生命是二元的还是渐变的
摘要
生命的二元性在日常经验中根深蒂固，生与死、生命与非生命之间的明显区别就是明证。 虽然这种二元视角与医学和大部分生物学等学科相吻合，但在微生物学、病毒学、合成生物学和系统化学等领域却出现了不确定性，这些领域的中间实体对生命或非生命的直接分类提出了挑战。 本文探讨了二元和非二元生命概念背后的动机。 尽管人们认为有必要明确定义生命，特别是在生命起源研究和天体生物学的背景下，但越来越多的证据表明，在直观上明显有生命的东西和明显没有生命的东西之间存在着灰色地带。 这促使人们考虑从渐进主义的角度来看待生命，把生命描绘成一个具有不同 "生命 "程度的光谱。 鉴于目前的科学状况，是否存在一个明确的阈值仍是未知数。 然而，认识论粒度和认识论视角的转变影响着问题的框架，而科学的进步则缩小了可能答案的范畴：如果存在阈值，那么它只能是比直观认为的生命或非生命更精细的层次。 这凸显了对无生命和有生命进行更精细区分的必要性。
1. 引言
生命是一个在我们的日常经验中产生深刻共鸣的概念，在生物学中占有特殊的地位，生物学是一门明确致力于研究生物体的学科。定义生命一直是一个典型的哲学工作。几个世纪以来，思想家们提出了无数的概念，反映了这一基本概念所固有的复杂性和丰富性。在古代，亚里士多德将生命与灵魂的占有联系起来，在生命和存在的内在维度之间建立了联系[1]。莱布尼茨在他的《单子论》中认为，生命是由单子的聚集产生的，单子是不可分割的存在单位[2]。在现代生物学的曙光中，布冯将生命视为有机分子的固有属性，而康德则将其定义为有组织的身体的存在[3,4]。视角的多样性凸显了捕捉生命复杂和不断发展的本质的挑战。今天，这种概念上的探索仍然存在，这证明了一种持久的哲学挑战[5]。薛定谔[ 6]、奥帕林 [ 7]、克里克 [ 8]、德杜夫 [ 9]、梅纳德-史密斯和萨斯马里 [ 10] 等科学家试图通过列举特定属性来定义生命：物质交换、个体生长、自我繁殖、进化、新陈代谢、热力学失衡等。虽然这些定义通常带有改进性，但许多定义可以被视为突出了某些观点，例如代谢或遗传因素[11]。尽管有人质疑定义生命的可行性[12,13,14]，但在实践中，研究人员经常回到像NASA这样的定义，该定义断言“生命是一个能够经历达尔文进化的自我维持的化学系统”[15,16]。 事实上，鉴于目前的技术水平，这些定义被认为是充分的，至少作为工作定义[17]，并且务实的共识倾向于围绕它们趋同，并理解将根据证据和理论的要求进行修订。
上述定义中的细微细节本身可能具有信息性和价值，但出现了一个关键的观察结果——它们通常将生命描绘成一个二元结构，体现了生物和非生物之间的二分法[18]。这种概念化不可避免地导致阈值的识别，阈值有时位于不同的点上，例如，以不同方式强调个人和集体属性的定义就是这种情况[19,20,21,22]。虽然有人可能会争辩说，如果这些定义不是被解释为分类的工具，而是服务于其他目的，如操作或理论目标[17,23,24,25]，这不会造成问题，但问题的关键在于这些定义的内在性质。无论它们的预期功能如何，它们始终可以用作分类工具。这甚至似乎是定义行为本身的内在结果，它本质上寻求类似于确定必要和充分条件的精确分界。
当考虑生命定义时，讨论的矛盾性质变得明显，这些定义经常划定明确的界限，假设生物和非生物之间的二分法，但同时承认中间体的连续统一体，无论是在当代科学中，还是在地球上生命的历史起源中[5,11]。事實上，這種生命的二分法並不總是經得起嚴格的推視，特別是在深入研究探討生命邊界的特定科學領域時[26]。例如，在微生物学中，越来越多的微观实体，如巨型病毒和减少的微生物共生体被发现，它们无法进行明确的分类，这说明了生命形式固有的灰色性[27,28]。在合成生物学和系统化学中，合成了挑战我们传统生命观的人造实体[29,30,31]。因此，出现了一种基于渐进主义生命观的更细致入微的方法[32]。这种观点承认不同程度的生命，这些生命是惰性和生命性之间的灰色地带的特征。人们提出了诸如“生命特征”、“生命空间”[33]和“生命”[34,35]等概念来解释这种渐变的概念。
这就带来了一个两难的境地。一方面，显然有必要为明确和达成共识而定义生活;然而，定义方法，通常指定必要和充分条件，倾向于将生命描述为一个二元概念。另一方面，越来越多的证据表明，在明确无误的活着和明显没有活着的东西之间，存在着灰色地带。基本问题仍然存在：生命本质上是二元的，还是存在于渐进的或灰色的光谱中？
