位朋友们大家好,我是谭老师,今天很高兴来到这里,负责给大家吹牛B。当然啦,当然啦谭老师带给大家的,都是最具有科学依据的吹牛B段子。
本文主要从生物化学角度以及数学的概率论角度分析生物起源以及人类进化问题,属于目前世界最前沿的科技,谭老师会用很通俗的语言来描述,尽量让更多的朋友能够理解。
今天要带给大家的,是一个非常古老的话题,鸡生蛋-蛋生鸡到底是先有鸡呢还是先有蛋?这个问题看似非常好笑,甚至有些弱智,但要真正的回答这个问题,以目前的人类科技水平来讲,还是远远不够的。
相信你看完这篇文章后,会对这个世界有一个全(san)新(guan)认(jin)识(hui)。
好啦,废话少说言归正传。首先我们来看先有鸡还是先有蛋这个问题的标准答案,鸡和蛋是相互产生的,它们通过数以百万年的进化,最终到达了今天这个样子。那百万年前是什么呢?按照教科书的说法,是地球上本来没有细胞,有一天~~忽~~的一下就变出了个细胞,然后这个细胞不断的繁衍和进化...
这个结论听起来很正确,毕竟人家是被写进教科书里的嘛。咱们先不讨论这种观点的对与错,让我们来看看另外一个观点--上帝造人说,哇塞!这个听起来好扯淡呀(深有同感),当然你不信上帝的话可以把他老人家想象成外星人也没有关系。很不幸的是,如果让全世界最顶尖的生化科学家来投票的话,估计有一多半,甚至是九成的人会支持后者。这是什么鬼?难道我活在了错误的时空?!
要解释这一切,我们要先从奉为圣典的达尔文进化论开始讲起。
达尔文进化论的核心思想是,优胜劣汰,但从严格的科学角度来讲,达尔文进化论,并没有很多实际的例子去支持他的理论。
举例来说,人类的眼睛,按照达尔文的说法是,眼睛由低级的感光器官慢慢的变化为高级的感光器官,因为进化的前提是保留微小的有利变化,逐代积累。听起来很正确哦。
然而现实是残酷滴,现代研究证实,像眼睛这类复杂的人体器官,它不可能通过长期的渐变累加而形成。眼睛必须在近乎完好无损的情况下才能发挥它的作用,缺少任何一种条件,甚至所有条件不能同时协调工作,眼睛也不可能发挥作用。比如说,变位紫红质因一种被称为激酶的蛋白而产生化学反应,视觉紫红质经过化学变化以后,又与一种阻导蛋白相连以防止视紫红质产生更多的传导蛋白。在这个过程中,任何一种变化都是以后变化的原因,也是以前变化的结果,缺少其中一项,我们的眼睛就什么也看不到了。因此,如果说眼睛是进化而来的,那么应该先进化哪一项呢?实际上先进化哪一项都不行,只有同时进化眼睛才会有视觉。
从低级向高级进化为什么不对呢?因为低级的和高级的虽然都能感光,但他们的工作原理和结构完全不同。这就好像一台金杯汽车,要让它进化成奥迪,虽然都是汽车,都能跑,但里面的部件结构差异还是很大的,不可能通过一个零件一个零件的替换变成奥迪。
篇幅原因,过多的例子就不举了,后面文章谭老师会给大家呈现更多从围观角度呈现的进化论根本无法解释的例子。进化论还有一个就是过不了数学计算这一关,即物种进化概率问题,这些限于本次篇幅,在后续的文章中讨论。
现在我们就要说一下与本文关系最大的物种起源问题。我们在教科书上学到的观点是,早年的地球充满了各种各样的氨基酸,而氨基酸是构成蛋白质的最基本的组成部分,这些氨基酸,在闪电,热力的作用下,相互碰撞,相互结合,在一定的概率下,形成了蛋白质,而氨基酸海洋,里面的泡泡,在一定的概率下,形成了万众瞩目的第一个原始细胞,确切的来讲是形成了第一个具有自我复制能力的细胞,好啦,故事说到这里该达尔文同志上场喽。按照达尔文同志的进化论,最终形成了今天的大千世界。哈哈,好完美!
