序

前几年，我在阅读MIT TEchnology Review的时候，我发现生物技术总是占了书中很大的一部分章节，而其中提到的白血病可以使用的自体T细胞基因疗法，人类如何干预未出生宝宝的基因，通过CRISPR/Cas9方式来做定向的基因剪辑造就很多有特殊抗灾害能力的粮食作物，直肠癌的潜伏时间长达20年直到各种环境齐备后短时间癌细胞迅猛增殖。看完后，总是似懂非懂。

再后来，在我看到MIT TEchnology Review关于世界创新企业排名列表中基因类的企业占据了榜单的四分之一的时候，我开始对基因技术与科学产生的浓厚的兴趣，恰逢美国的23&Me公司99美元的基因检测套装在美国很火，我也想着自己是否可以做点啥，至少可以在23&Me的基础上做些拓展和本地化的事情。

似懂非懂

想象总是美好的，要是真要下功夫去干，总得有个切入点，我当时想的是，自己的编程能力还过得去，要不找个生物界的人合作，我就打个下手。结果是，搞生物的团队，其实不缺乏会编程的，至于他们写的程序与我们搞软工的人相比会是怎样，我就不得而知了；招募编程人员的团队，总是希望做商业模式的创新，而不把精力放入基因科学的研究与拓展。无论是前者还是后者，我们都不是一路的，我只好盼望着自己找人组个团队。

恰好我有一个同学读的就是生物工程，有一次，我找了她咨询一下意见，她说对于每个人来说，过了一段时间基因的序列就会发生变化，而且很多基因片段是没有意义的，现在对基因与性状之间的研究还很模糊，很多事情难以定义，如果简单的做这么一个事情，就和科学算命是一样的。她还继续补充到，现在的基因测序，是得培养好多细胞，然后把他们打散，分离，然后对一个一个片段进行测序，最后再组装出来。听到这里，我更是迷糊了，越发觉得这个领域我有太多的不懂了。

天火

我想看这本《基因传》很久了，因为比尔盖茨对这本书的评价很高，说

这位专业的肿瘤研究专家，不但有专业的知识，而且还有妙笔生花的写作功底，上一部书《癌症传》让其当之无愧的获得了普利策奖，书中巧妙的把各种隐喻与科学知识对应起来，穿插了自己家族的遗传病史也会让人莫名的感动，对于这样一位认真负责且能让公众客观的了解基因的人，是非常难得的。

于是比尔盖茨，把他请到身边，录制了一段3分11秒的视频，我在优酷上也找到了，大家也可以看看。
http://v.youku.com/v_show/id_XMzMyODg4MTM2OA==.html

可是本书的翻译并不如《癌症传》那样有文采与意蕴，虽然译者做了很多的努力，但是要传神的表达成中文，并不是这么一件容易的事情，再次对傅雷、王道乾这些翻译大师们致敬。

命题

关于题目，我想了很多，后来用的天火，我希望能让大家想到普罗米修斯，想到那位偷天火的大神，也想到那部同名电影（《异形前传》），科学是没有道德可言的，如同天火，给人类带来光明也给人类带来了痛苦。可从有天火的那一刻起，人类脱离了蛮荒，从人类开始认识基因的那一天起，我们开启了自身的认知之旅。

正如盖茨所言，人类对基因的探索，无异于一块芯片对自己结构与机制的探索，这是一个揭示生命的终极秘密的尝试，依然要回答，我是谁，从哪来，到哪去？的科学哲学问题。

灯塔

这是一部恢弘的科普巨作，因为成书于2015，所以他所传递的除了过去历史，更重要是当下取得的成就以及对未来的一些看法，正如作者说，他更看重的是当下与未来，所以书中有一半以上的内容都是关于未来的。有朋友在看完《不问西东》后，感叹现在是一个不需要大师的年代，而我是完全不认同的，大师是一座灯塔，指引着同行前进的方向，而能把知识用最简单的方式传递给普罗大众，这是大师才能完成的任务。

