摘要：生命起源是一个至今尚未解决的重大自然课题。信息的性质和定义，目前也是一个众说纷纭的科学难题。本文认为，正确和准确地理解信息的性质，对于揭开生命起源之谜，有着重要的意义。根据万有智力论，智力就是一种东西能够识别、控制、使用另一种东西，因此智力是自然界普遍存在的现象；信息是智力行为的必要组成部分，相对于不同层次的智力行为，也有着相应的信息形式，物质层次的智力使用直接信息，生命层次的智力使用间接信息。根据智因自主设计论，在生命体的细胞内部，不仅仅有基因，还有智因；智因负责设计生命体的结构，基因负责施工制造生命体结构。也就是说，生命的起源，与间接信息的出现和生命智力的出现是同时的或者是同步的。因此，深入探讨并描述间接信息和生命智力的形成过程，也就能够深入到生命起源的初始状态和初始环境之中，并发现最初的生命形式，乃是一种具有识别、使用若干种催化剂和自我复制能力的核酸分子长链。无庸讳言，找到智因并解读出智因工作原理，具有重大的科技价值、经济价值和战略价值。

小标题：一、从万有智力论的角度观察信息。二、生命起源于复杂的电子编码。三、智因讲述的生命起源的信息故事。四、从简单生命到复杂生命体。五、智因就是细胞内的“神经系统”。

关键词：信息、直接信息、间接信息、通道信息，生命起源、准基因、原始基因、原始智因、裸体生命、基因、智因、神经系统，万有智力论、智因自主设计论。

正文：信息的经典解读与生命起源

古人云，大道曰生。但是，生命究竟是如何起源的？前前后后、大大小小、古今中外的科学家付出了不懈的努力，取得了许多成果，但是仍然没有找到答案。当然，这也情有可原，因为生命起源时代的信息，没有传下来，或者传下来了，只是还没有人能够理解。

那么，究竟什么是生命起源时代的信息呢？信息又究竟是什么东西呢？科学界同样是说不清楚。这似乎有点不太好找到掩饰思维困惑的理由，可惜目前的状况就是如此。

在这种情况下，如果我们中国人能够摆脱西方科学界的固有思维模式（例如只承认人类有智力，而不愿意承认动物也有智力，细胞也有智力），换一个新的角度思考，即从万有智力论的角度，从智因自主设计论的角度，去解读信息之谜，去解析生命起源时代的信息过程，那么我们就可以获得许多全新的认识，并实现我国在重大基础科学上的自主原始创新。

一 、从万有智力论的角度观察信息

关于“信息”的准确定义，在学术界至今仍然是一个充满争议的问题，有兴趣的读者可以在潜科学论坛等学术交流平台，查阅到许多深入的学术探讨，以及各种各样的一家之言。

1992年我在撰写《宇宙的重构》一书时（注1），在序言里写下了这样一句话：“所谓智慧，就是一种结构物能够认识和理解另一种结构物。”并在第一章第3节指出：“物质运动密码，好象生物基因一样，指导着物质的运动和演化。任何一个层次的结构物，都有着相应的密码，是它们在约定着结构物的种种行为，而结构物的行为似乎也在不断地丰富着密码的内容。显然，一种结构物的密码应当包括该结构物的全部必要信息（如果它还包括该结构物的历史信息或经历信息，该结构物便具有了‘生命’）。”

经过长期深入的独立思考，我提出了万有智力论（注2）。根据万有智力论，智力是宇宙万物普遍存在的现象，即一种物质能够识别、控制、使用另一种物质的能力。按照这样的智力定义，宇宙万物都具有某种程度或者某种层次的智力。具体来说，智力主要包括三个大类：

第一类是物质智力（非生命自然物质的智力），可称之为智物或智性；例如，氧原子与氢原子相遇，彼此结合成为水分子，就属于物质层次的智力行为：相互识别、相互控制、相互使用。事实上，物质结构的复杂化（包括自组织现象），都属于物质层次的智力行为。

第二类是生命智力，可称之为智物，并细分为3个小类，即智因（细胞的智力）、智能（动物神经系统的智力）、智慧（人类大脑思维的智力）。

第三类是人造智力系统（简称智器或智工），例如电子计算机、机器人。

物质实施智力行为需要相应的手段，其中主要的手段，一是能量，二是信息。能量可以改变物质的运动状态和结构状态，信息则是指导能量（包括运送能量的载体）从一个结构物发送到另一个结构物的指令。例如，物质之间的万有引力，就是一种常见的物质智力行为；在这里信息的作用，就是使得一个物体能够把引力施加到另一个物体之上。

显然，由于智力层次的不同，物质的运动状态和结构状态也有着相应的差异，越是复杂的物体，其信息组成也就越复杂，其信息量也就越丰富。因此，信息组成方式和信息量，可以成为描述智力行为复杂程度的参数和标志。

据此可知，信息是指导物质运动状态和结构变化的指令，它是物质实施智力行为的主要手段之一。也就是说，信息是一种智力行为，它只对理解（包括感受）它的智力主体起作用。例如，铁能够感受磁铁的信息，而磁铁的信息对石头来说并不存在或者说没有意义。

具体来说，不同物质结构有着不同的信息状态。本文建议把非生命物质智力结构的信息状态称之为直接信息，把生命智力结构的信息状态称之为间接信息，把人造智力结构的信息状态称之为通道信息。