这个理论仅仅是貌似完美而已,没有任何的科学依据,所谓的科学依据就类似法庭的呈堂证供一样,要求的是人证、物证,很可惜,至今为止木有啊木有,真的木有。这里得出一个结论,达尔文同志肯定是比谭老师更能吹牛B的。
那么第一个细胞是怎么出现的呢?很遗憾到目前为止,即使用世界上最先进的科技和技术分析手段也无法找到第一个细胞形成的方法和证据,而要想解开这个谜题,似乎蛋白质是一个非常关键的部分,蛋白质是形成细胞功能的最基本结构,如果把细胞比作一部汽车的话,那么蛋白质就是这些汽车上的零件(这个不是瞎比喻,真的是零件),下面我们就来讲一讲蛋白质。
讲到这里,很多人又要说啦,蛋白质,那不是很普通的东西嘛,这还用谭老师讲?通常我们都认为蛋白质分子和水分子没什么区别,只是更大一些,其实蛋白质的复杂程度要远远超出我们的想象,拿水分子来说,只要向瓶子里塞入一堆的氢原子和氧原子,在一定的温度下让他们自由碰撞,结果就变成了H2O水分子。我们把这个过程叫做“热力学”过程。然而蛋白质的形成就没这么简单,需要大致三个步骤,为了方便大家理解,谭老师拿我们小时候常玩的魔棍(没听说过魔棍的请淘宝,九块九包邮)作为例子:
第一个步骤是合成,即通过RNA链条对应产生氨基酸拼装序列,变成一条长长的肽链,这个过程类似于厂家生产魔棍,一节一节的拼装好。
第二个步骤是折叠,一条或者多条肽链,通过特定的折叠方式形成具有特殊样子的蛋白质,这个过程类似于下图中魔棍的玩耍过程。
魔棍可以弯成各种形状,蛋白质很类似,但是要复杂太多太多
第三个步骤是靶向输送:蛋白质生成后,就像一个汽车零件,如果不能正确的装配在汽车的特定位置,那这个部件是毫无用处的,如果刹车片装错位置的话,呵呵,下一秒你就是空中飞人。靶向输送过程有点类似于我们的互联网,每个蛋白质和目标位置都有一个唯一的IP地址,具体在后续的文章中再说明吧。
所以蛋白质远远不只是我们所理解的巨大分子这么简单,其生产过程完全是高度智能化的产物,同时蛋白质的运作也属于“动力学”范畴。这里要强调一下什么是动力学,动力学是相对于前面提到的热力学的一个概念,简单来讲,热力学就是一堆原子乱跑乱碰,动力学就类似于工厂里面的机械臂,按照精准的动力工作。所以说蛋白质是一个彻彻底底的纳米级机器人。严格来讲叫做发条机器。就像我们小时候常玩的发条汽车一样,只是蛋白质不靠发条提供动力,靠的是ATP提供动力。
说了这么多,大家肯定会认为谭老师吹牛了,难道我们的身体里,不对!是每个细胞里面有万亿个发条机器人?!好吧,谭老师继续举例,立志将毁三观的工作进行到底。
话不多说,上图!
