數(shù)字與生命似乎是風(fēng)馬牛不相及的兩種東西,數(shù)字是用來表示和記錄數(shù)的一種符號,而生命則是自然界中客觀存在的實(shí)體。
作為具體符號,數(shù)字代表了一種抽象概念,可以用來描述世上萬事萬物的關(guān)系和規(guī)律。物理學(xué)中,從牛頓的萬有引力到愛因斯坦的廣義相對論,無不可以用數(shù)字構(gòu)成的公式描述出來。
作為客觀存在的實(shí)體,生命是在宇宙演變的過程中產(chǎn)生的,具有自我生長、繁衍、進(jìn)化等特征,主要以有機(jī)生物體的形式呈現(xiàn)。我們目之所及,地球上的生物是如此豐富而繁雜,時而寂靜時而喧囂,時而蓓蕾綻放、生機(jī)盎然,時而刀光劍影、鮮血淋漓……。那么,我們?nèi)绾尾拍軇冸x生命世界中紛繁雜亂、變化萬千的表象,尋找出生命的本質(zhì)呢?
生物學(xué)家采用各種不同的方法試圖構(gòu)建現(xiàn)生各種生物的親緣關(guān)系,古生物學(xué)家則從化石殘骸中尋找各個生物類群的演變脈絡(luò),這樣的關(guān)系和脈絡(luò)能否用更加簡潔的方式進(jìn)行描述?既然數(shù)字描述抽象客觀規(guī)律的載體,也許能為我們提供觀察生命有機(jī)行為、生物多樣性變化的全新視角。
早在一百年前,蘇格蘭動物學(xué)家達(dá)西·湯普森就已經(jīng)注意到生命中的數(shù)學(xué)之美,出版了經(jīng)典著作《生長與形態(tài)》,之后有關(guān)生命與數(shù)學(xué)的研究層出不窮,《第二重奧秘:生命王國的新數(shù)學(xué)》、《關(guān)于生命的數(shù)學(xué):解開生命之謎》等為我們大開眼界。數(shù)學(xué)為我們觀察生物進(jìn)化提供了一個令人吃驚的視角,讓我們看到人口增長和傳承模式在數(shù)百萬年到數(shù)百年間是如何變化的,同時讓我們意識到當(dāng)下正在發(fā)生的事情。
古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯曾言:"萬物皆數(shù)也"。世界萬事萬物雖然各不相同,但都會統(tǒng)一于一個規(guī)律,一個原則。作為大自然的杰作--生命,也一定包含著可以數(shù)學(xué)方式解讀的秘密。因此,數(shù)學(xué)不僅僅能夠提升生命科學(xué)研究,而且是揭示生命奧秘的必由之路。
在本期的"生命和素數(shù)都有基因嗎?"一文中,作者為我們展示了數(shù)字本身和生命所具有的神奇規(guī)律,以此為出發(fā)點(diǎn),聰明的你也許能在數(shù)字和生命的王國中找出更多不為人知的秘密。