1 、直接信息，主要特点是信息内容不言自明（即物质本性所具有的基本智力所规定的信息内容），其定量参数即7个国际基本单位（长度、时间、质量、热力学温度、电流、物质的量、光的强度）及其变量。所有的非生命物质都可以发出并接收到直接信息，它们之间的直接信息决定着物质的运动方式、结构形式以及质能传输。

2 、间接信息，主要特点是信息内容需要由使用者进行约定（简称信息约定），其定量参数是“信息包”，可细分为“条信息”、“组信息”、“集成信息”等。最简单的信息包，至少包括一条完整的信息指令（这意味着使用者可以展开一个预期的行动）；复杂的信息包，可能有若干条相关的信息指令（即组信息），而若干组信息则可构成更为复杂的集成信息。

所谓“信息约定”，至少包括信息赋予和信息重构两部分工作。信息赋予，即使用者对某种自然结构附加上自己规定的信息内容，相当于建立一套符号信息系统。信息重构，即使用者用自己建立的符号信息系统对实际的自然结构进行信息化描述。通过信息赋予和信息重构，使用者既可以用信息模拟已存在的实体，也可以用信息设计尚未存在的实体。在这种情况下，如果间接信息的使用者还有能力把设计变成现实，那么他就能够创造出大自然直接信息所没有构建出来的形形色色全新的结构物来，例如千奇百怪的生物，以及形形色色的人造物。

当然，信息赋予存在着准确性和效率等问题，而信息重构也存在着错构、虚构等问题。一般来说，间接信息包括内涵信息（发信源主动传输的信息）和外延信息（发信源没有主动传输，却被接收者解读出来的信息）两个部分，以及弦外之音、话中有话和密码现象（发信源暗藏的信息，接收者可能知道，也可能不知道）。

需要进一步解释的是，信息包具有某种全息性。这是因为，间接信息的内容是由使用者约定的，而这种约定往往是相互关联的，例如A条信息与B条信息有着内在联系。在这种情况下，当有信息指令破碎不完整的时候，使用者有可能根据信息包的全息性，全部复原（这表明该信息系统具有相当的冗余度）或者部分复原该破碎指令的内容。此外，所谓不完整的信息指令，还包括正在构建之中的信息指令，而这正是智因自主设计躯体的必要过程。

有必要说明的是，生命信息系统是由直接信息和间接信息共同组成的。这句话的意思是说，生命体的物质结构，承担的是直接信息的运作（对于大分子结构来说主要是复杂的电子和离子力矩）。与此同时，生命体对某些直接信息附加上了自己约定的内容，例如让一组核酸分子承担起发布制造某种蛋白质的指令，这相当于对电子和离子力矩阵注入有约定内容的电子编码。又如动物的条件反射，实际上也是在对环境条件注入有约定的信息内容（所谓动物本能的实质就是动物神经系统的智力行为）。显然，从这个角度来说，生命的起源和物种的演进都是与间接信息的内容约定密不可分。

进一步说，间接信息可以划分为3个层次，第1个层次是细胞（主要载体是染色体，包括DNA、RNA、组蛋白、非组蛋白、蛋白质）约定的间接信息，第2个层次是动物神经系统约定的间接信息，第3个层次是人类大脑思维约定的间接信息。对于人类来说，大脑思维信息的实质是在用思维去重构宇宙：首先是信息重构，即用一套符号信息体系来描述世界（包括人体自身）；其次是物质重构，即按照人的意愿改变世界（包括人体自身）。

3 、通道信息，其定量参数是比特（建立在二进制信息符号系统上）。其特点在于，信息内容只对使用人工智力装置的主体（人）有意义，而对人工智力装置自身没有意义（一旦它拥有意义，它将成为一种非细胞生命智力结构）。

当然，任何人工智力结构装置，都是由直接信息和通道信息共同组成的。例如，电子计算机的直接信息即硬件电路，它的通道信息即软件和数据，而这些数据的信息内容则是使用者（我们人类）所赋予的。需要说明的是，上述三种信息，即直接信息、间接信息、通道信息不能简单地统一起来，就好象万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力这四种自然基本力也不能够简单地统一起来一样。

二 、生命起源于复杂的电子编码

目前，比较流行的观点认为生命起源于地球上的某种水环境之中，这种水环境称之为“生命原汤”。在生命原汤里面有许多的无机物、简单有机物（例如甲烷、碳水化合物等）和复杂有机物（包括氨基酸、蛋白质、酶、多糖类、核酸等），这些无机物和有机物大多数可能都是在生命原汤里自然形成的，但是也可能有一部分是从地球外迁徙来的（例如随着彗星、陨石来到地球）。与此同时，生命原汤里的大大小小的分子，可以获得某种持续存在的稳定的能源（包括阳光、硫磺热泉、海底火山口等）和某些不稳定能源（例如闪电、地震、火山爆发、陨石撞击，以及来自地球外的突发强辐射等激波）。久而久之，在闪电等激波（不排除也有地震过程中的电磁波）的激发下，生命原汤里的若干复杂有机物，找到利用稳定能源的方法，开始自行选择和组织起来，形成了自我复制和变异的能力，以及新陈代谢等生存运转的结构和功能，于是生命就这样诞生了。