这个问题在与科学实践相关的形而上学、认识论和方法论方面具有重大意义。这场辩论的核心是形而上学，深入探讨生命的本质，质疑生命和非生命实体之间的本体论连续性或不连续性，并触及更广泛的哲学思考，即生命是否在我们的自然本体论中具有特殊地位。认识论意义涉及我们对生命的描述和理解，这是由现有的最佳科学知识提供的。在实证调查的推动下，这场辩论直接塑造了我们对生命的概念化和理论化方式，二元视角在生物和非生物之间建立了明显的界限，而渐进的观点则表明了挑战传统观点的微妙光谱。方法论影响影响天体生物学和生命起源研究等领域。虽然寻找外星生命通常依赖于二元假设，但渐进的观点明显促使人们重新考虑搜索标准，并采用更灵活的方法，以适应更广泛的潜在条件。至于对生命实验合成的研究，渐进的视角允许对生命和非生命实体之间可能的中间状态进行更复杂的探索。
本文旨在探索将生命解释为二元或非二元背后的基本动机。承认存在着结构和功能上多样化的实体居住的灰色地带，因此对定义生命的门槛施加了质疑。除非有令人信服的证据表明，在明确无误的活着的东西和明确没有活着的东西之间有一个明确的过渡门槛，否则任何生命的分界点即使不是武断的，也会成为约定俗成的。因此，关键问题围绕着是否存在正当理由将生命视为二元现象或渐进光谱。该贡献表明，回答这个问题在很大程度上取决于它的框架，特别是在认识粒度（详细程度）和认识视角（描述空间或可变空间的选择）方面。但是，证据将断言限制在特定粒度和特定视角内。如果存在一个确定的阈值，它必须位于一个比对生命和非生命的直观理解中通常预设的更精细的粒度。
2. 感知生命的二元本质
The Perceived Binary Nature of Life
列举了被认为对生命进行表征的必要和充分的特征集的定义，或者将自己呈现为生命系统应该以某种方式同构的模型，与二元假设密切相关，即在自然界中，存在两组物体——那些是有生命的（对应于所采用的生命定义）和那些不是。根据[ 36]，生命的二元预设可以表述如下：
（二）对于任何实体 E，E 要么活着，要么不活着。
这种二元预设被常识和所谓的民间生活概念广泛接受[37]。有理由认为，它在日常生活和我们周围的各种实体的分类中找到了理由。（Bi）确实是在两个对比鲜明的背景下被调动起来的，它们沿着两个截然不同的对立面描绘了生活。
第一种是更直接、更直观的对比，源于人类内在的欲望，即区分活着的实体和不再活着的实体。这种生死对立具有深远的意义，例如，促进了哀悼的情感过程，识别了潜在的威胁，或免除了对已故实体的未来责任。它倾向于历时地适用于同一实体，标志着之前和之后，影响个人对生命短暂和相关情绪反应的看法。
第二个对比将生命与惰性区分开来，将生命与非生命联系起来。与第一种对立不同，这种区分不是以实体状态的变化为中心，而是旨在根据其固有性质对不同的实体进行分类。这种对比的实际用途是多方面的。根据实体是活着的还是惰性的对实体进行分类有助于识别那些可能构成潜在危险的实体：熊不会构成与岩石相同的危险（至少在一定程度上）。它还可以用于界定责任，例如某些环境理论，例如生物中心主义，其中对生物实体的特定职责进行了理论化。这第二个对立倾向于同步运作，根据其固有特征对各种实体进行分类。
生命的二元预设在共同的经验中找到了验证，证实了这些对立的有效性。因此，它深深植根于日常生活中，影响着个人对生、死的叙述，以及有生命与无生命之间的区别。
在科学中，这两种对立在建立二元生命概念方面也起着关键作用。许多与健康相关的学科，包括医学和兽医学，本质上认为生命与死亡相对立。其他学科则以生命和惰性之间的区别为前提。因此，生物多样性研究旨在清点生物实体及其物种，而天文学或合成生物学等对天体生物学有贡献的学科则分别寻求识别或创造与惰性相对立的生物。
因此，深深植根于常识的二元预设（Bi）与科学实践相一致。它表明，将实体分为两个不同的组通常是相关的。然而，问题仍然存在：这种二元框架是否真正反映了生命不同表现形式所固有的复杂性？二元原则（Bi）经得起推敲吗？生与死和生与惰性的对立是否像看起来那么强大？
3. 生命二元本质的挑战
Challenges to the Binary Nature of Life
