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期刊雜志 > 海外校園 > 2008年海外校園 (87-92) > 第八十八期(2008-04) > 世界觀的整合與交鋒:進化論與理智設計論(下)
世界觀的整合與交鋒:進化論與理智設計論(下)
文/潘柏滔

(續上期)

新達爾文論的難解之謎──生命來源的奧祕

在米勒的著名實驗中(註8),他在實驗室的封閉儀器中,用電流通過含有氨、甲烷、氫氣和水的培液七天,產生了氨基酸和細胞中光合作用和呼吸作用不可少的胞体紫質(Porphyrins),核酸中的主要鹼基腺鹼,也可藉著氫氰酸和氨的聚合作用形成,包括在核酸中為骨幹的碳水化合物,也經過甲醛和礬土與一些常見的礦物化合而成。

但是這些化合物都必須在一個封閉系統中,藉著足夠的原料反應物,配上適當的能量才能產生。在初生地球的開放系統中,一切的過程都是無定向的。只靠機遇巧合來形成這些生物有機物,則是十分不可能的。何況在米勒實驗中的製成品都是消旋性的混合体(racemic mixture),但在生物中它們卻只有一種單旋性(chirality),即只有左旋或右旋。

在今天仍未能解決的無生源論(abiogenesis)的難題是:

一、化學聚合作用不能製造出自我繁殖的生物過程。

二、細胞的內在管制系統不能從受環境控制的化學聚合作用演變而來。

三、天演作用只能用在生物範圍,在無生物時的“化學選擇環境”不會持久。

四、無目的性的物理化學作用,只會催使複雜的系統分解為簡單的分子。因此化學聚合物能不被環境破壞,而繼續維持或增加它的複雜性的機會很少。

五、自我組織理論(self organization)不能解釋基因資訊的來源,達爾文進化論並無任何答案。

六、新陳代謝的機制需要一套現存的修剪計算程序(pruning algorithms)來選擇。生物化學家摩羅維茲(H. Morowitz)和同僚(並非智設論者)以一些物理化學和資訊上的因素,作為一種與電腦程序相似的系統,在最完整的化學辭典Beilstein所列的有機化合物中,選出153種有機化學分子,其中包括了所有生物都採用的新陳代謝作用中的11個重要成員(註9)。

科學家採用一種新的技術:全面性的突變(global mutagenesis),以一個無目的性的移位基因(transposon),將最小的細胞(mycoplasma)的基因構圖破壞,發現能維持一個細胞的生存和繁殖最低基因鹼基數目是50萬(註10),而人類基因構圖有30億個基因鹼基。微軟總裁蓋斯曾說:“人類的基因正如一套微軟,但是比我們所發明的所有軟体都更高明。”這種資訊不可能由無目的性的天演作用產生。

化石和基因排列的間斷性──寒武紀大爆炸

《時代雜誌》稱呼在地質年代中的寒武紀突然出現的動物科門,為進化論的大爆炸(註11)。它們是很難被保存的軟体動物,似乎不是化石中的意外產品。達爾文理論預料在化石記錄中先有簡單生物,然後才有過渡性和複雜性的生物。但自從35億年前出現的藍藻單細胞化石後,至五億三千萬年前出現的動物大爆炸中間,卻並無任何化石,這個化石的間斷性是緩慢進化論的一個難題。

有人提倡一個新的間斷平衡理論(punctuated equilibrium)來解釋這種化石間斷,但是這理論缺乏可以用實驗証明的機制。摩利士(Simon Conway Morris)是一位有神論的科學家,他在他的著作《生命的答案──在孤寂宇宙中無可逃避的人類》(註12)中認為,化石中不同動物身体形狀的進化過程,乃是為了人類的出現,這理論與宇宙論中精密的調節,是為了生命的出現同出一轍。化石進化的目的,是囤積生物的複雜性,最終可使人類出現。