但是，上述观点至少需要解释如下问题：1、自组织问题，这些生命原汤里的大分子（氨基酸、核苷酸等）怎么能够自我选择，并浓缩在一起，自组织合成DNA、RNA等生命基础结构的？2、细胞膜（包括细胞内部的膜结构）是如何形成的？细胞内的其他精细的生物结构是怎么形成的？3、自我复制问题，为什么DNA、RNA自己能够复制自己？4、新陈代谢问题，生命体的生存运转过程（包括能量和物质交换）是如何建立起来的？5、生命体的适应环境的自我变异是如何实现的？然而这些问题至今一个都没有得到令人满意的解释。

因此，从上述的研究进程来看，距离解决生命起源的目标，仍然是遥不可及。问题的症结在于，这些研究者都不把生命体当成具有智力行为的结构物，因此也就不可能理解生命体结构的智力特征，当然也就不可能正确解读生命起源中的信息过程。

讨论生命起源问题，需要从最简单的生物所处的生存环境说起。一般来说，病毒是结构最简单的生物，它们既没有细胞膜，也没有能量结构。但是，由于病毒本身并不能在非生物环境中自我繁殖，而是要通过进入宿主细胞才能够繁殖自己。据此可知，病毒虽然是目前能够见到的最简单生物，却并不一定就是最原始的生物，它们有可能是在单细胞生物诞生之后，由某些破碎的单细胞生物的内核（DNA或RNA的片断）转变成的生命体。因此，某些病毒的行为，就好象是暴力非法入侵的精子，它的武器就是能够穿透细胞膜的矛（某种融解酶），以及能够与细胞卫士（免疫结构）周旋对抗的盾（某种伪装酶）。

在这种情况下，我们探讨生命起源，目前只能从单细胞生物的结构及其生存环境说起。问题是，即使是最简单的单细胞生物，其内部结构也是极其复杂的，而且这种结构复杂性还是不能够降解的。这是因为，单细胞内的细胞膜（控制原材料进入和废弃物排出）、线粒体（负责提供能量）和DNA、RNA长链（负责生命体的有变异生殖，控制生命体的生存运转过程），它们各自都拥有极其复杂的结构，同时彼此之间还要相互协同，谁也离不开谁。

尽管如此，我们仍然可以从单细胞生物的结构，推论其形成的过程。为此，我从2004年7月以来，撰写了影响力文章和论文，提出并阐述了万有智力和智因自主设计生命体结构的假说（注3），其中在《生命起源于复杂的电子编码》一文中指出，生命诞生至少要经历三个重要阶段：

1 、准基因阶段

在生命原汤里的众多有机大分子（包括碳水化合物、氨基酸、蛋白质、核酸），出现了一些能够自我运转、自我设计、自我重构的大分子。也就是说，当有这样一类大分子的电子编码亦即原子的排列组合，及其所导致的电荷力空间位置分布，能够导致其周围的若干其它大小分子，也进行同样的排列组合，或者形成相应固定的某种排列组合，或者遏制其它大小分子不能进行某种排列组合。在这种情况下，这样一类的大分子就成为“准基因”。这里之所以称它们是准基因，乃是因为它们已经在不自觉的状况下，实现了某种程度的自我复制，以及某种程度的制造产品（正催化效应）和不制造产品（负催化效应）。因此，我们有理由说，上述准基因的出现，正是生命诞生的前奏。

2 、裸体基因阶段

如果在生命原汤里，同时出现了多种或若干种准基因级别的复杂大分子的电子编码及其电荷力的排列组合，这些准基因的电子编码结构在越来越复杂的进程中，出现了这样一类准基因，它们在复制自我的过程中，彼此之间以及与环境之间产生了相互影响与作用，相互竞争与合作，相互协同共生，总之出现了应对与博弈，这时它们就成为“裸体基因”，亦即能够进行生存博弈的准基因。我愿意指出，宇宙的生命，正是在这时诞生的，而最原始的生命就是一些裸体基因。我之所以将其命名为裸体基因，乃是因为它们除了复制自我的基因结构之外，尚没有其它的辅助结构。

3 、基因重构躯体阶段

随着原始基因的生存博弈越来越复杂和激烈，裸体基因开始设计、制造、生产某些能够保护自己、为自己服务的各种辅助结构，这些辅助结构组成了基因的躯体（包括器官），这种具有躯体的原始基因就成为最早的生命细胞，亦即最原始的生物。

裸体基因制造的最早的躯体结构（除了自己的基因之外），一个是膜，另一个是纤毛，再以后才是各种功能的器官。膜可以将裸体基因包裹起来，使其与外界隔离开来；与此同时，膜还具有选择性，它可以在基因的指令下，让某些外界物质进来，或者让某些内部物质出去。纤毛是一种动力结构，它能够在基因的电子编码指令下，牵引某些物质移动到指定的地方。如果允许打比方的话，生物基因建构自己躯体所使用的原材料，就是各种各样的无机物分子和有机物分子，它们相当于构成电脑的硬件，而基因对躯体的设计则相当于电脑运行的程序软件。

有必要指出的是，裸体基因出现躯体的过程，不是无目的的自然进化过程，而是基因的一种自我设计行为。这是因为，无目的的漫长的进化过程，难以形成复杂的有效的躯体结构，特别是难以在不同生命基因之间形成相互共生的躯体结构（例如花香与蜜蜂之间的互动躯体结构）。在这种情况下，基因对躯体的有目的设计与施工，就成为在神创论和进化论之外的一种新的可以令人接受的理论解释。

