DEF论坛 | 尹烨:基因即因,未来已来
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湖畔导读
2020年,新冠病毒肆虐全球,生命与未来再次成为全人类共同面对的议题。
作为生命科学圈的“名嘴”,华大基因CEO尹烨不仅致力生命科学研究、产业的拓展,还为大众讲述听得懂的生命科学。
“湖畔问教”与您分享尹烨在“首届东钱湖教育论坛”的精彩演讲全文《基因即因,未来已来》,从生命科学的角度探讨未来教育。
01
生命科学的科普,有什么用?
今天我要给大家分享的是跟基因相关的事情——《基因即因,未来已来》。
我觉得再不去学生命科学就晚了,现在可以测试一下大家的生物学素质。第一个问题,我们跟苍蝇有多少基因是一样的?是39%。在华大,不能随便打苍蝇,打苍蝇就是“欺师灭祖”,大概2亿多年前,我们跟苍蝇有共同的祖先。
再比如,今天中国的人均预期寿命已经超过了76岁,但是1949年建国的时候人均预期寿命还不到39岁。以前说“人生七十古来稀”,但现在,70岁离世我们觉得是“夭折”了。当一个民族的“疾病谱”转变为慢性病,就证明这个民族的平均预期寿命超过了70岁。非洲人的平均寿命是50多岁,最大的死因还是传/感染病,由此可见,我们会解决很多的旧问题,也会带来很多新问题。
比如新冠病毒和一个人的细胞,它俩大小差多少倍呢?超过一千万倍。所以大家可以想象,一个人类的细胞到底能养多少病毒!因此这个病毒其实还是很强大的。
再比如说,人一辈子心脏跳多少次?如果以活到80岁来算的话,是30亿次。那为什么人类还得心脏病呢?因为你不按说明书操作太久了。本来这些机器都准备了100到120岁的寿命,你天天不养护还去折腾它,抽烟、喝酒、赌博、参加封建迷信活动,这些问题确实需要通过对生命问题的科普和教育去解决。
02
为什么说我们现在处于生命时代?
既然讲到新冠病毒,我给大家分享一下华大基因在疫情期间做的事情。华大基因援助了190个国家,在全球30多个国家帮助他们建立实验室,在青岛四天完成了100多万份样本的检测。这是中国的创新,中国创造了一个人类公共卫生史上的奇迹。当时既没有疫苗,也没有药物,我们能做什么就先做什么,居然把十几亿人口国家的传染疾病控制住了。
我们处于历史的什么位置?我们经历了农业时代、工业时代、信息时代,现在到了生命时代。农业时代解决人和粮食,工业时代解决人和原子,信息时代解决人和比特,今天解决我们和基因的关系。
说的再简单一点,就两个时代:非生命时代和生命时代。在生命时代有什么不一样?生命时代将融合物理世界、信息世界和生命世界。
工业时代或者非生命时代带来的最大问题是过剩,比如手机越做越好,人们就开始犹豫要不要再换一部手机,因为不管是什么牌子的手机,它们推出新手机的速度太快。生命时代的本身没有过剩,比如人们不会说我活得太长,活得太健康。
这一定不来自于多巴胺的刺激,一定来自于内啡肽的奖励,这种感知促使我们可以不断演化成人,这是一个原始化的动力。我不是担心大家没有看到这个现象,我只是担心你看到了不去做,没有抓到本质,换言之,生命时代,中国不能错过。
03
生命教育为何需要形而下的钻研?
李约瑟之问——中国为什么没有发展出近代科学?