尽管有无穷无尽的确认，但即使在日常实践中，生死对立也并不总是容易实现的。宣布一个人的死亡可能极具挑战性，导致关于选择确定脑死亡或神经系统死亡状态的适当标准的辩论。值得注意的是，一个人的脑死亡可以与某种形式的代谢生命在一定时间内的保存共存，从而能够收获仍然活着且功能良好的器官。更具挑战性的是脑死亡逆转的可能性，正如最近研究的那样[38,39]。因此，从生到死的转变似乎远不如生死对立所暗示的那么明显，暗示了一个比（Bi）所暗示的更复杂的现实。
仔细观察就会发现，活生生的惰性对立偶尔也会受到挑战，而且没有实际用处。例如，在生物多样性研究中，尽管专利使用了“生物”一词，但反对意见往往无法运作：研究往往强调宏观生物（如动物、植物），而牺牲了微生物（如细菌），从而排除了很大一部分生物。例如，IPBES（2019年生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台）报告的执行摘要没有提到微生物、细菌或病毒，尽管它们在完整报告中得到了承认，因为它们应该被承认[40]。另一个例子是生态系统恢复，通常侧重于植物和动物[41,42]。矛盾的是，一些多样性研究可能会检查非生命实体或被归类为非生命实体的实体，如病毒多样性研究[43]。
此外，微生物学引入了许多挑战分类的实体，使我们对生命和非生命的直觉产生了怀疑。这包括其大小和基因组复杂性超过一些最小细菌的病毒[27,44]，以及功能和遗传上如此减少的细菌，以至于它们的真实生命性质受到质疑[28,45]。微生物动物园还包括人工简化的天然生物体[46]、RNA病毒颗粒或类病毒[47]、称为卫星的病毒因子[48,49]、称为噬菌体的病毒[50]、自主DNA链或质粒[51]、朊病毒[52]等等。
因此，现实似乎比生与死和生与惰性的对立所暗示的要复杂得多。正如我们现在将要探讨的那样，天体生物学也出现了类似的复杂性。
4.天体生物学中一或多生命？
One or Multiple Lives in Astrobiology?
天体生物学包括各种学科和多种方法论方法，围绕着生命起源及其在地球之外的潜在存在这一广泛框架的问题。这在欧洲天体生物学路线图（AstRoMap）的纲领性定义中很明显，该路线图将天体生物学解释为“在宇宙进化的背景下研究生命的起源、进化和分布;这包括太阳系内外的宜居性“[53]。这也体现在美国宇航局天体生物学路线图的价值论视角中，根据该路线图，“天体生物学包括寻找太阳系以外可能有人居住的行星，探索火星和外行星，对生命起源和早期进化的实验室和实地调查，以及研究生命适应未来挑战的潜力， 无论是在地球上还是在太空中“[54]。由于范围如此广，天体生物学将众多科学学科与不同的方法结合在一起，为最广泛意义上的生命起源和分布提供了互补的视角。这些方法和相关的研究主题不仅仅是程序性的，而且在科学实践中是显而易见的，正如对科学语料库的分析所表明的那样，包括对该领域主要期刊的主题文本挖掘分析[55]。
在这种观点的多样性中，可以确定两种方法（除其他外），其中生命实体和惰性实体之间的区别似乎是相关的，同时引起略有不同的解释，或者至少是与识别生命存在相关的不同研究目标。第一个侧重于生命系统的合成。这种方法通常出现在合成生物学和系统化学领域，包括与早期地球的益生元条件相一致或不一致的研究计划。这些程序通常使用广泛的化合物作为起始材料，无论是益生元上合理的分子，从当前生物中提取的大分子，还是人工合成的化合物。在这些研究工作中，一个焦点目标是原始生命系统的合成，本质上是在实验室中设计生命。这个想法是通过实验证明弥合惰性和生命性之间差距的可行性，通过构思化学系统，尽管是最小的，能够拥有通常归因于明显生命实体的主要功能（例如，[ 29， 30， 31， 56]）。因此，目标是创造化学系统，这些化学系统开始类似于有生命的东西，但在最低限度的意义上——可以说是最低限度的生命系统。
另一种不同的方法，其中活体/惰性区别似乎是寻找生命的痕迹或“生物特征”（例如，[ 57， 58， 59， 60]）。这种搜索可以在检查古代陆地岩石的背景下进行，以潜在地识别极其古老的生命痕迹，就像在地质学和古生物学领域内进行的那样。对生物特征的探索也延伸到太空探索和寻找太阳系其他地方的生命迹象，如火星或木星或土星的冰冷卫星。此外，它发生在越来越多的系外行星的发现和表征中，特别是通过对这些行星的大气光谱的细致检查。在所有这些情况下，目标是筛选现有证据，以确定确认生物起源的经验上令人信服的元素——从本质上讲，一个真正的生命实体是我们观察到的来源。通过这样做，这种生物特征隐含地指的是一种已经相当复杂的生命概念，例如，一种能够进行如此具体的新陈代谢的生命，以至于它留下了无可争辩的痕迹，不可能与非生物过程混淆。