蓬勃与式微

最近杭州先后成立了两所私立大学，一所是西湖大学（筹建），一所是湖畔大学，前者的出资人有王健林、马化腾，后者的出资人是马云，前者聚集了施一公、潘伟健，后者有马云、冯仑、史玉柱，前者重理，后者崇文。杭州这个后起之秀，或许将见证新时代下国内世界知名私立学府的崛起，为杭州源源不断的提供高端的文理科人才，如梅贻琦先生说

所谓大学者，非谓有大楼之谓也，有大师之谓也

或许大广东大势已去，虽然南方科大继承了粤人敢为人先的壮志，然红棉树下粤人安于现状，书香气氛不浓，怕是难以与西大抗衡。科学技术的发展，绝非一人一实验室能完成的，必先有土壤与科学精神，学科间不断的促进与发展，才能壮大，才能形成自己的体系，别无他法。

科普书给谁看？

这是一个好问题。到底，科普类的书是给小孩看的，还是给大人看的？我有一个误区，或许很多人都有这样的误区，科普书是给小孩看的。决然不是！

近年来我看了好些科普类的书籍，而基本都是比尔盖茨推荐的，这位大师况且喜爱科普书籍，何况做不了大师的我们？

有一次，我与朋友吃饭，我们是高中同学，一起参加的高考，我们都对当年报高考志愿时候的迷糊表示懊悔，虽然我们都顺利考上了我们自己喜欢的学校，也读上自己喜欢的专业，然而在很多的朋友选专业的时候，老师给的指导与实际上是不相符的。毕竟作为高中老师，他对大学的专业也是迷糊的，而且对每个专业的前景也是拍脑袋的，所以大家都朝着热门专业去报考，碰巧走对了风口的时候，大家就很顺利，钱途看涨。

从另外一个角度来说，即便是理科的老师，或许他们也不关注这个学科的发展，对其而言教书只是一个工作，自己专业的前景与未来，或许是他们并不感兴趣的东西。我可以说，我读物理的人，要不是研究生的时候接触了混沌系统，我对物理的最新发展或者主流发展也是一窍不通，我对生物科技的认识或许也只停留在高中会考水平，这十多年的变化，我也是不知道。

我们说活到老学到老，到底要学什么？大家是不知道的，应该说，大家是没想过的，那只是嘴上说说而已。为什么养生行业骗子这么多，上当的除了老人以外还有很多青年人，简单的很，根本就是一张白纸，人家说什么就是什么了，根本没有判断的能力。

看科普书，也是一种世界观的体现，很多人愿意看电视机，看尔虞我诈的商战，看满是冲突的情感剧，而不愿意接触真正的知识，也就注定了自己对世界的认知不断的脱节。

然而，许多不太了解这些科学技术的新闻报道者，通常会出于自己的人文情怀，去做一些夸张或者骇人听闻报道，这种有失公允的报道，除了吸引眼球与煽动不明真相群众的情绪以外，很多时候会重创科研工作的环境。

醍醐灌顶

看完这本书，相当于恶补了我在遗传学与生物学上遗漏的知识体系，我虽然不懂做实验，不懂如何切割基因，更不懂如何解读基因与癌症的关系，但是我有一些基本的认识，让我理解这些事情，理解这些事情的模式。起码，通过这本书，打通了我对这个领域的很多疑问，很多时候，我能借助书中的比喻与描述去转述我的认知。

大音希声，大象无形，大道至简，大智若愚。

原子、字节以及基因的概念问世后，人们对他们格子相关的领域从科学性与技术性上都有了新的认识。如果不从原子层面探寻物质的类型，那么人们将无从解释物质的这些现象。为什么金子会发光，为什么氢气会燃烧。如果不了解数字信息的组成结构，那么人们亦无法理解计算机运算的复杂性。算法的本质是神吗，数据保存与破坏的机理是什么。同理，人们只有在充分理解基因概念的基础上，才可能领悟有机体与细胞的生物学特性与演化规律，并且对人类病理、行为、性格、疾病、种族、身份或命运做出判断。