中国古代的科技遥遥领先,比如北宋四大发明。后来为什么一直错过呢?如果仔细分析,有两个原因:
第一、中国的科举制度让大家只想当官,官本位的思想,包括清朝洋人至上的思想到今天我们仍然还没有完全解除。
第二、中国儒家只注重道德,而不注重定量管理。比如“天大旱、死若干、糖少许、盐适量”,用数学的语言怎么阐述呢?这是很复杂的问题,所以我们特别善于形而上。
中国从来不缺形而上的教育,我最喜欢的《横渠语录》说“为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平”。这样的话有一句就足够了,但是形而下的钻研的确做得不够。
什么是形而下的钻研?《大学》里写得很清楚——“格物”。什么是格物?去研究一个物质,研究物体的本质到底是什么。
比如,我拿手机举例,“格物”的第一个阶段拿到一部手机——这个手机居然能折叠很酷;第二个阶段8寸大屏,四千万像素,四个摄像头,某相机品牌认证;第三个阶段CPU的性能;到第四个阶段,看到手机,先反映这里面的技术饱含着十个诺贝尔奖。像今天的演讲嘉宾迈克尔·莱维特,是2013年的诺贝尔化学奖获得者,多模态的模型对复杂化学体系的建立,这个对生命科学的启示很多。
回到生命科学本身,举个例子,比如茭白。
“格物”的第一个阶段,我们知道茭白是可以炒肉的茭白;
第二个阶段,知道它和大米有关系,是古代的六谷之一;
第三个阶段,明白它和大米是亲戚,从植物分类学上划分到它跟大米、竹子、小麦、小米这些属于一家人,在生物学上称之为同一科;
到第四个阶段,你要知道茭白的基因组大约590MB,大约有30条染色体,从米变成菜,有可能是某一株在北宋期间被真菌感染了,造成茎部的膨胀,后来它就安心做了菜。
这是生命科学的“格物”。这背后有特别多的认知,本质上是要求我们对那些看起来似乎平常的事情产生一些重新的连接,也就势必要求非常审慎地理解在这个大厅内发生的一些现象。
比如你知道5万年前我们也许是一家吗?今天说起来是教育大会,实际上是一个寻亲大会,在座的各位不要有芥蒂,请互相拥抱一下,因为我们和猩猩的基因相似度达到90%,我们和其他人的差别只有0.5%,我们当然是亲戚。所以生命是非常神奇的。
比如,大家知道最早使用量子技术的是叶绿体,光合作用抓的是光量子;世界上最小的3D打印工厂是核糖体,我们体内所有的蛋白质都在那里做出来的。最小的共享单车,是机动蛋白,体内每个细胞,每一秒钟都有上百万个分子在为我们工作,它们使用通用货币ATP(腺嘌呤核苷三磷酸),如果不提供ATP,马上停止工作了,这就是共享单车模式。最高效的大数据存储设备不是石墨稀,是我们的DNA,一个细胞只有6个皮克(pg)的DNA,能存储的数据量是6个GB,换言之1公斤的DNA可以存储455个EB,很多人不知道什么是EB,1个EB就是104,8576 个TB。理论上讲,到今天为止所有人类的文明只要用7公斤的DNA可以完全进行压缩。
所以说自然是最伟大的老师,学生命科学到最后都是“敬畏”,觉得谁都应该是我的老师,而不是人类妄自尊大,这次新冠病毒给我们上了很好的一课。
04
生命科学
是保持对万事万物的一种理性的觉知
大家看,这张图是两个屎壳郎推一个木星,即使是最小的昆虫也比恒星复杂得多,因为恒星符合牛顿定理,可以被预测。但是生命科学真的是超高模态、超高维度的多元回归,充满了不确定的原理,所以这就是生命科学,自然有其复杂性。
生命科学之所以复杂,还有其本质上大量的主观元素。
比如我们几乎不能用今天的数学语言描述,因为所有的都可以对照自身形成不正确的经验。有的人抽烟一辈子了,说我怎么没有得肺癌?我一般这么劝,如果您不抽这么多烟可以活得更好。
安慰剂的效应确实存在,这个地球上,有三分一的人吃药会好,有三分之一的人吃药不会好,也有三分之一的人不吃药也会好。邪教为什么能存在?因为确实有一部分就是落在那个范围内,人体本身就可以制造出很多能治愈自己的药物,因为冥想确实可以改变基因的表达,我呼唤大家应该坚持正面修行,不管是宗教还是任何想去行善的行为,从行善的角度上讲,这个地球上所有的文化和宗教在形而上都应该是统一的。
很多物理学的大师晚年都转投宗教的怀抱,因为学不懂了,再聪明的人研究了一辈子,非但没有解决任何问题,反而发现了很多新问题。做生命科学到最后我是投降的,我们只能解决非常小的那一部分,但是我们势必要去相信在这个地球上有规律至上。