虽然第一种情况在实践中针对的是最低限度的生命实体，但第二种情况隐含地涉及能够产生令人信服的生命痕迹的不可否认的生命实体。这种差异也体现在每种方法试图减轻的认识风险类型上。虽然第一种情况可能希望避免在实验室中合成的最小生命（假阴性）在旨在消除任何假阳性的受控、可复制条件下未检测到，但第二种情况从假阳性的角度考虑了认识风险：目标是避免在没有生命的地方确认生命的存在，否则这将是有害的。
无论如何，这两种方法都有基于不同生命概念的研究目标，因此可以考虑一系列生命程度，从合成生物学所追求的最小生命系统到寻找生物特征通常预设的不可否认的生命系统。
5. 以等级概念化生命
Conceptualizing Life in Degrees
将实体分类为不同类别的所有挑战——关于它们是否活着——往往表明生命更多的是一个程度问题，而不是一个明确、明确的转变。如果是这样的话，那么生命的二元本质的前提（Bi）并不像有时所主张的那样有力地证明，至少在足够详细或精确地检查时是这样。生活将更多地是关于“或多或少”而不是“全有或全无”，在两个明确确定的极端之间有临界案例：明显没有生命的和明显活着的（至少从我们所说的讲述，也就是说从认识论上讲）。在这里，我们遇到了一个已经存在的旧观念，例如，在皮里[61]的作品中，关于在明显活着的东西和明显没有生命的东西之间存在灰色或不确定的区域。这导致采用渐进主义假设，可以表述如下：
（G）对于任何实体E，E要么明显活着，要么明显没有活着，要么或多或少地活在这两个极端之间。
将生命度的中间区域（“生命空间”或“生命”区域）形式化的一种方法是确认在点0的明显无生命（例如基本分子，例如 2 3 CO，NH等）和明显生活在点1（由我们眼中不可否认的活着的复杂单细胞生物代表）之间存在一个渐变的尺度。 例如，经过充分研究的细菌，如大肠杆菌或生殖支原体）[32,33,35,62]。
那么问题就出现了，假设事先就明显没有生命状态和明显活着状态的基准达成一致，以测量中间区域实体的这种生命程度。衡量这种生命程度的一个直接方法是，作为一个整体来评估这些实体的活动与特定明显生命实体的活动（例如，代谢成分、繁殖、产生变异等）的相关性，与明显没有生命的实体（例如，拥有质量，就像生命实体一样）相比。
虽然这个解决方案乍一看似乎很简单，但问题在于，或多或少的生命实体可能会执行彼此非常不同的活动。例如，一种巨型病毒可能储存了大量的遗传信息，但不能单独代谢其复制所需的所有成分，顺便解释了它与其他明显活着的生物体相互作用的关键能力。相反，减少的内共生细菌可能存储较少的遗传信息，同时仍然能够合成其相对大部分的成分，尽管远未实现自主性并且仅与宿主细菌的相互作用受到限制。
衡量生命力问题的一个解决方案是确定这些实体在做什么——也就是说，确定它们的各种活动或功能能力——并比较衡量它们在执行这些活动时的表现程度。事实上，虽然比较执行非常不同活动的实体的整体寿命可能具有挑战性，但一次比较一个活动似乎更容易。例如，考虑个性化的能力（即实体将自己与周围环境区分开来的结构和过程）。
个性化可以通过多种方式实现，因此可以获得不同的性能分数。人们可以设想在矿物区室中构想一种基本的个体化模式（例如，[ 63]）;这种隔间将提供个性化的手段，但将是固定的，几乎没有机会与环境进行定向分子交换。一种稍微复杂的个体化模式是由简单的两亲性分子（例如脂肪酸）的自组装产生的双层囊泡;尽管这些囊泡具有柔韧性和可移动性，但仍然非常脆弱，对浓度、温度和pH值敏感[64]。通过在这些膜中插入稳定分子（如甾醇或两亲性多肽）将获得性能稍高的个体化模式，从而产生更坚固的囊泡[65,66]。可以想象，配备有专门转运蛋白和活性催化剂的膜将构成一种更复杂的个性化模式，能够产生和维持与其环境的化学失衡（例如，[67]）。直到当前一些微生物的极其复杂和多功能的膜，例如那些作为生命度 1 的基准的膜。
