如何看待当今的生命科学
半个多世纪以来的生命科学突破，主要是围绕着遗传学、细胞生物学展开的，并在解决实际问题上发挥了重要作用。在遗传学方面，最核心的两个突破是：“DNA双螺旋结构” 的发现、“中心法则”的建立。这两个突破，几乎回答了“遗传”的全部问题，并回答了“变异”的重要问题。“分子遗传学”由此建立，并承担了“分子生物学”的核心内容。“基因工程”也因此而诞生。后来分子生物学领域取得的所有突破和重大进展，都是对这两大突破所规划“脉络”的细化、延伸，或补充、完善。在细胞生物学方面，最大的突破是细胞全能性的人工表达，其中包括体细胞、性细胞（如花粉）、不完全细胞（如原生质体）、遗传转化细胞的全能性在多种植物上的证实，也包括动物的组织及细胞培养和动物的克隆。这方面的突破，证明了当把生物分割至细胞后仍然可以从细胞返回到生物，证明了细胞是基本的“生命体”而不仅仅是生命的组成部分。“细胞工程”也由此而诞生。“生物工程”虽包含多方面内容，但其最根本的基础是分子遗传学、细胞生物学，其最主要的内容是“基因工程”和“细胞工程”。
回顾19世纪，达尔文的“进化论”打破了生命的神秘，“细胞学说”揭示了生物的共同性，“孟德尔定律”揭示了生物遗传变化的规律。如果说19世纪这三大里程碑，对神学的打破更多地还是体现在哲学意义上的话，那么20世纪的分子遗传学、细胞生物学，对神学的打破则更多地具有了可操作性的意义。分子生物学和细胞生物学的诞生，把遗传学和生理学从某种程度上统一了起来，包括孟德尔遗传学和米丘林遗传学的统一。
在解决实际问题上，20世纪后半叶以来的生命科学、生物技术，为养活人类、保护人类健康等做出了巨大的贡献。近30年来，小麦、玉米、谷子、水稻、棉花以及油料作物等，单位面积产量大都增长了十倍左右。其中以遗传学、生理学为基础的作物品种改良和耕作栽培等管理技术起到了关键作用。重大传染病的防控、重大遗传性疾病的防控、重大生理性疾病的治疗（如心脏手术）等对生命的保护与挽救，更是让人类感受到了生命科学与生物技术进步的重要与伟大。
但是，在认识当今的生命科学时，我们必须客观，尤其是对其取得的进展和发挥的作用，不能盲目地夸大。否则，不仅会令人感到浅薄，同时还会给社会形成误导。关于生命科学的研究，我总是想起两个典故，一个是“盲人摸象”，另一个是“坐井观天”，即：探索时“盲人摸象”，分析时“坐井观天”。虽然我们已经进入到了后基因组时代，但是仔细分析一下人们在生命科学研究中的行为，这两个典故却一直在重演，只不过是版本在不断地翻新。今天的基因组学研究，就很有“盲人摸象”的味道。而对基因技术的过高估计、对生物经济的过高希冀，以及对一些问题的过分担忧和把什么问题都和基因联系起来等，又都反映了人们掉在了DNA的井里。
对于当今生命科学中的许多问题，我们仍然是知其然、不知其所以然。生命是如何起源的，真正的生物是如何形成的？我们还远远不能回答。人类还不能真正地合成生命体。我们虽能把细胞拆成分子，但却无法将这些分子再组装成细胞。在细胞和分子之间存在着巨大鸿沟。生命99％的秘密，可能就在这个鸿沟中。但是我们对此几乎一无所知。生命依然是神秘的，很多事情只有大自然知道，而我们人类还不知道。
分子生物学及基因操作现在仍处于婴儿期。如果将“生命体”比做一座“超级城市”，分子操作还处在搭积木的水平。搭积木和建一座城市是完全不一样的。因此，我们还不能用依然简单甚至片面的生命科学知识与道理，盲昧地决断和处理复杂的生命问题。
“生命”对于人类来说，依然还是充满着迷茫和困惑，这正是当前生命科学的特色。而人类对于“生命”，在很多情况下仍然是无能为力的。虽然我们说育种家的贡献非常大，栽培学家的贡献非常大，生物化学家的贡献非常大，小麦从亩产从一百斤跨到了一千斤，但是我们依然难以摆脱“靠天吃饭”。生物医学虽然有了很大发展，但对于很多疾病，人们还一直是“不知其所以然”。生命科学还远远没有达到人们目前对她所评价的那样高的水平，人类还不能像造机器一样去造生命。生命还有无数个测不准原理。
随着生命科学的发展，生命科学中的问题也在增加。我们虽已进入了后基因组时代，但生命科学中的困惑也在深化：
