选修课中的必修知识，北大生物系教授带你探索生命的本质！

博雅GE微访谈 生物源流与人生行迹¹

顾红雅

通识教育与自然科学

Q：您对通识教育的理解是什么样的？

A：通识教育挺好的。作为一个大学生，每个人都有自己感兴趣的专业主修领域，而通识教育是向各个专业的学生传授非专业领域的基础知识。这有一点像科普，不过我认为是“高级的科普”。像Science（《科学》杂志）和Nature （《自然》杂志）作为影响力很大的刊物，其实其目标也是做成一种高级科普刊物，即希望用浅显的方式和通俗的语言把一个领域的最基本概念、常识与最新的进展介绍给大家。也就是说，不管你学什么，你要知道生命科学是一个非常有意思的领域，它有一些古老的成分，有一些非常核心的概念、原理、技术，并且用这些知识和技术可以解决与你息息相关的问题。总之，这是一种知识结构的完善乃至一种修养。

Q：您所谓的“高级的科普”高级在何处呢？它与大众所见的某些科普书和讲座之间的差别在何处呢？

A：“高级”之处在于，它也有比较深的知识点。比如在演化理论中，我会涉及分子演化。分子演化其实是比较难的，需要你有一定的生物学的知识才能比较好地理解。此外，它会包括最新的前沿的发展，会综合很多领域的原理、技术。

Q：作为一门面向包括文科生与理科生在内的全校所有本科生的通选课，您是如何处理学术水平与通识指向之间的关系的呢？如何把握这个尺度？

A：你的advanced（前沿）要advanced到什么程度？这是蛮难的。我上这门课有十多年了，也跟学生们有很多的交流。我是这么来做这件事情的：来学我这门课的，你有一个中学的生物学基础就够了，现在中学生物学讲得挺全的；但是你一点基础也没有，我是不建议你来上这门课的。你需要有一个pre-requirement（预先的知识准备）。另外一方面，对于专业的同学来说，他们可能会觉得这门课的内容比较浅。他们吃不饱的问题如何解决呢？所以我每次讲到深一点的知识的时候，我会给他们相关的参考文献或者网站，以这种方式给他们探索的机会和路径。他们想要进一步了解，可以去研读参考文献、上网站。但是，对于这门课的其他同学我是不要求的，这些拓展内容也不会计入考核中。

Q：这个问题引申出另一个问题，即：学校通识教育改革的一个重大课题是“如何向文科生讲授自然科学”。您对此有何心得体会呢？

A：学我这门课的文科生可多了（笑），应该占多数，学得都挺好，并且也很能得高分。我很喜欢他们。我是觉得，只要你课程的设计想到这一点，就能做到这一点。另一方面，我们很多文科生都有理科背景，学这样的课对他们来说也不是太吃力。

Q：您在这门课的具体设计与教授中有没有遇到什么困难或问题？您又是如何解决的？

A：最开始困扰我的就是混学分的问题，把我气得够呛（哈哈一笑）。所以，我在第一节课对同学提课堂要求的时候就明确说：“如果不确定自己有无基础，最好来找我面谈。”我与他聊一聊，借此了解和判断他能不能上这门课。这是经过几年的摸索总结出来的。第二，为了避免混学分的行为，我在每节课后都有一个类似点名的环节。不是真正的点名，那样枯燥、效率低而且容易作弊；我的做法是每节课后留一个综合该节课讲授内容的思考题。这个思考题是开放式的、没有标准答案的，需要学生结合课堂内容自己思考。并且助教收集答案后会进行统计和整理，第二节课我来进行点评。这种方式保证了同学们的出勤，更重要的是充分调动了同学们认真听讲、课下深入思考、提出己见的积极性。可以说，做到了让感兴趣的同学们更感兴趣，不感兴趣的同学们找到兴趣。

生物源流与生命奥秘

Q：咱们这门课程的名称叫作“生物进化论”，但在MOOC慕课网上这门课程叫作“生物演化”。这种称谓差别的背后是否有某种翻译上的考虑？

A：进化也好、演化也罢，这本身是一个外来词，英文是“evolu-tion”。开始引进这个词时，严复先生——也是我们北京大学的老校长——将其翻译为“天演论”，他用的是一个“演”字。目前国内基本上通行称作“进化”，并且我国的“科学技术名词审定委员会”这一权威机构也使用“进化”这一译法。