生物進化的分子策略

最近的基因構圖和基因排列的研究,使傳統的五個生物界變為三個範圍(domains)──真核細胞(Eukarya)、真細菌(Bacteria)和古老細菌(Archaea)。
在進化論的討論中是追溯第一個同源祖宗細胞(universal cellular ancestor),但是所有的數據不一定支持只有一個同源祖宗,而可能有三個分開的細胞祖宗。我曾親自作下列的研究:我選擇了近五千個生物中已驗出的蛋白質排列圖案,詳細分析了250個樣本,然後選擇在三個範圍的生物中有代表性的68個蛋白質。它們必須具備下列三個條件: (一) 這些蛋白質在每個細胞中的每個角落運作,並非假想的結構。(二) 這些樣本起碼要在每範圍生物中四個不同的成員中被提煉和研究出來。(三) 它們的比較有高度的相同性(註13)。

近代進化論中解釋化石和基因排列所提出的假設,是單元緩慢進化(monophyletic gradualism),即一個祖宗細胞,緩慢進化為多種複雜的生物;或是單元間斷進化(monophyletic punctualism),生物從一個始祖間斷地快速出現。讓我提倡第三種可能性:多元間斷進化(polyphyletic punctualism)──多個始祖細胞同時出現(見圖一)。

格玻萊(Lynn Caporale)是不支持智設論的進化論學者。她最近提倡進化論過程中的選擇機制(註14)。她認為天演不單選擇個別的突變,也選擇如寒武紀大爆炸和三個生物範圍中相同的模型(patterns),它們是同時被選上的。其中一種被選擇的模型基因調制箱(homeo box)是在細菌之外的一切複雜生物所採用的。

這種基因在不同的生物中有相同的鹼基排列,但是它所調制的對象卻相異。在果蠅中它調制觸鬚,但在白鼠中卻調制與它完全無關的功能。進化論者主張天演過程使這機制遺傳下來。但問題是遺傳下來的是什麼?基因調制箱是一個開關,用來開啟或關閉某種功能,它自己卻沒有任何產品或功能。一個基因是因為它的產品是有害或有利,才可被天演過程選擇。這些開關在大部分的細胞中都像軟体一樣,成為天演作用所選上的模型,但我們卻不曉得它們如何形成。智設論者提倡不顧進化來源,而著手尋索這些模型,這種方法可能在搜尋其它相同的基因中更為有效。

微進化中的多種鹼基突變

以智設為出發點的研究方案倡導,在複製的基因中的多種鹼基突變,在微進化過程中可能更有效(註15)。換言之,依據先定下來的計算程式的多種同時發生的鹼基突變模型,在這蛋白質進化過程的模擬,比個別鹼基突變囤積的緩慢過程,能更有效地促進微進化。這些模型在天演作用未開始前已一同存在。

生物中“不可簡化的複雜性”

“不可簡化的複雜性”(Irreducible Complexities of biological systems)被比希(Behe,註16)提出來後,受到如米勒等(註17)的批評。以往被認為是不可簡化的細菌纖毛中的成員,可在其它生物中作為其它功能。但是問題的癥結是細菌纖毛的各個成員一同集合起來,為細菌成全它的趨化功能(chemotaxis。按:細菌自動趨向有利卻避開有害的環境)。每個成員在其它生物用在其它功能上,並非辯論的中心。緩慢進化論不能提出按步就班的解釋,使細菌纖毛成為不可簡化的複雜系統。

最近有人提出一些這方面的理論(註18),但它們都是重述上面的論據:這些成員在其它生物中用作其它功能,被細菌納進(co-opted)纖毛用在趨化作用上,仍缺乏可以被實驗衡量的按步就班的議題。換言之,我們只知道這系統存在,卻不曉得它怎樣來的。

最後,雖然我不一定是智設論的維護者,我盼望讀者能考慮不拒絕它是非科學化,而接受它的可能性。它若要普遍地被接受為一個科學立論,還需要很長的時間來發展。首先,讓我澄清四種誤解:

(一)智設論不是一種護教的工具

智設論者所言,雖然與神學家和創造論者捍護聖經的立場有吻合的地方,但它不是一種護教的工具。它是研究數據的一種新方法。智設論者研究的對象是模型和設計,不一定是設計者。設計者的存在是哲學和神學的課題,設計的存在和測量是科學的問題。