原本应该知道的

希腊时代

毕达哥拉斯认为，人员来源于父亲的精子，母亲只是个载体与环境，借助三角形的暗喻，表示天性来自父亲，营养来自母亲，这就是传统的“精源论”；

柏拉图有不同的观点，如果根据父母的特征可以推出孩子的天性，那么只有对父母进行精挑细选才能塑造完美的后代。

亚里士多德在解剖学中发现女性的身体构造与毕达哥拉斯的假设不一致，男女都提供了可以遗传的物质，共同形成了胎儿。

科学革命前期

一直到了16世纪，炼金术士提出了预成论，怀孕时候已成微缩小人，然后在子宫长大，这个理论一直影响当时西方的科学界。

18世纪，柏林的胚胎学家提出，胚胎存在某种加密信息，由一种“无形的手”的原动力将其塑造成人。

科学革命中期

有两本书影响了少年达尔文，

• 一本是《自然神学》，讲述的是自然像上帝做的一块精密的钟表，人体的精密构造是上帝的杰作，所以我猜道金斯才会写本著名的《上帝是个盲表匠》。
• 一本是《试论自然哲学研究》，讲述的是，自然界看起来复杂，但是本质上可以简化成因果关系，比如运动是力的因果。关于人类起源，书中提到可以通过发掘”破旧的遗迹“来温故知新。

这位在剑桥求学的达尔文，与那位想做生物老师屡考不过的神父孟德尔，有一种共同的品质，对自然的理解不限于事物的表象，而从过程、进展以及历史的角度思考。

对于自然的来源，孟德尔思考的是微观层面：

单个有机体如何能将信息传递到下一代？

达尔文的思考来自宏观：

有机体如能能让他们的特征世代相传？

科学是在试图证明神学正确的时候，不经意的把神学推翻了，最后独立出来的学科。这就是科学精神的表达，无论开始的时候怎么想，面对事实，应该有个客观的认知，而不是文饰。

科学的进步往往都是以两种形式发生，

• 一是规模上的改变，许多重要的进展不过是得益于尺寸或者范围的改变
• 二是概念上的转换，通常这种进展都是由某种全新的概念或想法引起的

近代

达尔文与孟德尔的研究，让世人重新看待的生物学与遗传学。一个科学的噩梦也就此产生了，那就是达尔文的堂弟高尔顿倡导的“优生学”，真正的优生学是操控基因，而那个时候的优生学是选择性状，他表示：

如果放任“傻子”不断繁衍后代，未来的人类就会堕落与退化，势必产生大量物质的劣等人群。

高尔顿与他的拥趸们认为，他们应该做园丁应该做的事情，把有智力问题和身体残疾的人消灭掉。在欧洲的他们还在讨论这件事的伦理问题，美国人率先对这些人进行了绝育手术。

后来摩尔根为了验证孟德尔的豌豆实验，进行了果蝇实验，不但证实了孟德尔的猜想，而且进一步的发现了基因不再是推测而是在某个部位藏着。那个时候全世界聪明的脑袋都在思考，基因是不是通过突变，导致外观变化，再被自然筛选出来。

在21世纪的今天，我们回看这些问题的时候，总会感觉前人弱爆了。这个态度是不对的，我们应该认识到，很多时候我们想到的认为很弱智的问题，前人都是很认真的想过的，我们应该鼓励年轻人，在科学上把自己真实的想法提出来，不要有怕被别人笑话，而我们的学术界也应该给予这样的氛围。

纳粹时代

生物学家弗里茨·楞次说过，纳粹主义不过是某种“应用生物学”。

希特勒上台后模仿美国，搞了《遗传病后裔防治法》，规定所有的遗传病患者都要接受绝育手术，不管其本人同意与否。这股来自高尔顿的优生学的风潮，影响了希特勒的执政，他们狂热的追求种族主义，也是因为他们惧怕自己退化。绝育的对象一开始是从外形上判断为遗传病的人，后来演变到一个种族与持有不同政见的人，手术的方式从绝育到杀害，这是一个悲剧，但这个悲剧不能不说是科学的副作用。

斯大林时代

在欧洲的另一端，苏联的科学家对基因持有相反的态度，弄虚作假的使用“休克疗法”，将小麦反复暴露在极寒和干燥的条件下，使得植物获得了对逆境的遗传抗性，实现让植物在春季开花，夏天结果。

