生物计算机

维纳和申农二人都彻底更新了信息的概念,给这个同增加了以前没有的数学精确性,否则计算机决不可能大大地超出尤尼瓦克的水平。但是,他们的专业著作大太杂,不会在逻辑学家和技术人员的圈外找到知音,对于普通百姓,维纳在《人有人的用处》中阐述的诱人的观点——信息是生命的基础——在另一个意想不到的学科找到最富有戏剧性的支持,这就是生物学,或说是新生物学,在这一领域正在发生一场达尔文以来最为公众关注的科学革命。一九五二年,微生物学家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克宣布他们解

决了现代生物学最重要的问题。他们已破译了隐藏在 DNA 分子结构中的“遗传密码”。“密码”在这个场合中的使用具有重要意义。首先,它似乎立即将生物学家的发现与新信息学家的发现联系在一起,后者的主要工作就是信息的“编码”。“密码”这个词还具有侦探小说的惊险色彩并确实令人想起计算机在英国最初的用途:二战期间破译德国的密码。沃森和克里克公布他

们的重大发现不久,DNA 分子就被普遍认为是某种微型控制论机器,它们储存并处理极微小单位的、经过化学编码的信息。据称,这些经过编码的信息控制着生物体复制的不连续的物理过程。不要多久,载有全部编码的两条螺旋线就会被解开,携带的信息将按储存单位一段段地解读,如同计算机的记忆存储器一样。麻省理工学院的约翰·法伊弗在一九六○年哥伦比亚广播公司的电视记录片中描述 DNA 的功能时说:“化学基的‘程序’形式可能同计算机输入纸带的孔或磁点的形式相似。”DNA 的“程序”并没有像他说的那么简单,但在发现的初期,似乎维纳的假设被肯定了,控制论和生物学找到了共同的基础。

从新生物学诞生伊始,它就与信息科学的语言和比喻紧密地联系在一起,以致于无法想像这个领域可以不借助计算机的范例而独立发展。一位生物学家认为解开生命的化学之谜的“理论工具”是“与计算机发展密切相关的新科学。‘控制’、‘反馈’和‘信息传递’的理论已在一九四八年由美国工程师和数学家诺伯特·维纳在《控制论》中得到了阐述。⋯⋯生物化学家吸收了这些概念以探寻细胞控制和规定自己新陈代谢的方法”。他解释控制论专家的工作“是研究信息的传递:把信息从一种形式转换成另一种形式——把人声转换成无线电波然后再转换成人声;或是一个复杂的数学方程转换成纸带上的一组穿孔,输入计算机,然后转换成计算机‘存储器’中磁带上的磁迹。⋯⋯根据控制论专家的观点,蛋白质的合成只不过是这种传递的另一种情形而已。保证通过一个新细胞精确复制蛋白质链的机制就是将有关蛋白质结构的信息由父细胞传递到子细胞。”

人们势必会提出疑问:如果没有现成的计算机模型可以采用,生物学的革命还会出现吗?技术上的比喻已不是第一次导致了科学的突破。在十七世纪现代科学的最初阶段,天文学家和物理学家就以时钟为例解释太阳系的机制并马上教育他们的同时代人把整个宇宙看做一个钟表装置。

不管新生物学能从先期存在的控制论模型得到多少帮助,它都要付出很多的代价,因为它给信息添加了不能从其他途径获得的神秘色彩。实际上, 信息成为生命的秘密,地球上所有生命的奇妙复杂现象都起源于微小如 DNA 分子的数据计算机制。就像约翰·法伊弗自信地指出的那样:“这是分子水平的自动化。”这真是一个令人惊讶的宣言,好像单纯的信息可以拼凑出任何东西。上帝已被改头换面成为宇宙计算机的程序编制者,而原先则不过是天上伟大的钟表匠。在另一个时代,六十年代初期,人们已经习惯地认为不仅自己的基因,而且自己的意识和个人的心理都是“程序化”的。即使维纳的“控制论机器将更接近人”的预言不成立,某些人也肯定会认为自己越来越像一种机器——生物计算机。

具有讽刺意味的是,随着新生物学的时日渐久,它改变了一些观点,不再认为简单的控制论模型具有很强的说服力了。早先,解开遗传密码被认为是很容易的事,但事实并非如此。一开始,人们假设基因携带的信息如同许多固定的、线性的核苷酸基序列一样可被解读,就像读出计算机中的字符串。但就在最近,由于生命调节问题在该领域受到重视,对基因的解释变得错综复杂了。“转位”的神秘过程开始引起注意。巴已拉·麦克林托克和其他人的工作表明,基因可能实际上是自我调节并不断进入染色体内,当它们响应某种更大的条件而改变它们的位置时,几乎是有目的地改变它们的涵义。至今生物学家还没有模拟这一条件的模型,但看来无论计算机还是控制论系统

都不管用。或许这个条件是某种类似于关于整个有机体和它与环境的关系的“思想”的东西。如果确实如此,那么为创立新生物学作出很多贡献的控制论模型就完全是错误导向了。因为还没有计算机程序能够这样运行。如果它们能做到这一点,就等于说计算机程序有自己的大脑——在科幻小说中这种情况比比皆是,而实用的东西却并不存在。但是,由于没有更好的选择,信息处理的印象就依然徘徊不定,使生物学在二十世纪后期依然更多地停留在机械论而不是物理学的水平。

每个历史时期都有它的圣言妙谛。人类经历了信仰时代,理性时代,发现时代。我们的时代则被命名为信息时代。如果这个名称成立,信息之所以成为时尚就应归功于控制论和新生物学之间偶然的联系。这个词的日益流行或许还有另一个原因,它告诉我们一个时代的重要特征,即它愿意接受一个表面上毫无特点的名称。与“信仰”、“理性”和“发现”不同,信息具有舒适、安全、模棱两可的涵义。它既不使人紧张,也没有高尚的追求。它从本质上就是平淡的,正因如此也就无懈可击。信息就像安全的中立国,它只是简单有用的、无可辩驳的事实的积累。在百利而无一害的幌子下,信息成为技术官僚政治活动的理想起点,而尽可能使他们的目的不为公众所知。毕竟有谁会对信息说三道四呢?

但在当今的美国,即使是圣言妙谛也不能明确地进入大众意识,除非它可以在市场上以某种方式买卖。只有当信息能成为一种财产,银货两迄后为自己所有才行。更重要的是,只有这样才有资格受到广告商的青睐,他们有力量把信息从兴趣变成需要,从需要变成必需。在五十年代,信息被认为是生命的秘密。在七十年代,它的地位甚至更高,它成了商品——并正如我们所见,是“各行各业中最有价值的商品”。