把细胞学说从植物界扩展到动物界，并使其更具概括性和更广泛适用范围，是德国人施旺。1939年，他在《有关动植物结构与生长一致性的显微镜研究》一文中，给了细胞学说一个更完备的表述：所有的生物都是由细胞及细胞产物组成。他指出，细胞不仅是生物的构造单位，而且是生命的功能单位。并用“新陈代谢”这个词来形容细胞内部所经历的一切化学变化。

后进的生物学家在以后的研究中，留意细胞的增殖的问题，并发现两个子细胞的细胞核是由亲细胞的细胞核分裂产生的。

19世纪时，科学家们为了更清楚地观察细胞，在显微镜制片、固定剂、染色剂以及生物切片技术等观测手段上取得了更大的进展，细胞学说在新的技术条件支持下，获得了更大的进步与发展。生物科学家们从细胞学说出发开辟了一个又一个新的研究领域。

其中最重要也最影响深远的是细胞遗传学的建立。1848年，霍夫梅斯特从细胞中发现染色体无疑具有革命性的意义。早期的细胞遗传学者即在此基础上，着重研究分离、重组、连锁、交换等遗传现象等染色体行为的遗传学效应。

细胞学说与达尔文进化论的整合

说到这个话题，我们将不得不涉及到学术史上的一个悲剧人物孟德尔。

这位奥地利科学家从1856年到1863年，对豌豆进行了8年的杂交实验，从其研究成果中提出了遗传因子（现在称基因）和显性性状、隐性性状等重要概念，并在此基础上阐述遗传规律，即所谓孟德尔定律（分离定律与独立分配定律）。可惜的是，他的这一精辟的思想却长期未能得到学术界的承认。直到20世纪初，即1900年，有三位科学家几乎同时证明了这一定律，他的思想价值才被重新发现并得到确认。此时，距孟德尔做出这一伟大发现已经过了35年，孟德尔本人已经辞世近20年了。

孟德尔于1865年发表其伟大发现，在此6年之前的1859年，达尔文发表了划时代的巨著《物种起源》。在此之前，生物界认为生物体可以自己引导适应方向。但达尔文则相信生物变异具有很强的随机性，只是在自然选择的压力下，大量的随机变异中有一部分会变成可遗传变异，进而导致生物的进化。达尔文不知道孟德尔从另一个方向证实了他的伟大理论。孟德尔的遗传因子说确认，遗传因子（基因）阻止性状的融合，以此保证生物特性不变；只是在有性生殖的基因重组过程中，会偶尔发生基因突变，从而产生出变异的后代，使得自然选择在此基础上得以发生与延续。这一发现无疑会为达尔文传布自己的进化论提供一个有力的证据。十分可惜的是，这一正确发现却被科学界的偏见与谬误淹没了。

直到20世纪的三四十年代，迈尔等生物学家才将进化论与遗传学融为一体。

20世纪50年代，被称为“建构所有生物体蓝图”的dna的发现，更进一步证明了达尔文关于一切生物都是相互联系、都有其共同来源的直觉。dna存在于生命体的每个细胞当中，每个人体细胞中包含23对染色体，每对染色体各有一边来自父亲与母亲。dna就包含在这些线状染色体中。

科学家建议我们把dna看做是一小段一小段的软件，从每一小段都可以拷贝出良己更多的副本来。所有生物包括人自身都是这些自我复制程序创造出来的精巧装置。

有关生物学的科幻

对基因特性有了深刻的认识之后，人类在对自身生命研究方面便大大进了一步。20世纪下半叶，人类开始分辨每个基因并判断其控制人体中的哪一种机能。只是我们目前还只能分辨人体大约10万个基因中的几千如果我们弄明白了所有这些基因的机制，那么，人类至少在理论上完全可能控制自己的进化方向。从而改变了整个进化学说的基本面貌。

基因技术的进步，使我们有生物育种当中，可以混淆不同种属的基因，从而获得全新的遗传特性。转基因物种将成为一个巨大的谱系，越来越多地进人到我们的日常生活中。越来越多的转基因食品面世，又引发了人们对这种新型食品安全性的忧虑。基因技术使我们看到生物（包括人）整体无性繁殖和器官复制成为可能，更引起了更多伦理上的冲击与思考。比如在20世纪最后两年中，从实验室走出来的克隆绵羊多莉就在社会上引起了一场远远超出于生物工程学界的轩然大波。

在科幻作品中，赫胥黎的《美丽新世界》在基因理论尚未建立的时代，就对克隆技术大行其道的状况进行了展望。那种流水线方式生产没有个性的人类的方式使一—个时代都显得冰冷而恐怖。这种科幻，当然不是坎贝尔式的科学预言故事，这是一种社会性的政治寓言，再往前一步，就是戈尔丁的《蝇王》与奥威尔的《1984》这样的科幻作品了。从这些科幻作品，我们可以看出，人类在憧憬科学技术给我们一个美好未来的同时，也惧怕着一个我们因此不能确切把握的未来。

这种担忧，与其说是出于对科技进步的恐惧，不如说是基于对人性与社会制约机制的怀疑。

更多的时候，生物工程技术提供的依然是一幅乐观的图景。最近的一个很快就会成为现实的例子就是用克隆的方式把一个生物体变成一个药物车间。美国科学家正尝试着永远发言改变传统的制药方式，他们的目标就是创建没有任何机械与化学设备的新概念制药厂。方法就是本文开头那位科学家从显微镜下看着一个牛细胞开始的那种方法。