当然，基因设计并重构躯体的过程和细节，我们今天并不十分清楚，基因设计与基因施工是同时进行的吗？还是先有设计，后有施工？如果是先有设计，那么是否存在着超前设计？而尚未施工的超前设计，是否属于冗余设计或伪基因结构？基因设计是如何验证其有效性的？又是如何根据环境变化而修改设计的？实施躯体重构的解剖学组织结构、分子结构或电子编码在基因的什么地方？这些智能设计工作是由一部分基因或若干基因完成的，拟或是由整体基因的全部电子编码共同完成的？解答诸如此类的一系列问题，尚待分子生物科学家的艰辛努力。

这里有必要指出的是，我在撰写《生命起源于复杂的电子编码》一文时，虽然尚未使用专门的“智因”一词，但是已经赋予“基因”一词许多新的内涵，其中就包括“智因”。例如，所谓“裸体基因”实际上就包括裸体基因和裸体智因两个部分内容。

三 、智因讲述的生命起源的信息故事

根据智因自主设计论（初期曾使用“基因自主设计论”一词），生命体内控制生命行为的核心结构，一是智因，二是基因。其中，智因负责设计生命体的结构，基因负责制造生命体的结构并使之运转起来。也就是说，智因是生命的设计师和指挥者，基因是生命的建筑师和管理者。

据此可知，生命起源于原始智因和原始基因出现的时刻。进一步说，原始基因要比原始智因出现的早一些时间，这是因为仅有原始基因并不能够形成真正意义上的生命体，简单的复制自己只能算是“晶体”。也就是说，生命起源的准确时刻是原始智因的出现，是原始智因把原始基因以及其他有用的原材料聚拢控制在一起，并给它们分配了任务，当上述各部分结构物各司其职运转起来的那一刻，真正的生命体就诞生了。

那么，原始智因又是如何出现的呢？从信息学的角度来说，这个问题的实质乃是，大自然的结构物究竟是如何从直接信息演变出间接信息来的？答案只有一个，即原始智因是间接信息的始作俑者，而生命也就诞生在原始智因对直接信息附加上新的信息（简称间接信息）的那一刻。显然，这里存在着逻辑上的同义反复，亦即间接信息的出现与原始智因的出现是一回事，或者是一件事的两个方面。

我们有理由做出如下推论：1、最初的原始智因，很有可能是从原始基因的结构上演变出来的，或者说原始基因和原始智因曾经紧密地聚集在一起。2、原始智因开始用间接信息识别、控制、利用生命原汤里的各种物体（包括其自身），并将它们组织成生命体。3、原始基因和原始智因，可能都不止一种，而这就意味着生命一开始就可能是多样化的。

前文已经指出，直接信息亦即非生物信息，是物质在物理力、化学力等的作用下，通过这些自然基本力达成的识别与控制。间接信息亦即生物所特有的信息，乃是对某些复杂的电子编码结构，赋予相应的符号功能，从而实现用一种符号替代一种物体的操作。从这个角度来说，生命体是由直接信息和间接信息来控制的，其主要过程如下：

1 、生命原汤里的信息活动

在生命原汤里面有许多的无机物、简单有机物（例如甲烷、碳水化合物等）和复杂有机物（包括氨基酸、蛋白质、酶、多糖类、核酸等），它们之间存在并发生着大量的直接信息活动，这些直接信息活动促成某些大分子进一步自组织起来。当然，生命原汤的自然环境，也应该有助于这些大分子聚集在一起；据此可以推论，生命原汤最早不大可能出现在海洋环境里，而是更可能出现在陆地的湖泊、湿地中，有关详尽分析另文论述。

2 、从准基因到原始基因

某些核酸分子（核糖核酸、脱氧核糖核酸）的存在，有利于周边若干有机物大分子结合组成与该核酸分子相同的或者类似的核酸结构，这是生命原汤里发生的最初的具有复制自己性质的信息过程，笔者称这样的核酸分子结构物为“准基因”，它的结构形式可能有多种。

当准基因的结构逐渐复杂之后，就出现了原始基因，原始基因的结构形式也可能有若干种。原始基因与准基因相比，一是结构更复杂（分子量增加），二是可以更准确地复制出自己。

3 、从原始基因到原始智因

当生命原汤里的原始基因越来越多的时候，构成原始基因的主要原材料核酸小分子（即核苷酸，由五碳糖、磷酸和碱基所组成）开始显得不够。在这种情况下，不同的原始基因之间，就发生为了争夺资源而形成的具有博弈性质的行为，而在博弈获胜一方的原始基因上开始形成了原始智因。与此同时，在博弈过程中失败的若干种原始基因，或者逐渐消失了，或者被获胜的那些形成了原始智因的原始基因们吞并了。

4 、原始智因的第一招

原始智因之所以能够帮助某些原始基因在争夺原材料的博弈中获胜，乃是因为原始智因请来了或者利用了某些帮手，这些帮手就是催化剂，包括无机催化剂（矿物质）和有机催化剂（酶）。

5 、原始智因的第二招

与此同时，为了识别这些催化剂，以便在需要的时候使用不同的催化剂，原始智因开始对不同的催化剂进行信息编码。正是在这一刻，原始智因完成了宇宙物质史上最伟大的创举：从直接信息创造出间接信息。笔者认为，这也正是生命诞生的时刻，这样的生命可以称之为原始简单生命。从这个角度来说，生命诞生于特别有利于核酸长链形成的自然环境之中；或者说，生命起源于某种核酸分子长链对催化剂分子及其相应的原材料分子进行了信息编码。

