CH13 Physics vs Biology
核心区别:自然选择
物理学和生物学的核心区别在于,前者没有自然选择,后者有自然选择。
虽然星系、岩石也会演化,但是却没有某种结构的自我复制。虽然许多行星的元素组成差不多、岩石中的许多晶体也具有基本一致的结构,但是却不像生物中一样,有完全一模一样的复制。
这些复制就是自然选择的结果。
自然选择的结果不一定遵守奥卡姆剃刀原则
奥卡姆剃刀原则(两个模型差不多时,选更简单的那个模型)在物理中很有用,但在生物中很可能有害,因为我们不知道生命在几十亿年前遇到了什么样的环境压力,简单、优美的生物不一定会存活下来,只有更适合环境的生物才能存活下来。很多人都觉得DNA双螺旋很美,但是别忘了DNA出现在进化的早期,那时候自然界还很简单。
物理转生物学家很容易筑造一个过于整洁、干净、简单、普适的模型,不出意外,这样的模型很少和实验数据吻合。
生物学家必须牢记他们的研究对象是演化出来的,而不是设计出来的。前者复杂、不普适,后者简单、普适。遗传密码表就是演化出来的,而不是涉及设计出来的。谁会设计一个这么白痴、复杂的密码表?
然而,自然选择、演化对于具体的生物研究几乎没有指导作用。因为仅仅搞清楚现在发生了什么都异常困难,想搞清楚演化的过程更是难上加难。而且,自然选择的结果,也会存在历史偶然因素。
实验必有错误
实验有很多,其中一些肯定是错误的。对于理论工作者,要想建立一个好的模型,必须深入思考许多不同类型的实验。
蛋白质折叠
思考一下蛋白质折叠的过程,这在计算机上需要强大的计算资源,但是大自然毫不费力地进行这样的计算,无比精准。蛋白质最后的结构是引力和斥力的微妙平衡,对其中每一个原子都必须精确计算。这个机制可能是几亿年的自然选择选择出来的。
(真希望克里克活到AlphaFold诞生的那一天)
(AlphaFold及其所用的深度强化学习是如此的强大,以至于人们似乎都忘了计算蛋白质折叠曾经是多么地困难、遥不可及)