一旦完成类似的绩效评估，对于给定的实体，以及与明显有生命的实体的基准相关的所有标志性活动或功能能力，它们就定义了一个多维的“生命特征”（图1）。在这个生命空间中，任何实体都由一个向量表示，该向量与 1 标记超平面的距离表明它的接近程度与明显活着的实体一样有生命。这种向量表示有助于在实体之间进行有意义的比较，同时可以对每个实体的这些度量进行平均，并确定每个实体的总体寿命。
"图 1.生命空间和生命特征。基准生命实体的标志性功能能力定义了生命空间。对于基准明确存在实体，功能性能为最大 （1），对于基准明确无生命实体，功能性能最小 （0）。一个或多或少活着的实体在不同能力上的不同表现决定了它特定的生命特征。"
这种生命性测量的可能可操作性表明，识别实体的功能能力及其性能（或复杂程度）的合法方法是分析有关这些实体的科学话语[36]。潜在的假设是，科学对这些实体的评价是关于其功能能力的最佳信息来源。然后，确定一个实体的功能能力涉及确定有关该实体的科学话语中存在的主题。一个主题与给定实体的相关性越强，就越能说它描绘了该实体的特定和复杂的功能能力。用应用于大量科学文章语料库的文本挖掘方法分析这些话语，可以识别这些功能能力，从而产生多维性能向量或“生命特征”。在评估生命力时，达到 1 分是最重要的，尽管人们可能会考虑其他情况，在这些情况下，衡量超过 1 分的绩效可能是相关的（例如，如果区分各种类型的明显生命实体变得相关）。这种多维表示也可以扩展到包括其他相关维度（例如，如果外星生命的发现偏离了我们所知道的生命，并促使我们修改这些维度）。
很明显，描述明显没有生命的东西和明显有生命的东西之间的灰色地带不仅是可能的，而且在经验上也更充分，因为这些物质是由或多或少的生命实体居住的。这些实体的整体表现不如明显活着的实体。取决于人们是采用旨在描述当今生命多样性的研究视角，还是在原始地球上的惰性物质中出现期间，填充生命空间的实体要么是今天存在的实体，例如通过微生物学识别，要么是被确定为生命出现和进化过程中可能的中介的实体。
这导致了反对生命的二元原则（Bi）的经验论证。它确立了确定生命程度的可行性，从而将（Bi）规定的突然阈值重新解释为（G）所适应的渐进过渡。当然，这前提是寻求更详细地描述生活，可以说具有更精细的认识粒度。
6. 对未确定和回应的异议
Objection of Underdetermination and Response
对这种渐进主义观点的可能反对意见可能会诉诸于决心不足的论点，试图通过强调这种概念在经验上依赖于有限数量的数据点来削弱生命概念的正当基础。尽管前面提到了各种例子，但发现的实体相对较少，迄今为止人工合成的实体更少，可以归类为明显没有生命和明显有生命之间的灰色地带。因此，渐进主义论证的经验基础相对稀少，为在这几个分散的点中可能存在一个重要的门槛留下了空间。通过重新定义这个假设阈值的边界，作为一侧无生命和另一侧明显存在的生命之间的分界线，有可能重新引入二元原则。这种反对意见可以用两种方式来表达：一种是可以争辩说，在生命空间的一个或几个维度上可能存在一个可能的阈值;或者，可以说，这样的门槛可能会同时影响所有生命维度。
无论如何，这种反对意见涉及采用比渐进主义论文所采用的更精细的认识粒度，允许识别某些经验数据点组之间的可能空间，并基于原则论证重新引入其中一个空间中可能存在的主要阈值（图2）。
"图2.二元生命概念和渐进生命概念之间可能的争论动态。图表将整体寿命描述为实体类型的函数（按复杂性等排序）。可以做出类似的表述，只关注生命的一个相关维度。（a） 根据（Bi），一个明确的门槛将生命与非生命区分开来（绿色）。（b）渐进的概念（G）认为生命的区别存在于更精细的认识粒度上（橙色）。（c） 以更细的粒度（绿色）设定了新的阈值。（d） 生命的渐进区别在更细的粒度（橙色）上重新引入。"
对这一反对意见的回应将涉及类似地制定一个原则性的论点，援引认识论粒度的又一次变化。事实上，原则上没有什么可以禁止设想可能存在新的或多或少活着的实体，这些实体的生命可能符合这个新的所谓生命阈值的界限。人们甚至可以争辩说，由于这种启发式方法已经被证明是成功的，导致了或多或少的活体的识别，如上面讨论的那些，它可能会再次起作用，并导致在这些先前确定的实体之间识别新的实体，特别是在反对渐进主义论点提出的新阈值内（图2d）。总之，虽然渐进式过渡可能被批评为可能在更细的晶粒上容纳阈值过渡，但阈值过渡反过来可能被证明是更渐进的，在更细的晶粒上。