6 、原始智因的第三招

更为重要的是原始智因的第三招，即反客为主。刚开始的时候，原始智因是原始基因的辅助成分。但是，当原始智因具有对催化剂进行编码的能力之后，它就形成了自己的生存乐趣（创造自己、改善自己）。在这种情况下，原始智因为了延续自己的生存乐趣，它在对待原始基因的态度上，来了一个180度的大转变，即开始把原始基因变成自己的辅助成分。

这样一来，原始智因就有了两大法宝，一是能够操纵催化剂（至少包括合成催化剂与分解催化剂两种类型），复制出新的原始基因；二是能够利用原始基因的复制功能，把自己也复制下去。也就是说，原始智因具有设计新的原始基因的能力，它是生命体发生主动变异的动因所在（表明这里存在着接收环境反馈信息的途经）；对比之下，原始基因则是生命体保持稳定形态的基本力量。如果说，有性生殖的本质是为子代注入新的基因，那么原始智因就相当于“原始精子”，原始基因就相当于“原始卵子”，亦即性的形成实际上是与生命同时起源的。详情可参阅《性的经典解读与生物进化》一文。进一步说，生命的目的，不是《自私的基因》一书所谓的“基因复制自己”，而是本文指出的“智因创造自己”；从这个角度来说，基因的复制功能不是“自私”的为了自己，而是“忠实”的为了智因。

应该说明的是，直到这个时候，原始基因、原始智因和原始生命还都是“裸体”的。它们的样子，大体是一条核酸长链（具有识别和使用若干种催化剂的能力），周边有一些催化剂和原材料分子。而且这样的裸体简单生命，其种类也不会是只有一种，而是多种多样的。

四 、从原始简单生命到复杂生命体

由原始智因、原始基因和催化剂、原材料构成的原始简单生命，同样存在着生存博弈。这种生存博弈，至少包括两个方面，一是与环境进行博弈，二是与其他原始简单生命（包括同类和异类）进行博弈。在上述博弈过程中，原始智因的智力水平也在不断提高，其结果就是导致原始智因实现向智因的演进（包括演变和进化，演变可以是横向的，进化则是纵向的），原始基因实现向基因的演进，原始简单生命向成熟复杂生命体的演进，其标志就是单细胞生物的出现。也就是说，原始简单生命向复杂生命体的演进过程，实际上就是原始智因不断提高自己智力水平的过程，其主要标志就是不断增加编码的对象，建立相应的数据库，以及形成设计和指挥中心。上述过程至少包括如下工作：

1 、由核酸长链分子（多核苷酸链）为主要成分的原始智因（与原始基因紧密地结合在一起）开始对越来越多的催化剂进行编码，这种编码实际上就是在进行设计和建立相应的数据库。原始生命的智力结构，之所以采用核酸（核苷酸、碱基）分子构建，是与核酸分子的特殊结构和功能密不可分的。事实上，核酸是在水溶液里，具有最好的最丰富的电子编码结构的大分子，它可以由核酸小分子链接成几乎可以无限延展的核酸大分子；而且，核酸的化学键（例如氢键），既有利于核酸分子组成双链结构，又允许双链在某些酶的作用下实现部分的或者整体的分离。众所周知，核酸的主要分子结构，一是核糖核酸，二是脱氧核糖核酸，它们在生命起源和演进过程中分别形成为RNA和DNA。

2 、接下来（或者同时），原始智因开始对氨基酸（实际上还包括其他无机物和有机物）进行编码。这意味着原始智因对氨基酸的性能和用处逐渐积累了越来越多的认识，知道什么样的氨基酸可以制造什么样的蛋白质。

3 、原始智因通过对氨基酸的编码，开始进行蛋白质和酶（它们属于功能特殊的蛋白质）的设计。这意味着原始智因对蛋白质的性状和酶的功能逐渐积累了越来越多的认识，知道什么样的蛋白质可以制造什么样的生命体结构（相当于材料），知道什么样的酶可以制造什么样的蛋白质（相当于工具）。目前已知的生物所使用的氨基酸只有20种，由这些氨基酸（经由肽链）可以组成不同的蛋白质，而不同的蛋白质各自具有不同的功能性状（许多有机酶也是蛋白质），例如大肠杆菌约有2000种蛋白质，人体有10万种蛋白质。

4 、原始智因通过对蛋白质（包括脂质等其他有机物大分子）的编码，开始进行生命体结构（这里指最初的细胞）设计。这意味着原始智因对即将制造出来的生命体结构和功能逐渐积累了越来越多的认识，这意味着原始智因已经逐渐形成了相当丰富的预见能力。

5 、原始智因把上述完成设计的编码，转交给原始基因进行施工制造出相应的产品（也可以理解为，原始智因对原始基因进行了设计）。与此同时，原始智因和原始基因还要共同完成如何利用能源的工作，以便为生命体的生存运转提供必要的能量（最初的可利用能量，包括温差、化学能和太阳能等）。到了这一时刻，原始基因完成了向基因的转变，从此它承担起了三种角色，一是复制自己（包括与它联在一起的智因），二是制造生命体所需的结构物，三是管理生命体的生存运转过程（即新陈代谢）。

6 、原始智因对自己发出的指令进行编码。到了这一时刻，原始智因完成了向智因的转变，承担起生命体的设计师和指挥者的责任。

7 、当智因设计出细胞膜、基因制造出细胞膜（主要成分是脂质）的时候，裸体简单生命就变成了最初的成熟复杂的生命体，它穿上了自己的新衣（具有保护功能和筛选进出物功能）。接下来，智因又设计出鞭毛，基因又制造出鞭毛（主要成分是蛋白质），使得生命体有了自主移位功能。