这位名叫李森科的科学家认为，基因是由遗传学家创造出来的支持腐朽的资产阶级的科学产物。通过适应环境直接导致遗传发生改变，只是一个过时的理论，早在达尔文时代，一个名叫拉马克的人就已经提出过了。李森科的发现，让斯大林也用同样的方式对待不同意见的人身上。

垃圾科学

纳粹政府相信遗传物质不会变化（犹太人就是犹太人），使用优生学来改造人口结构；苏联政府相信遗传物质可以重置（任何人都可改造成其他人），希望通过清除所有差异来实现集体利益。

垃圾科学支撑起极权主义，而极权主义又制造出垃圾科学。

与日本侵华的731部队一样，德军也进行了很多人体实验，内容难以描述。

DNA双螺旋

伦敦国王学院的两位物理学家以及剑桥的两位年轻人，他们分享了诺贝尔生理学奖。因为在他们的努力下DNA双螺旋的结构终于被发现了，由于其中一位物理学家在颁奖时已去世，所以剩余的三人一起分享这个机具分量的奖项。

两位物理学家想了很多办法来给染色体拍照片，试图通过照片来分解染色体的构造。虽然已经测定了染色体内有糖基、磷酸骨架、已经四种碱基，可是究竟是怎么个结构，虽然美国的同行已经发现了蛋白质的双螺旋结构，但是年轻人沃森与克里克，制作了拼图模型一遍又一遍尝试，终于在某一个清晨，阴差阳错的看过物理学家富兰克林的最新图片与物质测定后，年轻人忽然想如果AT与CG配对，搭建起来的骨架就非常完美。

DNA双螺旋结构是一个标志性的象征，与毕达哥拉斯的三角形，拉斯科洞穴壁画、及萨金字塔一样，会永远的铭刻在人类的历史和记忆中。

我极其羡慕可以完成这样工作的人，极其渴望与志同道合的伙伴完成一些能对人类有意义的事情。

神奇的基因

正如核心部位的少数重要原子排列才是巨大晶体形成的基础，伟大的科学体系诞生也取决于几个关键概念的连锁互动。

基因通过编码形成信息（RNA），继而构建合成了蛋白质，蛋白质调节生物体，生物体在感知环境后影响了蛋白质与RNA，被影响的蛋白质与RNA也会调控基因。

在观察大肠杆菌在乳糖和葡萄糖混合溶液的时候发现，大肠杆菌优先消化葡萄糖（产生消化葡萄糖酶），然后停下来再消化乳糖（产生乳糖消化酶），正如一个用餐的人吃完后放下餐具，过一会再重新拿起新餐具。

一个受精卵是如何分化成一个生物体的，通过观察果蝇，发现了受精卵会分泌出不同的蛋白质，在卵子中按照浓度的梯度分布，不同浓度的蛋白质激活不同的基因，按照头-尾轴的方式发育，基因绘图师再把身体分成不同的结构域，通过激活或沉默构建器官和结构的基因，完成每一个部分的构造。

该死的没有死

霍维茨通过观察秀丽隐杆线虫，描绘了一幅从原始细胞分化到成虫细胞的过程，选择秀丽隐杆线虫是因为这种生物的成虫的细胞是固定的，雌雄同体虫体959个细胞，雄性成虫1031个细胞。

霍维茨发现，细胞每12小时分裂一遍，然后在固定的时间移动到对应的部位，然后度过余生。更神奇的发现，细胞的死亡也是由基因控制的，很快的科学家发现这种控制细胞死亡的基因叫ced基因（源自秀丽隐杆线虫死亡的缩写），并且在肿瘤中也发现他们的存在。线虫中ced9基因通过隔离细胞死亡执行蛋白来阻止细胞死亡（原本应该是要调控死去的），人体中类似的基因BCL2被激活后也会阻断细胞死亡的级联反应，导致细胞出现病理的永生化，导致癌症的发生。

基因不是蓝图

道金斯认为，基因不是蓝图，不像是一副机械图，改了某个零件，就会产生新的产品；基因像是个配方，蛋糕是糖、黄油和面粉交互的结果，配方的单一部分没法与结构产生对应关系。

基因的结构类似下面的一句话：

This......is the......str...uc.......ture...,,,...of...your...(...gen...ome...)...