不难理解，对渐进论证的反对及其引发的回应是原则性的观点，可能会引起无限的回归，而这种回归的动力不断来自越来越精细的认识粒度的变化。至少有两种方法可以阻止回归。第一种观点认为，最终涉及描述感兴趣现象的细节或技巧的认识粒度实际上是上下文的，这意味着它取决于指定所需详细程度的研究上下文。因此，如果一个特定问题需要一定程度的详细程度，那么考虑到另一个研究问题，另一个层次的细节可能看起来更相关。从本质上讲，这就是说，在粒度级别之间可以进行仲裁，根据所追求的研究目标，所有仲裁都是同样合法的。这意味着（Bi）和（G）都可以被认为是有效的或相关的，但在不同的认识背景下，粒度级别不同。
解决可能的无限回归问题的第二种方法是承认，如果存在阈值，它现在只能处于比 （Bi） 最初设想的更精细的粒度级别。事实上，科学发现的一定数量的或多或少的生物实体（如上文所述的巨型病毒或微型内共生细菌）的存在限制了任何阈值（如果存在的话），充其量只能将自己定位在这些实体之间。其结果是必须制定一个新的二元假设（Bi'），其较窄的边界是其中一些灰色实体。科学确实提供了越来越精细的描述，在某种程度上更接近现实。或多或少有生命体的发现对（Bi）起到了约束作用，推动了重新表述，调动了更细粒度的界限，这些界限越来越窄，从直观上可以称为明显无生命和明显有生命的界限。
另一个需要考虑的因素是前进时采用的认识论视角（Bi），其中认识论视角是指描述现象的角度（这主要反映在描述性变量的选择上）。事实上，根据一种观点，阈值转变完全有可能在另一种观点下是渐进的。在手头的案例中，认识论的观点试图描述能够区分世界上实体的主要生命阈值的存在或不存在。这种观点的前提是，在给定的时间点，所有现有的实体都以某种方式以一种有原则的方式列出和排序，例如，按照复杂性的升序排列，或者使用另一个指标，如组装理论[68]，然后评估它们的生命性。然后，（Bi）或（G）是否为真，应该在该生命性图上将其视为实体复杂性排名的函数，要么显示显着的阈值转换，要么显示渐进的阈值转换（图3，橙色图）。
"图3.关于（Bi）和（G）的认识论观点。二元或渐进论证可以通过考虑给定时间（橙色）对实体的寿命分布（例如复杂性排序）、考虑最复杂实体随时间推移达到的最大寿命（绿色）、随时间推移的最大实体复杂性（蓝色）或作为时间和最大实体复杂性函数的最大寿命（红色）来部署。根据一种观点的阈值可能揭示另一种观点的渐进过渡。注意：为简化起见，假定随时间变化出现的实体类型比以前的实体更复杂，并且会持续存在（橙色曲线随时间累积）;更现实主义的表述将显示生命曲线的变化作为复杂性的函数，解释所有生命和灭绝价值的新实体。"
然而，人们也可以试图描述最大寿命水平如何随时间变化。在考虑生命起源的历史问题时，这种观点尤其重要。与第一种共时情况相比，描述性变量发生了变化：我们现在必须考虑随时间推移的最大寿命图（图3，绿色图），这一观点可以引发有关潜在进化过程的问题[69,70,71,72,73,74,75]。人们还可以对最大复杂度随时间的演变感兴趣，这是对同一类现象的另一种视角（图3，蓝色图）。关键的一点是，根据一个观点，看似一个门槛的转变，在另一个角度来看，可能是一个渐进的转变。例如，根据共时的观点，可能看起来像一个阈值转换（在给定时刻某些实体之间存在生命阈值）可能被证明是给定类型的实体随着时间的推移逐渐完善的结果（甚至与中间实体的消失相关的生命增加）。
请注意，考虑到这些不同的认识观点，可以区分可能在相对精细的粒度上发生的几种类型的转变（图4）。例如，当生命力的相对缓慢的改善而没有实体变化时，某种形式的“实体改善”可能会起作用（图4（b1））。当生命突然增加并出现许多实体时，可能会发生“生命辐射”（图4（b2））。可以称为“实体创新”，可能包括在不改变实体类型的情况下快速提高寿命（图4（c1））。
"图4.二元和渐进的过渡取决于认识论的观点。（a） 所有过渡都是渐进的一般情况，与选择哪种视角无关;这代表了随着实体多样化导致复杂性增加而缓慢改善寿命的情况。（b） 在一个角度上描述渐进过渡，在另外两个角度描述二元过渡的案例，代表不同类型的生活改善模式，有或没有实体多样化和复杂化。（c） 一个角度没有明显变化，两个角度有二元转换的案例，描绘了其他变化模式，包括现状。最大寿命随时间和最大实体复杂度变化的实际轨迹，用红色表示，箭头表示变化方向;橙色（生命值是给定时间复杂性的函数）、绿色（最大生命值随时间变化的函数）和蓝色（最大实体复杂性随时间变化的函数）的不同视角（平面）的投影（与图 3 的颜色编码相同）。"