8 、此后，智因进一步对更多的原材料（水里的和空气中的无机分子、有机分子、碳水化合物、糖类、脂类、氨基酸、蛋白质、核酸，既作为原材料，也作为能源和工具）进行编码和设计，凡是成功的设计，基因几乎都能够制造出相应的结构物来，这些结构物就成为新生命体的一部分。在此之前和与此同时，这些新生命体，能否在自然环境中生存繁衍，都要接受自然环境（包括其他生命体）的考验和选择。显然，这里发生着生命体与自然环境的博弈过程，而生命体为了适应自然环境，就要求智因（包括原始智因）具有对环境信息进行理解的能力，以及修正原设计的能力，这种能力笔者称之为“智因的主动变异”。

例如，智因需要设计出能够保卫自己生存的结构，以避免或者减少外界对自己的伤害。在生命起源之后的环境里，能够对生命体产生伤害的结构物种类很多，特别是一些其他生命体及其生命体的碎片，都可能对生命造成威胁和伤害。例如，一种神秘的未知结构HQW，从常见植物中，通过非常规手段提取，它可以杀灭或遏制多种细菌、真菌、病毒。

9 、再以后，某些单细胞生物演进成为多细胞生物。这里的关键是，智因的设计工作不再局限于一个单细胞内，它还需要能够与其他单细胞内的智因相互沟通，并进行协同设计；甚至相互交换部分的有时是全部的智因结构和基因结构，促成两种或者两种以上的生命体结构的横向联合与共生。

10 、接下来的情况，人们就相对比较清楚了，某些单细胞思维和某些多细胞生物逐渐演进成为更复杂的生物，例如植物和动物。这里的关键是，生物智因的智力水平有了新的提高，它们不但能够设计单细胞结构和多细胞结构，而且还能够设计生物的功能各异的组织结构、器官结构，以及功能完整协同的躯体结构。

需要说明的是，只有当智因完成新结构（例如某种新器官）设计之后（这个过程可能很漫长），才会交由基因去实施制造出新的器官来（这个过程相对而言非常迅速，有点类似从蛹变蛾的过程）。这样的好处很多，一是可以确保新器官一步到位，在新器官刚刚出现的时候就能发挥相应的功能。二是可以节约原材料，这与我们人类的大脑智慧先设计后制造是一样的，或者至少是类似的。三是可以降低生物变异过程中的生存风险，因为半成品的器官，既是无用的，而且往往更是有害的。事实上，古生物化石之所以缺少过渡性物种，我们之所以见不到半成品器官的物种，其原因就在于此。

11 、生物多样性与智因的“灵感”

众所周知，生物的遗传密码已被查明，总共有64个密码子，其中61个为有效密码子，代表着20种氨基酸。每种氨基酸的密码子数目差别很大，有些氨基酸有几种密码子，如亮氨酸一共有6个密码子（UUA、 UUG、CUU、CUG、CUA、CUC），而甲硫氨酸只有一个密码子（AUG）。值得注意的是，在地球上，除极少数的生物（如某些原核生物有小部分不同）外，氨基酸遗传编码是通用的，通常认为这表明地球上的所有生物都是由共同的祖先进化而来的。

但是，极限生命（指能够在高温、浓酸等极限环境生存的生命）的不断发现，以及某些生物的氨基酸遗传编码存在着差异，实际上揭示了生命起源之初，生命就是多样化的事实，这也就意味着地球上的所有生命（包括现存的和已经灭绝的）可能有着各自的祖先。或许，某些氨基酸有多种密码子，也暗示生命曾经有着多个祖先。

进一步说，生物的多样性，不仅仅与生命起源之初存在着多个祖先有关，而且还与智因的行为方式或者工作方式有关。这是因为，智因设计躯体结构的工作方式至少有三种，第一种是常规实用设计，即根据环境反馈信息重新设计能够更好地适应环境的躯体结构（包括细胞结构、组织结构和器官结构）。第二种是灵感设计，即智因能够突发奇想，创造出某些前所未有的特殊设计，例如某些蜘蛛的捕食技巧。第三种是爱好设计，即智因有着自己的偏爱，在不影响生存能力的前提下，允许展示自己的爱好，例如争奇斗艳的花，五彩缤纷的蝴蝶翅膀。

在这种情况下，由于智因的灵感设计带有明显的随机性，爱好设计具有多样性，再加上某些智因的错误设计和基因的错误复制中的“歪打正着”效应，更进一步直接或者间接促成了生物的多样化，同时也造成了生物物种演变和进化的某种漫无方向的景观，并导致了达尔文的误解。据此可知，由于智因具有选择不同方案应对环境变化的能力，因此如果生命有一次重新起源的机会，那么它产生的物种不会完全重复过去和现在的样子，正如人类如果有重新选择的机会，历史亦将重新改写一样。

12 、由于智因与基因是如此地紧密相关，有鉴于此，或许有必要对智因和基因重新命名，例如将它们合称为“智基因”，它就是生命体的全部DNA及其相关结构（包括RNA等）；从这个角度来说，生物学家天天在说的DNA，实际上是一套非常复杂的智力系统。智基因的主要组成部分有：设计部（智因中枢）、施工部（制造基因）、管理部（制造躯体结构并管理躯体结构，下设能源局、原材料局、保卫局和新陈代谢局）、复制部（生殖复制智基因）和信息部。

