化学与生命的关系
实验室k / 2019-04-16
将无生命物质转变成有生命物质是化学家们锲而不舍追求的梦想。例如，帕拉塞尔苏斯认为性交对于文明的男女而言不够有尊严，他试图通过将精子留在马粪中腐化40年而制造出一个“人造小人”。创造人造生命的幻想一直借着犹太传说中的假人傀儡（Golem）而活跃在西方文明之中。人所共知，这个幻想通过歌德（Goethe）的《浮士德》和玛丽・沃斯通克拉夫特・雪莱的畅销书《科学怪人：现代普罗米修斯》（Frankenstein：or the Modern Prometheus）而与19世纪的新科学紧紧相连。雪莉的《科学怪人》最早于1818年出版，故事主人翁维克多·弗兰肯斯坦（Victor Frankenstein）是一个才华横溢但过于野心勃勃的医学院学生，他将从停尸房和因格尔施塔特解剖室搜集来的尸体各部件拼凑在一起，并学会了如何利用化学赋予其新的生命。弗兰肯斯坦怪异和恐怖的创造让他发现自己成了人类包括他的创造者（指上帝）眼中令人憎恶的人。弗兰肯斯坦杀死了自己的朋友和家人，以此向他本人充斥着被拒绝、被排斥、被憎恨的悲惨命运复仇。这种被转置到现代科学特别是化学以及最近兴起的遗传工程和人工智能科学当中的普罗米修斯式的狂妄雄心和被“神明”报复的故事回响在整个20世纪，而且还被带入了21世纪。这个故事曾经启发人们创作出无数版本的艺术作品，其中以这个故事为主题的两部影片《侏罗纪公园》（Jurassic Park）和《黑客帝国》最为成功。的确，化学家们时常孕育着创造人造生命的雄心，而具有高度争议性的有关计划似乎至少部分驱动因素是想要证明化学有掌控世界的力量。即使是这类计划几乎完全只限于文学的19世纪，化学家们也仍然保留着与大自然竞争甚至超越大自然的雄心。
在1876年出版的一本书中，米奇林・贝特洛（Marcellin Berthelot）承认，一个化学家“从来没有希望能在实验室形成一片叶子、一颗果实、一块肌肉，或者一个器官”，而其唯一的抱负是合成直接的有机单元，其复杂程度甚至比植物或动物中发现的最简单的单元还简单。然而，与同时代的其他化学家们一样，贝特洛表示，合成以往只能从生命有机体中获得的物质，最终断送了把生命物质与非生命物质区分开来的“活力”这一概念的意义。的确，1828年沃勒（Wohler）成功合成尿素这一事件被认为是结束活力论的标志，这一观念的形成很大程度上是威廉・霍夫曼（Wilhelm Hofmann）和赫尔曼・科尔贝（Hermann Kolbe）两位化学家的功劳，因为有些卓越的有机合成方法就是这两位化学家发明的。然而也有与上述观点唱反调者，认为沃勒合成尿素不代表它清晰说明了有机物质中缺少生命活力。沃勒的尿素合成没有遵照贝特洛提供的全合成定义，因为合成没有使用尿素的构成元素碳、氢、氧和氮作为原材料，而是从一个有机物质氰酸铵开始的。尽管如此，尿素的合成的确是有机化学中的一件大事，因为它给化学提出了一个新的问题，即异构问题。由相同元素、相同比例组成的两种物质却可以拥有不同的性质，比如氰酸铵和尿素（化学分子式均为CON2H4），为什么？
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虽然只有从元素开始全合成一个有机化合物才能够为反对生命主义提供强有力的辩护，但是正如约翰・布鲁克（John Brooke）和彼得・拉姆贝格（Peter Ramberg）所指出的，有关生命的奥秘与化学合成之外的问题有更大关系。的确，化学的身份认同及其未来定位在这场辩论中危如累卵。对于化学家们而言，重要的是有机化合物（当时有机化合物完全是从生命有机体产生的）提供了某种可能性，可以以统一化因而也更加强大的规则做后盾将有机化学和无机化学结合在一起。化学家们不得不承认有机化学中的”有机”与生命有机体中的“有组织”之间有根本的差别，所以器官的组织结构与功能研究留给了解剖学、生理学和生物学，然而在生命体中发现的物质都由相同的元素组成面且遵循与无机化学相同的规律，这一事实是化学家们能够在动植物生理学中建立起化学这门学科的立足点。同样，以农业、生理学甚至医学为背景来思考“应用化学”也变得合情合理。因而，化学的能力问题以及化学领地的合理界限问题是19世纪许多科学论战背后的原因，比如对于发酵与自发生成的争论。
化学希望扩大其合法范畴的愿望可以部分解释为什么在18世纪和19世纪进程中会用唯物主义和无神论来验明化学。化学，即使不能用无信仰来形容，也被看作一门没有敬畏之心的科学，它出于对权力的渴望，恣意置创世秩序于不顾，特别是，它用自命不凡的态度把生命形式简化至化学反应，这是对生命的不尊重。大自然历史不但甘愿充当载体，让上帝创造人类的壮举大获赞誉，并且还为自然神论提供了主要的论据支持，而相比之下，化学却似乎更像是人类精神价值观甚至是宗教信仰的一个祸害。在整个20世纪进程中，科学家们都在持续不断地论证把分子生物学还原至化学的可能性。著名的美国化学家莱纳斯・鲍林（Linus Pauling）坦诚：“从1936年开始，我们的主要研究工作就是攻克生命的本质问题，我认为研究工作是成功的，我和我的学生们所开展的实验研究提供了强有力的证据证明，生命有机体令人惊异的特异性特征比如能够生出与自己相似的后代，是具有互补结构的分子之间发生某种特殊相互作用的结果。”再例如，雅克・莫诺（Jacques Monod）在其1970年出版的《偶然性与必然性》（Chance and Necessity）中频繁使用“化学制造机器”的比喻来论证从细菌到人类的生命统一观。
无论中世纪炼金术士们是否越过了天然品与人工品之间的边界线，19世纪炼金术士继承者们是否越过了生命体与非生命体之间的边界线，抑或20世纪的化学家们是否越过了人类与细菌之间的边界线，化学已经挑战了许多人类文明的社会和文化价值观背后的最基本分类。因此，在开始被看作环境威胁以前，化学已经被视作人类文明建立所依赖的基本原则的威胁。
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