自序

作为一个研究了二十多年基因的人，不得不说：基因真的很了不起。

虽然问起我关于基因的知识，无论在哪个层面上我都能说出一二，但如果让我用一个整体观描述研究基因之后的感受，经过深思熟虑，就五个字：

我一无所知。

这不是谦虚，而是惶恐。

在这么多年的科普过程中，第一个被问到的问题，大概率就是：“什么是基因？”我一般会用中学生物的范畴告知“一段有功能的DNA序列”。但倘若追问一句，什么叫作“有功能”，我可能就会被问得汗毛竖起、一身冷汗。且不说有功能的或可能是RNA而非DNA序列，也暂不论绝大多数工作都不是由一段而是多段序列共同配合完成的……单说什么叫“有功能”，就足以让我脑袋炸裂：编码算功能，非编码就不算功能？名词动词算功能，助词叹词就不算功能？在越想越复杂之后，大抵我只能用先贤形而上的名言来掩盖自己的无知——

佛陀言：“起功用”；老子说：“非常道”。

其形而上的内涵，大抵相当于在生命科学领域说基因“有功能”，而这个功能是很了不起的。

所谓的“了不起”，首先表现在它的名称上。1909年，“基因（gene）”由丹麦遗传学家约翰逊提出，其印欧语（PIE）词根“*gene”本意即为“产生、出生”的意思，传入希腊语和拉丁语中，“gen-”这一词根及其变种则有了“出身、天性、血统、种族、种类”的意思，故对生命来讲，生而具之的即是“基因”。

接下来的“了不起”，当然就是它的中文翻译。基因基因，生命“基本的因素”，这恐怕是“西学东渐”翻译中最符合信、达、雅的一个词。值得一提的是，我们经过大量的史料考证，gene一词作为遗传学词语引入中文，应是在1923年。彼时，冯肇传将之译为“因子”，陈桢将之译为“因基”。到了1930年，潘光旦首次将其翻译成“基因”，并经过谈家桢、卢惠霖等一众大咖的推广，终将其固定为“基因”——同“音”共“意”，可谓妙哉。

再接下来的“了不起”，表现在它的神秘感上。1859年，达尔文已经知道了物竞天择，但还远远不知道其物质上的实证；1865年，孟德尔已经发现了遗传变异，但还远远不知道其还原论的演绎；1871年，米歇尔已经提纯出核酸，但还远远不知道这就是遗传物质的本体；1911年，摩尔根已经提出了染色体遗传理论，但此时还不知道遗传物质究竟是核酸还是蛋白质；直到1944年，艾弗里通过肺炎双球菌实验一锤定音，终于确证了遗传物质是DNA，而基因则藏于其内。

再再接下来的“了不起”，表现在它的物理结构上。1944年，薛定谔已开始从物理的角度思考“生命是什么”，尝试从核酸中找到“第五种力”，并大胆推测其应该是一种“非周期晶体”；1952年，鲍林已经抢先提出了DNA“三螺旋结构”，然而发表后旋即被证明是错误的；直到1953年4月25日，当沃森和克里克发表了题为《核酸的分子结构：脱氧核糖核酸之构造》这篇伟大而精悍的论文后，这个复杂生命设计中最精妙的呈现才得以通晓于世。

再再再接下来的“了不起”，表现在它对科技产业的推动上。双螺旋结构的发现，使得人类对生命密码的了解成为可能。1958年，克里克提出了中心法则，理顺了从DNA到RNA再到蛋白质的关系；1970年，吴瑞发明了引物延伸并将其应用于DNA测序，启发了桑格后续的测序技术；1975年，桑格发明了第一个被广泛应用的DNA测序方法——双脱氧终止法，人类基因组解密在技术上有了坚实的依托；1990年，人类基因组计划（HGP）启动，在之后的十几年中，华大代表中国完成其中1%；2022年，“时空组学技术”首次通过测序实现了细胞内的基因表达定位，中国测序技术实现领先世界。

再再再再接下来的“了不起”，表现在它的普适性上。通过大量生命密码的解密，我们知道万命互联的根本。正如诺贝尔奖获得者、法国科学家雅克·莫诺所说，“大肠杆菌如此，大象也是如此，人类本身更加如此”。人类和果蝇共享了39%的基因，和小鼠共享了80%的基因，和猩猩的基因相似度甚至超过了98%，人类所携带的微生物总数量超过人类细胞的3～10倍，即使是最简单的病毒也依然可以无碍穿梭在生物圈……正如我们熟悉的乐高积木，无论成品多复杂，其基本组件并无二致。

再再再再再接下来的“了不起”，表现在它的信息密度上。思考一下，仅仅6个皮克（1皮克=1×10 ^-12 克）的遗传信息就足以让一个受精卵发育成一个人或者一只蓝鲸，其细胞量扩张了百万亿甚至千万亿倍；而1克DNA所携带的信息量可高达EB级，相比于今天的硬盘存储高了10亿倍，仅需十数公斤DNA即可存储人类有史以来的全部数据，这是赤裸裸的有机碳对无机硅的碾压，也是自然造物神奇的核心体现。

而其中最了不起的，则表现在其涌现能力上。基因一路走来，从无细胞到有细胞，从单细胞到多细胞，从简单到复杂，从低等到高等，从无性到有性，从水生到陆生，从无意识到有神经，一直到诞生出具备“算计”的高级智能……其中最最了不起之处表现在，其本私的物性上竟然诞生了无私的人性，为“万物的灵长”找回了些许面子。

基因的了不起，我说不完，这并非篇幅问题，即使篇幅无限，我依然说不完。正所谓“已知圈越大，未知圈更大”。

生命科学中唯一不例外的就是例外，生命在任何情境中都能找到看似不可能的出口，所以虽然我对人类的自大向来嗤之以鼻，但又对人类穿越星际充满信心……而让这一切看似矛盾却又有奇迹发生的底层本质，就是这两个字的力量：

基因。