小人抓住一个巨大的蛋白质球,用两只短小的腿和一双大脚,在粗大的缆绳上行走
图中是一个典型的动力蛋白样子的模拟图(和实际大小比例基本一致)
他的大小大概只有20纳米那么大,大概多大呢?图中这个小人行走的轨道是细胞内一条非常非常细的细丝,在一个细胞内有千万条这样的细丝,通往细胞各处,这个小人就在这个细丝上行走,来回运送那些没有长腿的蛋白质到目标位置。这个小人有两条腿!两条腿!两条腿!不是一条也不是三条,和人类一样,一步一步向前走,每走一步消耗一个ATP,这比我们玩的发条狗要复杂很多了,因为它还要抓取和释放蛋白质、响应高层指令、抓住脚下的缆绳等。当然还有更多我们人类没有搞清楚的功能。
篇幅原因,蛋白质就先讲到这里吧,要深入讲的话还有很多内容。
现在来讲讲细胞,为最终毁三观做准备。
大家知道,细胞是组成万物生灵的最基本单位,可以说没有细胞就没有生命。进化论的基石也是建立在地球上有第一个细胞开始。教科书上的观点认为细胞就是大自然靠随机产生的。说的专业点就是前面我讲过的热力学概念。谭老师说事一般喜欢把结论放在前面说,好吧,先说结论,通过热力学的方式将一堆的氨基酸分子合成蛋白质再继而组成一个细胞的概率是多大呢?举个例子吧,你遇到了场龙卷风,把地上的土都刮起来飞向空中,一会风停了,这些物质在空中随机组合,掉落到地面上组合成了一辆汽车,然后你惊奇的发现,这车还是法拉利牌子的(我真的没做汽车广告)。即使这样的概率都比形成一个细胞的概率要大很多很多很多...即使给地球万亿年的时间,也不可能有这样的事发生。
好了,结论说完了,现在说原理。为什概率这么低呢?热力学形成一种东西的概率和这种东西的复杂程度有关,就像前面举的例子,水分子只有三个原子,很简单,所以很方便的可以通过热力学的方式生成。而细胞,为什么早年的科学家会认为可以通过热力学合成呢?是因为那个年代人类的观测手段太弱,看上去细胞就是个包裹着细胞核的泡泡而已,这么简单的东西当然有可能自然碰撞出来喽。那现在谭老师来给大家展现一下当今科技对细胞的认知。
首先要说的是,一个细胞的复杂程度远远超过人类目前所能生产的任何机器设备。为什么这么说呢?很简单,细胞可以自我复制,自我修复。单就这一点,人类就无法做到,你见过人类的工厂全自动生产没一个人吗?起码要用电、货物要搬运、设备要维护吧。如果不依赖外界,不用说工厂自我修复自我复制了,连正常生产产品都难。法拉利汽车够高级吧?(为什么又是法拉利?)如果引擎盖被人砸了,他能自我修复吗?还不是要去修车厂找师傅去做钣金。
扯的有点远了,还是说细胞结构吧。篇幅原因,说几个主要的吧,细胞核,DNA啥的上个世纪就发现了,也写在教科书里了,就不说了。说说线粒体吧,线粒体是啥玩意,很多人可能都不知道,感觉细胞嘛,有个核就行了,其它东西就像我家汽车上的音响,要不要、好不好,只要不影响我家汽车跑路就行。然而事实是,类似于线粒体的东西如高尔基体等等在细胞内都起到不可替代的作用,少一样这个细胞都会死亡。线粒体就相当于汽车的发动机,严格来讲叫做发电机,因为人类汽车还没这么高级,只有发动机,像航空母舰上就有发电机,然后推动电动机带动螺旋桨,这是比较先进的二级推进系统。线粒体在细胞内负责将高能电子转化为低能电子并获得能量,利用这个能量最终产生出游离的ATP,这个ATP在前面讲过了,就是驱动“小人”两条腿的东东。
目前人类对线粒体的研究还算可以啦,个人感觉有70%的东西都搞懂了。下面说说线粒体是怎么发电的。线粒体是一个发电厂,为什么要用发电厂这个词呢?因为它和人类的发电厂实在是太类似了,也有高压区、低压区、涡轮、转子、定子、高压管道等等。完全就是一个彻彻底底的纳米级现代化工厂,生产ATP的过程基本都是依靠动力学完成,而绝非热力学原理(热力学只占一小部分)。