无论如何，视角的选择对于评估任何转变的二元性或渐进性至关重要。仅仅通过考虑这三个维度（生命性、按复杂性排序的实体和时间），（Bi）或（G）的相关性就会立即在三个可能的投影平面上受到质疑，每个投影平面都代表着独特的认识论视角。重要的是，从一个角度来看，可能看起来像一个门槛过渡，但从另一个角度来看，可能表现为渐进过渡，甚至没有明显的变化。认识到具有不同生命程度的实体的状态空间所包含的维度超出了所讨论的三个维度，预计存在许多阈值或渐进过渡。对于生命起源研究来说，一个重要的考虑因素是不仅要了解每个阈值是如何跨越的，还要了解不同的阈值和渐进的转变是如何相互联系或联系的[76]。这种相互联系对于弥合无生命和有生命之间的差距至关重要。
7. 对激进相对主义的反对与回应
Objection of Radical Relativism and Response
将生命的二元或非二元本质转化为一个与粒度和认识论观点相关的问题，可能会面临激进相对主义的批评：如果对生命本质的每一个判断都是相对于给定的粒度和给定的描述性视角而言的，那就意味着，最终无法提供问题的答案。它表明，确定生物的性质及其与非生物的具体连续性或不连续性是不可能的。
有几个原因促使我们抵制这种批评。第一种是断言，仅仅因为关于问题的结论是相对于认识粒度和观点而言的，并不意味着它不存在。相反，我们完全有理由相信，考虑到提出问题的背景，特别是考虑到所采用的认识粒度和视角，对生命的特定描述是充分的。换句话说，一旦认识论的粒度和观点被固定下来，我们就完全有理由相信，可以为这个问题提供答案，而且在这种认识论的背景下，它可以在经验上被证明是充分的和有用的。出于非常务实的原因，某些情境可能需要在生命和非生命之间的灰色地带划清界限，甚至可能以不同的方式这样做。
正如我们所看到的（第4节），系外行星学家和合成生物学家不需要用“生命”来表示相同的含义来进行他们的研究：在他们各自的背景下，生命的某些方面将是相关的，而不是其他方面。这与一种语用主义观点相一致，根据这种观点，某些模糊的概念（例如“功能”等）可能会根据上下文以不同的方式消除歧义[77]。在这方面，某些实体在某些上下文中是活的，而在其他上下文中则不然，因为是否使用这条线或那条线，或者根本不使用线，当然是由上下文的语用元素决定的。然而，与此同时，任何给定类型的实体的生命程度仍然是世界的客观事实：这最终可以独立于这些背景观点来衡量。同样，这种程度的寿命是落在灰色地带的给定线的这一边还是那边，也是一个既定的事实。因此，虽然生命的灰色地带与维特根斯坦的家庭相似性观点或模糊的财产簇类型论点[78,79,80]一致，但并非一切都顺利：测量生命引入了一种原则性的方法，以经验绘制出这个灰色地带，使我们能够以有意义的术语谈论在其边界之间发现的实体的相对差异。
抵制激进相对主义批评的第二个原因是承认科学所取得的渐进式进步。这些进步逐渐用新的经验数据点填充了我们抽象的理论景观，这些数据点限制了我们对世界的概念化。如前所述，在微生物学、病毒学和分子生物学中鉴定新的、或多或少有生命的实体是重要的第一步。在生命起源研究中，另外两种类型的工作与这个问题特别相关。
第一个涉及研究最小基因组的可能存在。从某种意义上说，这是对生命起源问题的一种自上而下的方法。从明显的生命实体开始，这项工作旨在确定与初始基因组相比大大减少的一组基因，但仍然允许在拥有它们的生物体中具有最低限度的生命形式。其中一些工作是理论性的，并受益于系统发育和比较基因组学方法[81,82]。其他方法是经验性的，可以依赖于实验室研究的生物体中被认为非必需的靶基因的敲除实验或还原基因组的人工合成[46,83]。通过这样的研究，“明显活着”（生命的标志1）的门槛，以前与大肠杆菌等细菌相关的生物体，其生命状态是毋庸置疑的，现在遇到了其他标记，其生命性肯定仍然很高，但低于大肠杆菌。面对这种状况，出现了两种选择：要么我们可以改变基准生物体，现在转向具有最小基因组的生物体，要么我们可以为这样的生物体分配略低于 1 的寿命度。在第一种情况下，这意味着改变我们对可以归类为明显活着的生物类型的直觉。另一方面，它意味着承认新实体的存在不如以前已知的实体那么明显，从而将阈值（Bi）的可能存在（如果存在的话）降低到更低的水平（因此更精细的认识粒度）。