(二)智設論不是地球年輕的創造論

雖然智設論者中不乏相信地球年輕的創造論者,但智設論不與此立場同等。我認識一位無神論者,要研究設計,卻對設計者不感興趣。

(三)智設論不反對微進化

微進化聲言生物藉天演而異化(diversification by natural selection)。已有大量科學証據證明,世上三大人種,若是源自挪亞的三個兒子,他們的膚色不能是黑、白和黃。要真是這樣,挪亞的妻子可能有問題。人類各族同出一轍,可藉著微進化過程來解釋,達爾文提出天演論來解釋生物異化,是學術上一大貢獻。

(四)智設論不是空隙中的神的科研攔阻者

智設論是以不同的研究方針來探討現有的數據,它是“有層次地發展一套創造論無所貢獻的研究方案”(註19)。但布斯基(Dembski)以一套解釋篩檢程式,刪除可被自然定律或機遇來解釋的現象,再審定如上述三範圍中的數據為模型。換言之,智設論不是空隙中的神的科研攔阻者──“神這樣說,我這樣地相信,這就是我的答案。”

邁亞(Stephen Meyer)是一位科學哲學家,最近發表了一篇議論紛紛的文章。他說:“若用經驗為依歸,來分析各種解釋複雜資訊來源的理論,有目的性或智慧的設計可作為合理的方案──甚至可能是最合理的解釋。這些資訊可用來作為建立寒武紀大爆炸中的動物和牠們的獨特体形。因此,為了要面對生物資訊和高等生物的來源問題,近代科學界對設計論的探討大概不會減少。”(註20)

出版這篇學術文章的編輯在出版後被撤職。後來經過國會的審核,斷定這是一種宗教歧視的行為,因為這位編輯是一位東正教徒,對達爾文進化論採取批判的態度。(註21)

其實,不單哲學家,還有許多神學家和有見識的知識分子都反對進化論。超過700位科學家,包括美國、俄國、匈牙利和捷克國家科學院院士,加上著名大學如耶魯、普林斯頓、史丹福、麻省理工學院、加州柏克萊和洛杉磯分校及其他的大學教授,從2001年開始共同簽署了下列宣言:

“我們懷疑機遇巧合的突變加上天演作用可以解釋生命的複雜性,我們應該仔細地分析支持達爾文理論的數據。”(《一個反對達爾文論的科學宣言》,註22)

一些根據智設論的研究方案

總言之,我願意提供一些不採用進化論,而採用智設論為大前提的研究方案:

(一)人類基因構圖中“垃圾”脫氧核酸(“junk DNA”)的可能用途

在人類基因構圖的鹼基排列被揭曉後,發現我們只有兩萬多的基因,而軟体蟲(C. elegans)也有一萬九千多個基因。大衛在舊約中指出,我們不過如一條蟲,實在是一個預言,因為我們與一條蟲有相若數目的基因。我們的脫氧核酸中若95%被列為是垃圾(junk),因為它們有重複的排列,而且是要被刪除的內含子(introns。按:不產生任何蛋白質的DNA),但是它們可能是如交替式的刪除和重組(alternate splicing)的調制基因的一部分。進化論以為它是進化祖宗淘汰的遺跡,可以隨意刪除;但智設論則要在其中搜尋有用的模型,因為它們可能有特殊的功能。這兩種研究方針可產生不同的數據。

(二)基因構圖的進化中有目的性的機制

有目的性的突變和進化(non random mutation and evolution),是一套嶄新而受人議論紛紛的理論(註23)。這種有目的性的突變和機制是否存在的研究方案,與智設論吻合。

(三)粒線体(mitochondria)和葉綠体(chloroplast)的細胞共生(Endosymbiogenesis)(註24)

粒線体和葉綠体都屬於真核細胞的一部分。它們是如何形成的?其中一套理論認為可能是一個原生動物在吞吃一個細菌時,不將它消化掉,而形成一種“共生”的狀態。進化論預料適者生存,它們應彼此殘殺,強者得生。但它們的共生可能是因為它們的彼此依賴。智設論的解釋更為妥善,因為它們是按照一套共生的互助模型才可進化而來。

(四)以微型列陣分析(microarray)來研討生物種類中的獨特基因表達(gene expression)

在人類染色体中的獨特基因表達,可被用作疾病的癥狀。我個人與以前教過的學生(現是哈佛醫學院胸腔手術系的主任),合作研究一個類似的研究方案。他們發明了一套微型列陣分析的研究系統(註25),用以分析多年來從癌症病人身上取下的組織中的基因構圖。他的實驗室在病人身上和在儀器上進行分析,我和我的生物資訊學(bioinformatics)的學生,就用電腦方法分析這些基因表達的模型。這些模型的分析,可幫助癌症的分類。不單可作診症的用途,有時也可作為治療的方案,因為癌症可能用這方法來及早發現(註26, 27)。

所以依我看來,一個開明的知識分子,在否定智設論是宗教性而非科學以前,應問下列問題:(註28)

1. 它的論據是否合理?