“进化”这个词的问题在于，“进”似乎有一点进步的意味，隐含着某种由低到高的趋向。但是如果我们去看evolution这个词的定义的话，它是不包括方向的。简言之，evolution就是某种可以遗传的改变。即它具有两方面的本质：一是要改变，二是能遗传。

但是，我们看到的生物演化的趋势确实是从简单的变成复杂的呀。这就涉及驱动演化的各种因素。有自然选择、中性选择、不均等交配等。自然选择就是有方向的。之所以演化没有方向，而我们看见的结果有方向，就在于驱动它的“力”是有方向的。因此，有人将演化与自然选择放在一起，称之为进化是没有大问题的。但是“进化”这个中文词严格说来是没有对应的英文词的。有一回我问一个学生“演化”怎么翻译，他说“evolution”；我问他进化怎么翻译，他反应了半天：“good evolution”。哈哈。

总之，evolution这个词的准确译法还是“演化”。当然，你不是不可以用“进化”这个词。但是在使用它的时候，你要明白你所说的进化是什么含义。

Q：是不是可以理解为，演化+自然选择=进化？

A：需要澄清的是，用进化来翻译evolution本身是不确切的。更准确的说法是，自然选择驱动的演化的结果是适应；许多其他的因素也都能驱动生物的演化，比如突变、遗传漂变等。自然选择说的是，只有那些有益于生物生存和繁衍的变异才能够被选择下来，从而使得生物不断适应变化的环境，这是natural selection（自然选择）；但是还有一些随机因素，究竟哪些变异能被遗传给下一代、能被固定下来是由随机因素决定的。还有些变异对生物来说是中性的，不好也不坏，但是没准哪一天环境一变，原本中性的就变成适应环境的了。总之，生物演化是一个很复杂的过程，驱动它的因素有很多，这些因素之间也可以是相互关联的。

Q：演化的一个重要步骤是从非生命进化为生命。您认为非生命与生命之间有什么本质的差别吗？如果有，差别在何处？

A：差别当然是有的。我们可以用很多标准去定义生命：遗传，变异，应激，新陈代谢……但我认为生命还有一项重要的特质：自然选择驱动下的evolution（演化）。这是让整个生命的发展趋势越来越适应环境的源泉。这是我十分看重的生命的特质，也是非生命所不具有的。当然，现在很多计算机程序也能升级，但这都是在人工的控制下完成的。

Q：那么，生物演化理论究竟是如何改变了人们对生命本质的认识呢？

A：这是一个很有意思的问题。我在课里也讲到了，人们对生命的认识经历了一个发展过程；但真正开始对生命的本质有科学的认识，是源自达尔文的生物演化理论所搭建起来的框架。达尔文的生物演化理论奠定了生物学作为一门科学的基础，同时对整个自然科学也有很大的推动作用，推动人们用科学的方法去观察事物、认识问题、做出自己的假设，并用观察与实验证实自己的假设；这套方法本身对自然科学有很大的借鉴意义。另一方面，生物演化理论告诉我们，所有生命都来自一个共同的祖先，这对生命科学的发展也是意义重大的；这意味着我们在解释问题时能有一个共同的基础，很多东西能够说得通了，比如很多生物基因组的解析，原理和方法都来自生物演化理论，另外我们也能通过其他生物来研究人的某些疾病。

Q：谈到“生命”，启蒙运动中有一种对生命的看法：生命与机器没有本质的区别，生命现象与机器运作没有本质差别。您觉得如何批判这种观点呢？

A：生命与机器之间当然有本质的差别。机器人要达到真正与人相近似的程度，还有很长的路要走。机器人或者说人工智能，终究还是人制作出来的，尚不能独立演化。如果有朝一日它能够做到独立演化了，那可能就与人差不多了。但其实还有很长的路要走。要把人的大脑的复杂回路模拟出来从而建立认知，是非常困难的。

Q：您认为动物与植物之间最重要的差别是什么？

A：其实在单细胞阶段，动物与植物挺像的。比如裸藻又叫眼虫，那么它究竟是虫还是藻呢？但是到了多细胞生物的演化阶段，比如种子植物，它在发育的程序上就开始跟动物有很大的区别。动物比如脊椎动物，它的性细胞老早就定好了，即在它们发育的早期，谁是生殖细胞就已决定好了。但植物不一样，今年花开完了明年再开，它处于一个从营养细胞到生殖细胞转变的连续过程。在生物演化的过程中，一开始它们区别不太大，然后慢慢地这两个谱系就分开了，产生了很大的差异。这是一个非常重要的差别。

