放幾個月也不會變質，而在普通空氣中，肉湯幾天就變質了。

但是有人試圖重復丁鐸爾的實驗，卻失敗了，放置在干凈空氣中的肉湯還是很快就變質了。這促使丁鐸爾進一步研究實驗失敗的原因，不是由于干凈空氣中還有微生物顆粒，也不是由于微生物會從肉湯中自發產生，而是由于肉湯靠簡單的煮沸還不能做到完全無菌：雖然煮沸能殺死細菌，卻殺不死細菌孢子，細菌孢子即使被煮上幾個小時也還活著，一旦肉湯冷卻，就又開始繁殖了。丁鐸爾因此發明了一種既簡單又比較有效的滅菌方法。把培養基煮沸15-30分鐘，然后在37攝氏度保溫過夜，讓培養基中的孢子長成細菌，再煮沸15-30分鐘殺死新長出的細菌。如此重復三次，就可以殺死培養中的細菌和孢子。經過這樣處理的培養基，在不被空氣中的微生物污染的條件下就不會再“自發產生”微生物了。

丁鐸爾實驗很有說服力地說明了：普歇、巴斯琴等人證明微生物能自發產生的實驗要么是由于受到空氣中的微生物顆粒的污染，要么是由于培養基沒有做到完全無菌。在丁鐸爾實驗之后，要為自發發生說辯護變得越來越困難，相信它的人越來越少。從這個意義上說，丁鐸爾實驗才是推翻自發發生說的最后實驗。

但是嚴格地說，不論是巴斯德實驗還是丁鐸爾實驗，都沒有否定生物自發發生的可能性，它們只是表明那些證明自發發生的實驗都靠不住。從邏輯上看，要證明自發發生不可能存在，是不可能的。但是科學理論并不能只依靠簡單的邏輯思辨，科學理論要能被接受，還需要有實驗的基礎。今天的生物學家已無人相信自發發生說，是因為從來沒有實驗能夠真正證明它的確存在，而且微生物培養實驗已無數次地證明，只有把微生物接種到滅菌的培養基上才能長出微生物。

然而，否定自發發生說，并不等于否定生命起源的無生源說。雖然神創論者至今試圖用巴斯德的實驗來否證無生源說，但是正如赫胥黎早已指出的那樣，這二者并不是一回事。今天的生物學家都同意，有細胞的生命不可能在現在的地球自發產生，但是也都認為最初的生命可以從非生命物質自發產生。這是因為，第一，原始的地球條件跟現在大不相同；第二，生命的誕生并不需一蹴而就產生細胞，從非生命到生命有一個漫長的進化過程。這就是生命起源的“化學進化”假說，這個假說已在實驗室得到了一定程度的驗證。

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