五 、智因就是细胞内的“神经系统”

每一个人都知道，自己是有智慧的，这个智慧源于自己的大脑细胞，而不是来自什么其他地方（相信人的智力来自上帝的人，属于宗教信仰，而不属于科学）。本文（包括此前的一系列论文）则进一步指出，根据智因自主设计论和万有智力论，每一个生命体的细胞内部，同样有着复杂的智力主体，它就是智因。也就是说，生命体内的染色体上，不仅仅有基因，还有智因。从这个角度来说，智因对于生命体的意义，就相当于神经系统对于动物的意义，因此可以说智因（其主要载体是DNA长链）就是细胞内的“神经系统”，亦即DNA是智力系统。

有关智因的具体位置和表现形式，可参阅《性的经典解读与生物进化》一文（注4）。例如，通过基因组测序，已知在DNA长链上，基因与基因之间，都有一些冗余的、不表达的、找不到功能的、甚至被称为垃圾的结构。其实，它们之中就可能有智因，这些智因或许正在设计新的基因，在没有完成设计之前它们当然是不应该也不可能“表达”的。

又如，生物演进过程中，多核苷酸长链（DNA、RNA）不断加长，如果我们能够搞清楚，它们是从一端加长，还是从两端加长，拟或在中间若干处分别加长（嵌入），可能有助于我们了解到智因对基因的设计究竟是发生在什么地方的问题（需要注意，设计的地方，不一定就是建造的地方）。此外，染色体DNA结构的多重螺旋缠绕，可能也不仅仅是为了收缩体积，而是也有利于DNA各段落之间进行信息或者成分的交换。

笔者在《智慧的基因：我把原子链成人》一文中指出，人这样高度复杂的结构物，是由智慧的基因（亦即智因）设计出来的。对比之下，我们人类的大脑设计的机器人，远远不如我们人的智慧；也就是说，至少在这一点上，我们人类大脑的智力还没有赶上智因的智力水平。一般来说，这两种结构有着如此巨大差异的智力形式，不应该进行简单化的比较。尽管如此，我们仍然有必要考察这两种智力的一些基本数字，以及它们工作方式的异同。由于笔者在《万有智力论之层间智力对话》（注5）一文中已经讨论过不同智力层次的差异现象，因此这里重点讨论一些与本文有关的一些问题。

1 、信息处理量

A 、智因的信息处理量

生物体内每一个细胞里通常都有几十对染色体，每一个染色体都有一条很长的双链（DNA分子），最短的DNA分子大约含有4000个核苷酸对，最长的大约含有40亿个核苷酸对。DNA长链上的一个区段就是一个基因（具有表达功能），一个基因通常由500个到6000个核苷酸对（又称碱基对）组成。

一个生命体内的细胞总数，除了单细胞生物和多细胞生物之外，几乎都是天文数字。如果生命体内的所有DNA都参与智因的智力活动，构成“智因互联网”，那么智因的信息处理功能，无疑是极其可观的。

基因的功能之一是根据智因的设计图纸来制造蛋白质，人体使用的蛋白质种类多达10万余种。每种蛋白质都是由20种氨基酸其中的若干种排列组合而成，例如人类的血红蛋白由4个氨基酸肽链组成，共使用了574个氨基酸。据此可知，仅仅是一种血红蛋白，就需要处理相当多的信息量。因此，仅仅是为了设计制造蛋白质，就需要生命体智因付出极大的工作量。

B 、大脑细胞的信息处理量

人在受孕后20天内胎儿的神经系统就开始形成，在35天左右大脑开始成长，原神经细胞即基本的脑细胞以每分钟好几千个的速度在生成。12周后，胎儿新的脑细胞的生长速度可达到每秒 2000个。20周后，胎儿的神经系统就基本健全了，有150亿个神经细胞。脑细胞占体重的2％，却需要身体氧气供应的20％。胎儿出生时，大脑有1000亿个脑细胞（神经细胞，又称神经元），成年人有140亿个脑细胞，其中只有约8％的脑细胞（11亿个）工作。

当有新的信息通过感觉系统传入大脑，大脑的神经元就会发生相应的生化反应，大脑神经细胞之间的联系就会增多。原本孤立的若干神经元由于新的刺激互相激活，神经元之间就建立起某种联系，形成了记忆和学习效应。每一个神经细胞有10万个神经元突触与相邻的脑细胞连接，加上神经系统树突和神经细胞轴突，可以构成百万兆比特信息量的相互联系。据此可知，140亿个大脑细胞的信息处理能力，是极为可观的。

2 、处理信息的速度

大脑约用时1／8秒（约0•002分钟）处理一种信息。

目前没有智因处理信息速度的观察报告，因此智因处理信息的速度不详。根据生物物种产生的时间间隔，智因处理信息的速度可能是非常缓慢的。有报导称，生活在南太平洋岛上的“达尔文雀”，其鸟喙在一代之间就出现了有方向的有利进化，这表明智因处理信息的速度可能要比我们通常想象的要快。显然，在这个问题上，达尔文的进化论存在着重大缺陷。

3 、智力加速度

生命智力水平的发展，存在着智力加速度现象，即随着智力结构的不断复杂化，其智力的效率和能力存在着越来越快的增长。例如，寒武纪生物物种大爆发，就可以解读为生命智力的加速度现象。人类社会的农业革命、工业革命、信息革命，同样可以解读为智力加速度现象。