第二类工作可以提供对新的或多或少活着的实体的见解，包括源于益生元化学、系统化学、合成生物学或分子生物学的自下而上的倡议。这里的想法是从明显没有生命的化学或生化化合物（即使有时从生物体中提取）开始，尝试创建具有生物体一些关键能力的系统。然而，与生命实体目前的能力相比，这些系统的性能通常相对较弱。例如，这些包括包含能够在一定程度上扩增的小型自催化网络的系统或能够生长和分裂的脂质体中的封装系统[29,30,31]。可以理解的是，这样的系统，即使它们不具备像大肠杆菌这样明显有生命的有机体的所有功能能力，即使它们在功能能力方面不如大肠杆菌有效，也应该被归类为具有高于作为无生命基准的简单分子的寿命（标记 0）。
总的来说，这两种类型的研究表明，如果存在一个描述无生命和生物之间过渡的特定阈值的问题仍然存在，那么它就不再以相同的方式存在：任何潜在的阈值，如果存在，可能只存在于生命标记之间，现在一侧略高于 0，另一侧略低于 1。然而，它的边界将不再与明显有生命和明显没有生命的实体的初始基准保持一致。
如果我们不想不断改变生命极限 0 和 1 的基准——随着科学的进步，保持一个共同的比较基础是明智的——这意味着放弃最初制定的 （Bi），回到一个新的公式 （Bi'），考虑到这些新的经验生命点。換句話說，科學的進步——至少在剛剛討論的生命起源研究的兩個領域（自上而下和自下而上），以及如前所述的微生物學、病毒學或分子生物學（第3節）——限制了二元轉變的可能位置和範圍，並將其縮小到與初始標準點相距不那麼遠的基准點。因此，并非一切都与粒度和认识论观点有关：科学的进步决定了经验约束，这些约束往往使无生命和有生命之间边界的某些概念更加合理。如果存在某种寿命阈值，那么它只能比（Bi）最初规定的更精细。
8.结论：更细粒度视角的重要性
Conclusions: The Importance of a Finer Grained Perspective
生命的二元本质在日常话语中似乎是不言而喻的，这可以通过我们日常生活中经历的生与死、生与无生命之间的反复对比来证明。它还在某些科学学科中找到了合理性，例如医学和生物学。然而，对生命的真正二元本质可能会产生严重的怀疑。在判断某些实体的有生命或无生命状态时，这适用于常识，但在科学中尤为明显。在微生物学、病毒学和分子生物学中尤其如此，在这些地方发现了新的边界实体，这些边界实体很难被归类为明显无生命或明显有生命。同样，在天体生物学和生命起源研究中，关于生命现象的不同概念（在寻找生物特征方面概念较强，在合成生物学和系统化学方面较弱）的共存使人们对是否存在明确的阈值产生了怀疑。如果没有经验确定一个精确的过渡阈值，任何生命的划定点仍然是传统的。
鉴于是否存在一个明确的阈值存在不确定性，考虑逐步区分明确无生命的实体和不可否认的有生命的实体成为一种明智的做法。在这种渐进主义的观点中，生命被视为存在于一个光谱上，或表现出与特定功能能力的拥有和不同效率相关的“生命”程度。这个概念框架允许根据边界实体独特的“生命特征”来表征边界实体，承认非生命物质和生命物质之间存在中间体。
当然，可以对这种渐进主义概念提出反对意见，理由是它的确定性不足，这为可能存在更精细粒度的阈值过渡留下了空间。然而，有两种反应是可能的：（1）认识粒度的新变化可以识别新的中间实体并恢复渐进的概念;（2）认识论视角的改变（例如，增加时间维度）可以识别阈值过渡背后的渐进过渡。
虽然可能会提出批评，但这些回应并没有为激进的相对主义打开大门。事实上，科学的进步带来了限制，并且已经允许我们抛弃生命二元假设（Bi）的某些公式。特别是，如果一个主要阈值的存在或不存在仍然是开放的，那么它只能比生命和非生命的直觉概念更精细。这凸显了寻求更精确地描述这些生命程度的重要性。在启发式和自然描述性话语的精确性方面，似乎比确认存在一个不可简化的门槛要多得多。渐进主义概念所精确地提出的无生命与生命区别的更精细的概念，对于某些科学领域非常有益，例如系统化学或合成生物学的某些研究项目，这些项目特别需要更精细的粒度来表征他们所研究的对象。