中科院李衍达院士漫谈生命与信息的关系

生物谷

李衍达：从现在的发展来说，一切的事情都很难预料。规则和能力这个都是要注意的，整体的技术的发展是难以预测，而且提供了无限的可能。

郭桐兴：前一段时间，英国的科学家就预测，大概人的寿命大概是150多岁，应该能达到这个寿命。正常的存活的年龄大概在120岁左右。原来有这么一个说法，其实如果按照科学家的这种预测的话，那么等于把人的生命又延长了几十年。

李衍达：当然人的寿命的极限是受DNA序列所掌控的，但是科学家又研究，我们也不是完全的宿命论。人体个体之间的寿命有差异，现在据报道，这个寿命的差异，比如说有人活到80岁，有人活到90岁，这个差异，大概四分之一是由你的基因决定的，四分之三是由你的生活方式决定的。因为人还要不断的跟环境进行交流，你的生活方式，你抽烟，你喝酒，你的生活方式非常的不好，那么你的寿命当然就会减下去。

郭桐兴：这说明DNA起的控制的作用，还不是决定性作用的？

李衍达：对极限是有影响。比如说人不能活到300岁，海龟能活到300岁。在极限以前的生死不仅仅是由极限决定的，更重要的是由你的生活方式决定的。

郭桐兴：其实由你后天的生活习惯，生活方式决定了你的生命的质量和寿命。
李衍达：没错。

郭桐兴：这么理解就比较完整，比较合理。

李衍达：是这样的。

郭桐兴：李老师，您能不能给我们介绍一下，信息科学与生命科学，它们之间到底存在着什么样的关系？

李衍达：乍看起来，好像中间没有什么联系。信息科学是研究什么的呢？信息科学是研究信息的表述，怎么得到的，如何获得信息？怎么传输信息？然后信息相互之间的作用又影响到系统的调控，所以，也包括这个系统内部的调控关系。进一步研究信息怎么利用的？怎么去有利于人类，所以更多的人想到，通信、手机、电视机是跟信息科学有关，网络跟信息科学有关，调控跟信息科学有关，传感器跟信息科学有关，怎么可以生命又跟信息科学有关呢？其实回过头来说，信息科学它本身是一种横向科学。因为信息的获取并不仅仅限于设备，也不仅仅是限于网络，所有的事物都有信息。信息是反映事物运动的一种特性。其实信息科学是涵盖了所有的生物。比如说气候、气象，每个人每天都关系，所以有雨，无雨对人类来说，明天就是一个信息。有云无云，阳光强不强，就是一个信息。所以如果你抽象来说，信息是什么呢？实际上它是客观事物的一种运动和特征的一种表述。有云有雨，这就是气象特征的一种表示，它就给我们提供这个信息。所以你抽象一点，信息是事物的运动和特征的一种表现。既然是这样的话，那么气候有信息，海洋也有信息，有没有海浪，海水的温度等等，也有一个信息。反过来，森林也有它的信息，生物也有它的信息。所以万事万物都有信息，正是有信息，所以我们才可以对它来进行研究，才可以对它进行分析。所以猛得看，信息科学并不像我们所想象得那么狭窄，其实很宽。既然如此，生物当然有它的信息了。其实对生物信息的重要性，我想也是一个逐步认识的过程。

生物学家把生物信息刚开头只是看作是你给我管理数据就够了。后来研究其实不对了，我觉得生物信息在某种意义上反映了生物很深层次的问题，相当本质的问题。举例子来说，遗传是生物的一种最重要的本质性的特性，如果没有遗传，它就没有生命。我就问一下，遗传是什么遗传呢？其实遗传是信息的遗传。是遗传信息，把所有生命的某种生物的特征用信息编码下来，然后遗传下来。

郭桐兴：就是把自己祖先的信息遗传下来？

李衍达：所有这个生物的特性用信息编码。

郭桐兴：通过DNA的形式遗传给后代。

李衍达：所以遗传本质上是一种信息的传播。有人说，也可能遗传是一种物质的遗传，因为你这个父母把小孩生下来，这个小孩是父母的物质组成的，某种意义上有物质的遗传。但是你想，这个小孩生下来就是7、8斤，8、9斤，这8、9斤的物质，这个物质在以后的新陈代谢当中早就代谢掉了，所以这个小孩长大以后，他身上保留父母的物质基本上没有了。但是他会保存父母的特性，他跟父母很像，他的脾气、习惯、行为都跟父母很像，什么原因呢？我想主要的是父母的信息遗传给他。所以在本质上来说，遗传本身是一个信息的问题。反过来再看一看，我们要研究生命，生命内部怎么合起来的？核心的问题不是由它的组成部分所决定的。

郭桐兴：由什么决定？

李衍达：比如说生命体有很多蛋白质，不是由各个蛋白质的部分组成的，更重要的是蛋白质相互怎么作用，形成一个活的整体。所以生命的奥秘本身，很大部分在于生物分子之间的相互作用，相互调控，组成一个活的整体。其实这就牵扯到一个调控的基理，调控是靠什么调控呢？信息来调控的。生物内部的信号，通过转导来进行调控生物体的，调控哪个基因表达，哪个基因关闭，调控哪些蛋白质应该到哪儿去，所以这个调控关系是决定生物本性的一个很重要的部分。而研究调控问题，又是跟信息有密切相关的。

大家知道，生物体内部的调控，现在很可能跟一般的设备调控的基理是一样的。所以调控专家可以介入，因此你想，所以生物的本质问题又跟调控有关，而调控又是信息科学里边的一个部分。当然更重要的，生命体内部具有复杂系统的性质。如果没有复杂系统这个概念，生命就根本不可能出现。而复杂系统又是信息科学研究的很重要的内容。所以你看，从遗传一直到调控，一直到复杂系统的性质都是信息科学研究的重要内容。因此可以说，信息科学家的介入其实对解开生命这个奥秘，起着核心的作用，不可替代的作用。

郭桐兴：李老师，您能给我们解释一下，比如刚才说的调控，调控大概是通过什么程序或者是通过什么系统来完成的？

李衍达：其实调控，很简单。我们知道，我们的血糖，血液里面的糖份，水平是维持恒定的，如果你高了，那你就容易得糖尿病的。那么它是怎么调控的呢？它是通过体内的血糖成分高低的一种感觉，然后再反馈回去。如果血糖高了，它反馈回去。