左边4个分别是I,II,III,IV型蛋白,最右边红色的就是ATP合成酶,他们贯穿线粒体膜表面,具有高度复杂的空间结构
线粒体简单来讲由3大部分组成,这个是谭老师的总结,网上没有,不用去查了。
第一大部分是泵站,主要由4大类型的蛋白构成,负责将糖等含有高能态的氢原子释放出来,泵入内部空间(图中的黄点)。
第二大部分是蓄能池,也就是线粒体的内部空间,类似于人类的蓄水库,当泵把水泵入水库时,水库里的水就具有了较高的势能,在线粒体内部就是有较高浓度的离子(图中的下半部区域)。
第三部分是发电机,名字叫做ATP合成酶,这个发电机穿透线粒体表面,中间有个涵道,涵道里有个涡轮。
ATP合成酶的示意图,包含了定子转子涵道等
由于线粒体内外部有压力差,膜上面有个孔,于是内部粒子喷涌而出,带动涡轮高速旋转,这和我们人类的水力发电是一个道理,这个涡轮的旋转速度大概是100转每秒,逆时针旋转。最终通过涡轮的旋转产生的动能来合成ATP。这是目前人类已知的最小的马达,直径在9纳米左右。
这些零件都具有高度复杂的空间结构,这就类似于轮船上的螺旋桨,必须具有特定精确的样子,如果样子不对,是不可能推进轮船向前走的。你觉得大自然是否能通过铁原子随机碰撞产生一个螺旋桨出来吗?单就线粒体来讲,组成它的部件就有几百种(人类已知的,还有更多没发现的),少一种这个线粒体就是废物,更不要提什么种群优势和进化了。那么大自然同时合成100种高科技零部件的概率是多少呢?我想,宇宙毁灭N多次也不会产生出来吧。
以上这些问题还有很多很多,这些都是用进化论和自然创造论无法解释的。谭老师是程序员出身,所以更倾向于“设计”说。
什么是设计说呢?就是我们都是被设计出来的,而不是自然创造或者进化过来的。某种造物者把所有经过精心设计的代码写入DNA里面,采用不同于我们的2进制代码,人家使用的是4进制代码。举个例子来说吧,人类的基因数量是30亿个,换算成大家能理解的话来讲就是3G这么大。那么一个能自我复制的细胞,最少需要多少数据呢?答案是1M。换算成我们人类计算机的存储是256k字节,这相当于一部25万字的书,而且里面的内容不能错一个字,错了细胞就死了,因为这已经是被精巧设计到极限的数据。很明显,大自然是不可能完成这本书的编写工作,这一定是被某位“程序员”设计编码出来的。因为随机产生这本书的概率是256的256k次方分之一。
那么我们宇宙随机合成的能力是多少呢?大概相当于原子总数乘以宇宙总秒数再乘以每秒能进行多少次组合,宇宙原子总数为10^80,宇宙年龄110亿年,每个原子每秒会产生1万次碰撞,这已经是很宽裕的算法了,结果大概是10的102次方,离生成最简单DNA的概率要差25万个数量级,也就是说如果有10的25万次方个我们同样的宇宙,会产生一个最原始的DNA!
估计支持自然创造说的前辈们都是主学生物或者哲学的,他们数学肯定不及格。最终才一拍脑袋得出了自然产生的结论。
当然了,进化论的支持者很多,但谭老师认为不排除人为故意放大的因素,比如进化论最重要的说法就是优胜劣汰,然后被一些别有用心的人嫁接为:为了人类的进步,作为劣势群体就该死!于是产生了二战犹太人被种族屠杀的悲剧。从这个角度来看,达尔文同志也是害人不浅。
说到这里,再回到我们的主题,我们是神创造的吗?这个嘛,谭老师抱着对科学严谨认真负责的态度告诉大家:我不知道!谭老师只负责把一些事实告诉大家,剩下的大家自己去分析判断。
好了,就讲到这里吧,相信大家被毁三观了吧?当然也欢迎不接受以上观点的朋友板砖飞来。本人接砖就是了。
谭老师在后续的文章中会慢慢放出人工智能、生物、哲学、物理、企业管理等方面的知识,够胆量的话可以给大家讲讲历史。
最后祝大家多多学习,身体健康!