其中每个单词对应着基因编码序列（外显子），省略号对应间隔序列与间插序列（内含子），偶尔出现的标点符号则代表基因调控序列的界限划分，粗体与斜体表示基因上的表观遗传标记。

阿西洛马会议

1975年，当科学家对基因的研究越来越深的时候，大家也意识到，如果不加限制的研究基因的融合，会不会对人类以及自然产生不可逆的影响？

科学家聚集在加州附近的阿西洛马开会，集体讨论一件重要的事情：

要么将基因克隆的控制权交给他人监管，然后发现工作陷入被随意干涉的僵局；要么科学家自己成为科学的监管者。科学家如何面对重组DNA的风险与不确定性呢？

会议还是有成果的，第一，证明了科学家有自制力，第二，促进了科学与公众交流的机制。

掌握操纵基因的能力代表了遗传学发展的飞跃，而我们从此也掌握了一门新型语言。我们需要让自己以及其他所有人相信，人类完全可以承担应用此项技术的职责。

尝试理解自然是科学的冲动，而企图操控自然则是技术的野心。

基因泰克

1975年，投资人罗伯特·斯旺森找到了参加阿西洛马会议的参会者博耶，两个人一拍即合，准备组件一家通过基因克隆技术生产药物的公司，原本申请风险投资50万元，最后被削减至10万元。

那时候，斯旺森已经失业，住在某个合租公寓，午餐与晚饭都是冷切三明治。如果博耶对斯旺森做多一点背景调查的话，就会发现斯旺森之前投资的所有项目都失败了。

公司最初在旧金山的办公区租了一个小隔间，门口挂着加州大学旧金山分校微生物实验室分部，有两位化学家受雇于此，让人看起来像是制药界的庞氏骗局。在这里，人类第一次用基因技术合成了人类胰岛素，然后开始了一系列的生物制药竞赛。

1980年，基因泰克股票上市，几小时3500万美元的股票全部认购完成。1990年12月，罗氏制药出资21亿美元收购了基因泰克的大部分股权。

这就是世界上现今为止，最大，最厉害，最有实力的基因泰克的故事。

癌症是遗传学的集大成者

正常的细胞通过四种机制发生癌变：

• 突变看能源自环境危害，譬如吸烟或X光照射
• 细胞分裂过程中产生的自发错误导致突变
• 通过遗传导致的源癌基因
• 病毒携带有害基因导致细胞内基因变化

癌症涉及生物学中最为重要的两个过程绝非偶然，沿袭了遗传学与进化论的逻辑，同时也是孟德尔与达尔文理论的病理性交际。

基因的多少并不决定物种的复杂程度

如果将人类、蠕虫以及果蝇的基因相比较，在已知的289个致病基因中，有177个在果蝇体内可以找到同源基因。人类与其他生物一样，共享着同一套化学通路与遗传网络。人类基因组的大多数基因片段并非人类特有。

生物体的基因数量与其复杂性不成正比。人类基因组30亿个碱基对，但只有20687个基因，数量上仅仅比蠕虫多了1796个，比玉米少12000个，比水稻和小麦少25000个。

“人类”与“早餐谷物”之间的区别，不在于基因数量的多少，而在于其细胞内部基因网络的复杂性。

人类来源于非洲

人类细胞中的线粒体的基因，多样性非常低，几乎不会发生重组，而且只能通过母体遗传。所以通过分析不同地区的人类的线粒体基因发现，现代人的祖先，似乎是城活在地球上一处非常狭小的区域，具体就在撒哈拉沙漠以南的某个地方。然而通过这个假设，我们在遗传学上可以找到一个线粒体夏娃，她就是我们所有人类的祖先。