1、基因组计划实施的结果和当初的预想落差巨大。当年人们提出“人类基因组计划”设想时，想法是比较简单的，对于20世纪生命科学成就的估计，特别是对DNA测序可能带来的利益的估计，有些过高，以为只要掌握了DNA序列就掌握了生命的秘密。但是，自从“基因组计划”实施以来，所取得的结果和“预期”之间的巨大差距却是令人始料不及的。人类到底有多少个基因？10余年前人们普遍认为大约有10万个基因，2001年国际人类基因组计划公布人类只有3-4万个基因，2004年美国“国家人类基因组研究所”所长克林斯估计人类的基因数仅有2-2.5万个。而小小的线虫竟然还有大约1.95万个基因，小小的拟南芥也竟有大约2.7万个基因。这种落差的形成，反映了人们的“知识”和“理念”可能存在错误。如果不扭转错误的理念，即使再进一步开展各种“组学”研究，可能解决不了根本的问题。
2、动物、植物、微生物的基因未必一样。传统的分子生物学理念认为，所有生物的基因都是一样的，转基因的成功也说明了这一点。但是，如何解释人的基因数比许多植物还少却表现得如此复杂呢？陈立奇认为，人的基因（指作为基因的DNA片段的长度）可能远比其他生物长。其实，不同生物间DNA水平上的基因差异早已存在，如内含子的有无、mRNA的稳定性、密码子使用效率的差别等。但是，仅有DNA水平的考虑是远远不够的。兰德认为，人类的复杂性不仅仅涉及到基因的数目，而更在于自然界如何采用这些基因。我认为，DNA并不能决定生物的全部性质，仅仅改变DNA可能永远也不能将“植物”改成“动物”。
3、DNA序列并不等同于孟德尔因子。人们一直想知道“基因是什么”，自DNA双螺旋结构被发现以后，基因就成了特定的“DNA序列”，但是我觉得现在好象又由“基因是什么”转回到了“什么是基因”的问题上。按照孟德尔的方法与理念，性状和基因（即孟德尔因子）永远是对应的，二者一定是“形影不离”。但是在分子水平上，大量的DNA序列差异并不意味着会表现出大量的性状差异。从事突变体研究的人员常遇到这中情况，即：上千种DNA水平的差异，在表现型上可能只有十几种甚至几种差异；而大量稳定遗传的性状差异，在DNA水平上可能只有很小的差异。当然，人们可以用编码区、非编码区的差别来解释DNA序列变异与表现型变异之间的不对应关系。但是，有个理念问题需要澄清，即：虽然人们认为[孟德尔因子]=[基因]，[DNA序列]=[基因]，但[DNA序列]≠[孟德尔因子]（用方括号括起来是表示它们的生物学效应）。我们看到的情形是，在少数情况下[DNA序列]=[孟德尔因子]，多数情况下[孟德尔因子]＞[DNA序列]。其实，[孟德尔因子]= [DNA序列] × [背景复杂度+1] n， n=[表达机制复杂度]，n≥0。但是，我并不因此认为[孟德尔因子]≥[DNA序列]，而是[孟德尔因子]＞[DNA序列]。因为生物体系是多“维”的，孟德尔因子的实质也是多“维”的。我们对生物性状的认识，基本上都是来自于对“孟德尔因子”效应的认识，那么基于DNA序列、中心法则，以及尚处朦胧阶段的蛋白质互作等，在绝大多数情况下是难以和性状表现对接的。[背景复杂度+1] n是什么？人类的认识还处于非常初级的阶段。
4、生与死的困惑。不仅在细胞与分子之间存在着的巨大的“未知”，其实在生物和细胞间还存在着一种更高层次的差异，即“生”与“死”。对于动物死亡的那一刹那，究竟少了什么？我们的生命科学几乎一无所知。人类把心脏停止跳动、停止呼吸、脑死亡作为物动物死亡的标准，但这个时候的细胞并没有死亡。人们通过细胞克隆，完全可以再现出一个在肉体上和原先一模一样的动物。如，多利羊就是从一个死去的绵羊身上取出细胞克隆出来的。由此看来，“活着的动物”等于其“生物学的肉体”加上一种“生物学的未知”。这个“生物学的未知”到底是什么？取何种形式？有何样的规律？尚待人类用更大的思想解放、更高的智慧、更新的理念、更严谨的科学态度去探索。
——摘引自《生命科学的思考与畅想》（新观点新学说沙龙文集②）中国科协学术部编，中国科学技术协会学会学术部编，香港科学技术出版公司出版，2007，p.200～207.
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