Q：如何理解高度复杂的遗传过程中的稳定性与突变？通俗地讲，是一个什么样的机制保证了遗传过程大致不出错？

A：在生物演化的历程中，这其实是一个不断改进的过程。大家都知道，DNA是除病毒以外的所有生物的遗传物质。遗传之所以稳定，就是因为DNA以双链的形式存在，在复制时双链分开，分别以一条母链为模板进行复制；细胞在一个变两个的时候，遗传物质会double（加倍）一下，从而保证两个细胞中遗传物质的一致性。而突变就是DNA的碱基序列发生了改变。很多因素能造成DNA突变，但生物也演化出了一套纠错的系统。在细菌这样的原核生物中，世代之间的时间间隔非常短，所以突变的速率就比较快。在细菌的生命系统中，其纠错系统比较简单，因此纠错能力比较差；我们之所以不能滥用抗生素，就是因为细菌突变速率快，大量使用抗生素相当于给细菌施加了很大的选择压力，结果是很快就会把具有抗药性的变异基因给选择出来。举个不太恰当的例子，拿颜色来说，颜色多意味着多样性丰富，若不同的颜色处在一个大的颜色背景之下，如果这个背景一会变红，一会变蓝，一会变黄，那么你越多变，就越有可能适应环境，因为总有一些颜色与多变的背景色相匹配。纠错能力强的话，这样的变异反而会比较少。所有个体若颜色都一致的话，在稳定的环境中可能很好，但环境一改变就麻烦了。随着生物的不断演化，在自然选择的作用下，总体的趋势是生物纠错能力不断增强，进而保持这一物种的identity（同一性），这对多细胞的生物是很重要的。

Q：您如何看待道德、审美等不同于一般生命活动的人类现象？您认为社会达尔文主义是否合理呢？这些东西与生物演化理论关系大吗？

A：没关系。哈哈哈哈！上过我的课的同学都知道，我是非常反对把生物演化理论运用到社会学里的。人是很特殊的一类生物，就像你说的有道德、伦理、法律的约束，而我们的生物演化理论的主要框架是达尔文的自然选择学说。然而，自然选择不会告诉你哪种道德是好的，哪种道德是不好的，生物演化理论不适用于社会学。另外，将其应用于社会学有时是十分危险的。比如德国纳粹对待犹太人的暴行，就是以生物演化理论的“优胜劣汰”等作为理论上的根据的。所以我自己是非常不同意将生物演化理论应用于社会学的，尽管这在学术界是存在争议的。但是，人作为生命世界里的一分子，我们还是受自然选择的作用的，一些影响人类生长和繁殖的突变还是会被“淘汰”的。也就是说，宏观上人类是受自然选择支配的。但是另一方面，在医药科技很发达的今天，很多由基因突变造成的疾病都能被医治，而这些突变基因就能被保留下来，这搁在其他物种中是不可能的！在这种情况下，如果以自然选择为理据放弃医疗不就成了反人类了吗？

Q：假设人有一天拥有了任意进行基因改写与创造的能力，您认为人们应该如果做呢？

A：人还是应该顺应自然。现在人们对自然界之和谐的干预与破坏已经太多了。而科技的进步恰恰应该意味着能够更和谐地与自然相处，而不是进一步干预自然。自然界的运行有其规律，地震、台风、海啸，这些自然灾害是你挡不住的。自然界的力量远比我们想象的强大得多，我们只能去研究其现象、掌握其规律，从而更好地预防灾害，将危害减到最低。

人是一种特别本位主义的生物。历史上曾发生过五次生物大灭绝，基本上都是因为行星撞地球、火山爆发等使得环境急剧变糟。有的人会说，灭绝一些生物有啥关系呢？生物界就是这么走过来的。但现阶段的物种灭绝是反常的，其速度过快。人应该站在自然规律的角度去考虑、去行动，即使会使经济等遭受一定的牺牲也义不容辞。这就不仅是科技的问题了，还涉及国家政策、经济利益等层面。我们只有具备很高的智慧，才能将这些关系处理好。