2. 它支持設計的數據是否充實?

3. 它對唯物論的進化主義的批判能否經得起考驗?

4. 它能否發展成為一套有效地搜尋更多科學數據的研究方案?

5. 它能否說服一些無先入為主偏見的辯論者。

(全文完)

註:
8. P. Pun, "Evolution: Nature and Scripture in Conflict?". Grand Rapids: Zondervan, 1982, p. 199. Chinese edition, Christian Renewal Ministries: E. Brunswick, NJ. 1984, 1989, 1992, 1994, Electronic Version Copyright (c) 2002 by Interdisciplinary Biblical Research Institute: http://www.ibri.org/DVD-1/Books/Pun_Evolution/Pun_Contents.htm
9. H. Morowitz, J.D. Kostelnik, J. Yang and G.D. Cody. 2000. The origin of intermediary metabolism. Proc. Natl. Acad. Sci. 97: 7704-7708
10 C. A. Hutchison III, S. N. Peterson, S. R. Gill, R. T. Cline, O. White, C. M. Fraser, H. O. Smith, J. C. Venter. Global Transposon Mutagenesis and a Minimal Mycoplasma Genome . Science 10 December 1999: Vol. 286. no. 5447, pp. 2165-2169
11. Time magazine 4 December 1995.
12. Simon Conway Morris, Life's Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe (Cambridge: Cambridge University Press, 2003).
13. P.P.Pun, S. Schuldt, and B. Pun "The Three Domains of Life: A Challenge to the concept of the Universal Cellular Ancestor", Progress in Complexity, Information and Design, Vol. 4.2, November, 2005: http://www.iscid.org/pcid/2005/4/2/pun_three_domains.php
14. L. Caporale, 2003. "Darwin in the Genome: Molecular Strategies in Biological Evolution?" McGraw Hill.
15. M. Behe and D. Stoke. "Simulation of evolution by gene duplication in proteins that require multiple amino acid residues." Protein Science (2004), 13: 2651-2664
16. M. Behe, 1996, 2006. Darwin's Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution. Free Press
17. K. Miller, Finding Darwin's God: A Scientist's Search for Common Ground Between God and Evolution (HarperCollins, 1999).
18. M.J. Pallen, N.J. Matzke (2006). "From The Origin of Species to the origin of bacterial flagella." Nature Reviews Microbiology, 4(10), 784-790. October 2006
19. W. Dembski's website, 2005/Last accessed March 6, 2007
20. Stephen C. Meyer, "The origin of biological information and the higher taxonomic categories", Proc Biol Soc Wash, 117(2):213-239. 2004
21. Congressional Investigation Confirms Discrimination against Smithsonian Scientist Critical of Darwinian Evolution, FOR RELEASE DEC. 15, 2006, Press Contact: Anika Smith, Discovery Institute, (206) 292-0401 x. 155, asmith@discovery.org
22. http://www.dissentfromdarwin.org/
23. Barbara E. Wright, A Biochemical Mechanism for Nonrandom Mutations and Evolution, Journal of Bacteriology, June 2000, p. 2993-3001, Vol. 182, No. 11
24. M. Buratovich, The Serial Endosymbiosis Theory: An Important Theory of Cellular Origins, Its Implications and the Potential Contribution of Intelligent Design Theory. PSCF 57, no. 2, June 2005: 98-113).
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28. W. Dembski's website, www.designinference.com/Last accessed in 2005. Web contents may have been rearranged since then.

作者來自香港,在美國上大學時信主,獲生物博士和神學碩士學位,現任教於伊州惠敦大學生物系。作者網頁:
http://www.wheaton.edu/Biology/faculty/ppp/index.html
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