给基因做批注

同卵双胞胎的基因是一样的，所以很多时候他们的思考模式，喜好还有缺陷都是类似的，一致性很高，但却不是100%。

一个分化了的皮肤细胞，携带的基因信息是全量的，为什么就不能成为其他器官的细胞呢？

这是因为我们的基因随着时间得推移，增加了很多蛋白质，俗称化学标记，正如前面的例子中的粗体和斜体一样，可以看成是每个人的特定样式，一旦标记了就会使得某些基因沉默，让一个上皮细胞只能分化上皮细胞。

然而，在卵子中有一种特殊的蛋白质与RNA因子可以抹除这些批注，因此在受精卵中，来自父源的精子携带的带有化学标记的染色体与母源的卵子中带有化学标记的染色体重组后，对应的化学标记就会被卵子内的擦写器擦掉，于是可以成为一个胚胎细胞。

2006年日本科学家成功的使一个青蛙的成年体细胞逆转成坯胎细胞培育成了蝌蚪。经过数十年的努力，这个实验室的科学家还将成熟的皮肤细胞的四个基因获得了胚胎干细胞的部分功能，使得这些细胞不但可以产生皮肤细胞，还能分化成肌肉、骨骼、血液、小肠和神经细胞。

大概是经过了这些事件，基因电路的激活或抑制将导致细胞代谢发生重置，随后表观遗传标记会被抹除得到重写，同时细胞也会调整期形状与大小。这种基因不仅是一种重要的再生因子，也是生物体内最危险的致癌基因之一，在白血病、淋巴瘤、胰腺癌、胃癌以及子宫癌中表现为异常激活。

负熵

在染色体没有被发现前，量子学家薛定谔在《生命是什么》猜想，基因必然由某种特殊的化学物质组成，同事这种分子还具有自相矛盾的地方。这种分子既能携带大量信息，又可以在细胞内保持结构紧凑。

深奥的科学定律往往带有浓厚的认知局限性，如不确定性，相对性，片面性以及不可能性。生物学却独树一帜：

它从创建之初就缺乏可供参考的理论，就算现在也很难找到普遍适用的定律。虽然芸芸众生都遵循化学与物理的基本原则，但是生命起源于这些定律之间的边缘与空隙，并且一直在伺机突破他们的界限。

宇宙在实现平衡的过程中会消耗能量、破坏组织甚至制造混乱，而生命的意义就是与这些力量抗争。薛定谔说，生命就是负熵，平衡着这个宇宙。

CRISPR/Cas9

细菌与病毒之间的战争由来已久，这对纠缠不清的宿敌都十分了解对方的底细，同时彼此的敌意也深深的铭刻在基因里。病毒在进化中形成了入侵并杀死细菌的遗传机制，而细菌也会调兵遣将予以回击。

病毒感染就像一颗定时炸弹，细菌必须在自身被摧毁之前那短暂的几分钟拆除爆炸装置。

两位科学家在酿造酸奶时候发现，某些细菌已经进化出了一种防御系统，它们通过对病毒的DNA序列识别出病毒，并定向对病毒基因进行剪切并使其丧失入侵能力。这个防御系统包括两部分，一部分是搜索者，识别病毒的DNA，一部分是杀手，招募细菌中的Cas9蛋白来剪切病毒基因。

如果把搜索者改造成特定的诱饵原件，就可以实现对定向的基因进行剪切了。被修剪的基因会自动修复，如果周围充满了我们期望融合的基因，基因就会执着的复制外部基因而不是去拷贝中寻找。这种过程就像从句子中删掉某个单词，然后在原定的位置强行使用新词将其替换。这项技术被命名为基因编辑或基因组手术。

这项热门的技术，从原理上来看，其实并不是那么的神秘与深不可测。

结语

如果以体育竞技为尊，那么科学将导致毁灭，分形的祖师爷曼德布劳特如是说。

对于AI，精巧性远不如生物，要取代人变成一种硅基的智慧生命，短时间是不可能的。不过至少，计算机科学家参考生物学的学说，发明了面对对象的编程方式，其实我们计算机还可以借鉴更多的生物学机制，来完善我们的计算机系统。

我们依然要对自然保持一种敬畏之心，我们还要恪守科学精神，在探索自然的同时，依然要有一颗仁慈的心，要从人类的福祉为出发点，不断的思考技术的两面性，切不可迷失心智。