人生行迹与《燕园草木》

Q：您曾在南京大学生物学系读本科，后又赴美国华盛顿大学攻读博士学位，最终又来到燕园进行教育与科研工作。您觉得不同时期、不同地点的学习状态有什么差别吗？

A：我念本科时的情况与你们完全不一样，我们那时的学习状态应该说与现在学生的学习状态是不一样的。我从小学到中学的十年，正是“文化大革命”的十年，基本上没学到什么东西。我是恢复高考之后第一届大学生，也就是77级本科生。77那一级，可以说是积累了十年的人才。那时我们整个班的年龄差别非常大，但所有人都是如饥似渴地学习，根本不存在什么翘课啊、代签啊、偷工减料的事；大家的学习状态非常好。然而，我们那时学的东西还是相对比较陈旧的，毕竟我们封闭了十年。所以我出国之后，一下子接触到那么多前沿的新鲜知识，触动还是非常大的，我当时就暗自决心要赶紧学好，然后把这些知识带回到祖国。另外，我们那时工作是包分配的，所以面临的工作选择的焦虑也不如你们多。当然，娱乐等诱惑也比你们少很多。总之，我们那时是如痴如醉、心无旁骛地学习。

我到美国之后，发现他们学生的一大特点是很能讲。这与他们的训练是分不开的，他们会学着去present（展示）自己的科研成果、提出独到见解。所以在我开的这门课上我也在努力地培养学生们独立思考、清晰表达的能力。

Q：不管是生命科学学院也好，还是我们北大的其他院系也罢，一个相当普遍的现象就是男教授比女教授多得多。您对此有何看法呢？有没有想过其中的原因与出路？

A：我曾关注过这个问题，还将新中国成立后至今我们学院的教授、副教授、讲师的性别情况做了一个统计。在我父母那一代，男女的比例大致是均等的，这不得不归功于毛泽东时代。“妇女能顶半边天”是当时的口号。但其实仅有口号远远不够，还需要社会各方面的努力。我们父母那一代，单位有非常实惠的托儿所，然后是幼儿园、小学、中学。还有诸如此类的社会支持，这些都使得妇女们真正被解放出来了。不仅是嘴上嚷嚷，背后还有具体的帮助措施，因此妇女真正无后顾之忧地去工作。到我工作的时代又减少了，女性大致有三分之一。现在又慢慢多起来了，但还不到二分之一。这是教授层面的情况。但非常有意思的是，我们看生命科学学院的研究生，绝对是女孩比男孩多。那么，女孩最后都到哪里去了呢？

总之，我觉得要解决这个问题，首要的是社会的支撑要到位。就比如很具体的，幼儿园入园难问题怎么解决？另外，女性本身有自己的特点，比如要怀孕生子。那么制定具体的政策时要考虑到、照顾到女性的特点，有针对性地予以帮助，减轻女性的负担。

另外一方面，女性自己的自觉与主动是非常重要的，这需要我们的教育和熏陶。我们“中国植物生理与分子生物学学会”下面专门设有女性科学家分会，每年会组织至少两次“女科学家校园行”，会到各高校，尤其是中西部地区的高校去，做一些科普、座谈、问答等活动，给女孩子们以鼓励。

Q：谈到您，就不能不谈到《燕园草木》这本深受北大师生乃至校外朋友喜爱的燕园植物导览书。可是许多北大学子或许是因为学业压力过重，或许是因为沉溺于电子娱乐等活动，越来越对这些燕园风物持漠视的态度。您作为这本书的两位主编之一，对我们有何建议呢？

A：其实生物世界是丰富多彩、美不胜收的，就看你有没有眼光去发现。或许是从小养成的习惯，我特别爱观察自然界中的事物，这个习惯一直保留到今天，并与我的专业息息相关。北大校园有得天独厚的自然条件，很好地保留了一部分原始的植被；你在四环边这一大片走一走，能够很好地保持原始植被的就只有北大校园。我们北大学生应该充分利用这些资源，起码不能输给前来参观的外来游客呀！我们平时走路的时候就该多看看身边的这些小草小花小动物呀，不要一天到晚看手机！

这学期课堂上有一件事让我感受蛮深的。一个学生给我发来他拍摄的燕园里一种小鸟的视频，说：“顾老师，以前没上您的课，我们都不会这样东张西望的。”因为我总是用校园里生物的例子来给他们讲授理论。我这样做，其实也是想告诉同学们，平日生活中要多关注自然。我至今记得我在华盛顿大学读博士时一位老师的话：“你知道得多，就会比别人看得多；认识得多，你的快乐就会比别人多。”别人只是觉得这花好看，你还能明白好看背后的生物学意义，再跟别人分享，就把快乐又传递出去了。不是吗？总之，多关注自然，多看看自然中的生物，多获得一些快乐。这又不多花费你什么，不就是少看一下手机、少看几个段子吗？

1 课程名称：生物进化论；受访者所在院系：生命科学学院；访谈时间：2016年12月8日。