爱因斯坦真的信了上帝吗?是的,但是他对上帝的定义不一样,他说:“我信仰的上帝是那个在事物上有秩序地和谐显示出来的上帝,而不是信仰那个同人类的命运和行为有牵累的上帝。”他信的是宗教性,他认为的上帝是规律,而不是今天求佛给佛五块钱,心里想着保我五百万,佛又不是开赌场的。这就是我们所说的“所有的大师信仰的是规律,而不是神祗”。不要看见一个佛像大家就去拜,最重要的是思考当年释迦牟尼为什么创建佛教?学佛要比拜佛、求佛、礼佛更加重要,所谓“见贤思齐”就是这个意思。
那么高级迷信是什么?高级的迷信是唯科学论。科学是可以被检验的,是否定之否定的过程,几乎都有条件。单纯地相信当下的科学就是无神论在造神,把科技无穷化。一个科学家研究得特别精和专,我们叫他们为博士,其实本科生的视野要比博士生宽广很多,幼儿园最博,因为幼儿园什么都学,博士不如改名叫专士,向穿山甲一样,像隧道机一样,在极深的领域往前探索。
我在博士的时候研究很窄的东西,这个科学的范式可能在某一天也需要转变,但是我要告诉大家的是如果今天的科学都对,我们就没有今天,我们一定要相信今天的科学是有适应条件的。所以乔布斯走之前留下两句话:求知若饥,虚心若愚。保持对万事万物的一种理性的觉知,把自己处理成一种感受态,这才是生命科学。不仅仅是人类,而是万事万物对教育最理想的态度。
汉堡美术学院院长马丁·科特林说:“艺术可以被学习,但不能被教授。”似乎艺术也没有什么对错。我们说体育、美育,最根本的是给每一个现实的人创造多元化的成功标准,而不是谁有钱,谁当官就是唯一的标准。这个意义来讲既然是一个没有标准的东西,就只能靠大家自己悟了。生命科学也是这个样子,生命可以被学习,但是无法灌输,一千个人眼中有一千个哈姆雷特,一千个人眼中会有不一样的生命观,都OK,只要是正向的。
05
生命时代
必须让生命科技在孩子中流行起来
大家看这张图片,也许还能记得,这是阿姆斯特朗登月的一小步,但是我想告诉大家,其实对生命来讲,这一步真的不算什么,有些生物早在几亿年前就做出了比这个事情还伟大的事情。这条鱼叫提塔利克鱼,这条鱼放弃了海洋,用鳍爬到了陆地上,脱离了海洋的枷锁,它收获了陆地和整个天空。如果没有这条鱼我们今天能登上月球吗?
所以我们之所以沉醉于人类的伟大贡献,是因为你对史前史了解得很少,对生物演化史了解得不够,这只鱼表现出来的勇气也许是不自觉的,但是很多时候也是环境所迫。如果不是有新冠病毒,我们还不知道什么叫核酸检测,这是很有意思的事情,也是生命演化和教育的真谛。
人类说“进步”,是因为下一代不完全听上一代的话,否则我们怎么有革命和各种各样的颠覆?DNA也具有这样的本质,基因神奇的地方是稍微犯错的能力,我还是中国人,有着我党的初心和使命,但是用现代的科技能够进一步在这个问题上向前拓展一点点边界。如果每个人都拓展一点点的边界,可能我们会拥有很美丽的未来。
DNA要维持,这是DNA的遗传确定性,但是要有产生稍微犯错的能力,我们叫做“变异”,这个变异恰恰是生命演化的动力,也是教育不断迭代的动力。
所以每一年我坚持要从幼儿园到高中给大家讲课,派博士、院士、“圣斗士”,大家不停地讲,跟孩子们一起交流,我们相信要决胜这个生命时代,必须让生命科技在孩子中流行起来。
今天孩子的人均预期寿命会超过100岁,他们可能还要活90多年,这90多年如果还是用以前的方法,去死记硬背,是没有意义的。换言之,教育本身既赋能他人,也赋能自己,大师必兴趣于孩童,这就是我为什么一直坚持开放小学和幼儿园的科普教育。
认知生命科学重点是认知什么呢?探索自然的宏伟,从而感受到人类的卑微。别老当自己是万物之主,我们要了解众生的平等。现在是重阳节前夕,大家开始天天吃大闸蟹了,你有想过大闸蟹的妈妈怎么想吗?
我们感叹新冠病毒杀死这么多人,我们也要想我们对其它的物种也不是那么公平,这样我们就会产生悲天悯人的共情。我们可以长命百岁,但是不希望大家长生不老。一代人有一代人的担当,一代人有一代人的使命。天上的星空和我们都是原子构成的,心中的道德又在其中赋予我们人性,由此我看到,我作为一个人非常幸福,我们用中国传统文化来形容,“有二事焉,恒然于心;敬之畏之,日省日甚。”
生命如果是一种代码,我相信人类的代码中有爱,教育的本质就是将这份爱永续传递。
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