需要指出的是，无论是智因层次的智力加速度，还是人类大脑思维层次的智力加速度，并不是“匀速”的加速度，而往往呈现出阶段性的跳跃式的变化，有时候智力水平停滞不前，有时候智力水平突飞猛进。显然，这种现象也是达尔文的渐进式进化论所不能解释的。

4 、原材料和工具差异

智因使用水里的和空气中的无机分子、有机分子、碳水化合物、糖类、脂类、氨基酸、蛋白质、核酸，以及生命体自身，作为原材料、能源、工具。

大脑的特点是既可以使用自身躯体，也可以使用广泛的身外之物，特别是固体原材料、化学燃料，作为原材料、能源、工具。

值得注意的是，目前大脑思维的智力已经进入到细胞智因层次，其标志就是各种各样的基因工程；而且，不久的将来还可能开展“智因工程”，即根据智因设计基因的原理，设计制造出新的细胞结构、组织结构、器官结构，直至新的生命体。显然，这是一项具有战略价值的高科技。

5 、起源和发展时间

目前生物学家找到的地球上的最早生命遗迹，约在40亿年前到43亿年前。不过，考虑到最早的生命形式，可能留不下能够被今天人类所察觉的遗迹，因此生命起源的时间有可能比目前已知的还要早。由于生命的起源与智因层次的智力起源是同时发生的，据此可知，最初的也是最小结构的生命极其相应的智力形式，应该出现在43亿年前或更早一些的时间。

从智因层次的智力到大脑思维层次的智力，有着漫长的发展过程，这个过程应该是在多细胞生物出现的时候就已经开始了；这是因为，多细胞生物产生了细胞功能的分化，某些细胞开始承担了信息收集和处理工作，显然这是一种与智因层次（其物质载体是细胞内的染色体）不同的智力活动。不过，由于我们习惯上认为真菌类生物和植物不具有神经系统（其实，不能排除它们也具有某种类似动物神经系统的结构），因此本文把人类大脑思维的智力起源追溯到动物神经系统起源的那一刻，其标志是无脊椎动物的出现（网状神经系统），时间约在12亿至13亿年前。也就是说，人类大脑思维的最初源头，可以追溯到最初的也是最简单的神经系统的出现。

6 、生命智力的最小结构

根据万有智力论，生命层次的智力，可以划分智因（细胞）、智能（有神经系统的动物）和智慧（人类）三个层次。因此，所谓生命智力的最小结构，对于智因来说，实际上就指生命结构的最小分子量，亦即最短的具有复制功能、具有编码使用催化剂功能的核酸分子链。对于智能来说，就指拥有神经细胞最少的动物。对于智慧来说，就指拥有最少大脑细胞的人类，低于这个细胞数的人，他的智力就属于不正常了。当然，上述指标仅仅考虑到智力结构的数量，而没有考虑到智力结构的工作质量和效率，因为后者尚缺少相应的定量参数。

7 、设计与执行方式

智因设计生命体结构的功能，与基因制造生命体结构的功能，两者密不可分（将两者合称为智基因更准确一些）。对比之下，大脑思维的设计功能，与手的制造功能（包括手的延伸），则可以明显地区分开来。有趣得是，大脑思维可以空想、幻想、想而不做，但是智因是否也存在着类似的行为，则不得而知。可以指出的是，智因也有着自己的偏爱，这正是导致生物物种多样化和生物个体多样化（例如蝴蝶翅膀的花色图案）的原因之一。

综上所述，智因的演进历程，也就是间接信息不但增加和复杂化的过程。虽然我们目前还没有找到智因在生命体内的具体位置（大体应该是在染色体上），也不清楚智因究竟是如何进行设计生命体结构工作的。尽管如此，我们或许可以借鉴动物神经系统的智力演进过程，以及人的大脑思维的智力演进过程，来推论智因的智力演进过程。理由是，它们之间的区别可能主要是结构上的区别（智因的主要结构是核酸分子，而神经系统的主要结构是神经细胞），而不是智力原理的区别。这是因为，任何智力都离不开对直接信息和间接信息的编码和解读。

本文最后要指出的是，寻找到智因并解读出智因的工作原理，我们就有可以创建形成一系列“智因工程”，有可能复原出缺损、失效的器官，有可能复原出已经灭绝的生物，有可能设计制造出新的生命体结构，例如新细胞结构、新组织结构和新器官结构，直至新的生命体来。显然，这是一项划时代的、在基础科学和前沿科学上的理论突破和技术突破，具有极其重大的科技价值、经济价值、战略价值和文明价值。

注释
注 1、《宇宙的重构》，王红旗著，中国国际广播出版社，1997年。
注 2、《万有智力：第五种自然基本力》，王红旗，2005年6月，发表在互联网BBS上，可以在百度搜索引擎检索万有智力、重构（王红旗）、重构文集、北京山海文化企划苑、帝禹山河图、经典图读山海经等条目查阅。
注 3、《我提出的万有智力和智因自主设计生命体结构的假说（DNA是智力系统的猜想）》，科学世界网自然科学论坛（署名经典图读山海经），人民网科教论坛（署名重构）等，2006年1月。
注 4、《性的经典解读与生物进化》，王红旗，2005年12月，发表在互联网BBS上。
注 5、《万有智力论之层间智力对话》，王红旗，2005年7月，发表在互联网BBS上。

文章编号：北京山海文化企划苑•重构文集060106B53－18000