数字化时代

也许是太多材料，太多有关的现象与话题，有关在20世纪飞速成长的电脑倒成了一个非常棘手的题目。脑子里一片茫然，面对的电脑屏幕也宁静无声，比操作者冷静，更富于理性。前些天一个同事给我装上了一个屏幕保护软件，所以当我发呆太久，电脑就会自动给出颇具幽默感的画面，让人似乎感到它富于人情味的一面了。这是非常有意思的一件事情，至少枯燥的写作又显得有趣起来了。

在科幻中，电脑是个几乎无处不在的存在，一种我们无法忽略的存在。有时，它是一个冷血的角色，不动声色便嘲笑了人类一切情感范畴的冲动与表现（比如，在奥威尔的《1984》里）；有时，它可能是一个野心家丧心病狂时手中一个随心所欲的工具；当然，更多的时候，它可能就是一件为了加强科学氛围而出现的道具。

同时，科幻作家们不得不承认，可能是计算机技术发展过于迅疾，在所有关涉到科技的领域里，只有计算机领域，没有留给科幻太大的空间。这和宇航，和基因技术等等对于科幻的意义大不一样。有一则未经证实的趣闻说，比尔·盖茨访问日本时，日本首相桥本龙太郎便对他说，你剥夺了我科幻的乐趣。

当然，我们不能说，科幻作家没有预见到过这种可以计算的机器。但可以肯定地说，科幻作家没能料到电脑业迅猛发展，到达今天这种在社会生活中无处不在，从而造成了“计算不再和计算机有关，它决定我们的生存”这种局面。

更重要的是，电脑完全改变了我们对计算这个语词的理解，计算不再是数字们的相互的游戏，不再是一种数量的变化，不再是公式在纸面上诗行一样的延伸与构建。过去，虽然我们也很抽象地知道，数学可以包容这个世界的一切，甚至是哲学，但这种感觉确实过于抽象，普通人因而很难产生具体的感觉。但到电脑出现，我们却真正地感到了，在面前这个屏幕下面的机箱里，在那些芯片，那些集成电路版中间，这个世界上的一切都是可以用计算来表达的。更有甚者，许多这个世界上从未有过的东西，都可以用计算来建立，在数字化的空间里赋予其形式与灵魂。

当然，这是我们所不熟悉的另外一种叫做二进制的计算。这种计算是飞速穿梭的电流在冲撞，许多电子元件在一个密集的空间里，以比巫术还难以理喻的方式开启，在关闭。这种计算就是比特在回旋。

如果把二进制作为计算机最初的起源，我们就必须再回去两三个世纪。说起德国数学家莱布尼茨。他生于1646年，1661年人莱比锡大学学习。毕业后担任过外交官，宫廷顾问和图书馆长等职。1672后他开始进行数学研究，与牛顿并称微积分的创造人。

他改进了帕斯卡的加法器设计制造了一种手摇的演算机。提出了他认为是与中国八卦相吻合的二进制。1679年，莱布尼茨在描述他的这一伟大发明时兴奋地说：“一个人完全能够无中生有。”

对他来说，发现每一个数字都可以用0和1来表示，既是在用来表示所有论点的通用符号体系的设计方面前进了一大步，又是上帝存在的神秘表现。莱布尼茨说：“所有的结合都出自1和0，就像上帝无中生有地制造了万物一样，宇宙的最初本原只有两个，只有上帝和虚无。”历史上的许多发明者本身往往难以预见自己这个发明的真正意义，莱布尼茨也是一样，他给当时在中国传教的耶穌会士写信说，他的发明有助于使中国人皈依天主教。作为最早的机械式计算机的发明者，寒布尼茨要是知道他的二进制算术已经电子计算机语言，在20世纪重新获得巨大生命力的话，定会感到巨大的骄傲。我甚至想到，这是否就是一个很好的科幻题材。

1938年，法国人库菲格纳尔提出了在计算机中使用二进制算术。与此同时，美国物理学家亚塔纳索夫也想到了在电子计算机上使用二进制。他把这个想法告诉了一个叫毛奇利的科学家。毛奇利是电子计算机技术的先驱者之一。正是他所在的研究小组为现代的通用数字电子计算机拿出了最早的方案，这个方案吸取了亚塔纳索夫的想法，从那以后，二进制算术就成了计算机语言。字而人类要进入电脑时代除了算术问题，还需要更切实的技术支持。

这个技术源流也有颇长的渊源。机械式计算机早在17世纪就已经出现。后来又出现了机电式计算机。而电子计算机的出现则要更多地依赖于电子技术的发展。

比如，早在1834年，英国人巴贝奇便设计了一种程序控制方式计算机的雏形，但限于当时的技术条件限制而未能实现。巴贝奇提出这个设想后的一百多年间，电磁学、电子学不取取得新的进展。电子计算机的开发过程，也经历了一个从部件到整机，从专用机到通用机，从外加式程序到存储程序的演变。

1938年，前面已经提到的亚塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年，英国制成了巨人电子计算机，这是一种专门密码分析机，在二次大战中发挥了重要作用。

1946年2月，美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成大型电子数字积分计算机（eniac）。这台计算机最初也是派作军事用途，专门用于火炮弹道计算工作。后来经过几次改进，最终成为能够进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算，逻辑运算和信息存储的计算机，运算速度比继电器提高了1000倍。这就是人们常常提到的第一台电子计算机。当时就有人记述说：“它真是一个庞然大物，一个由真空管和电线组成的恐龙。它长30米，高3米，宽1米，由10万个部件组成，其中包括18000个真空管，1500个继电器，70000个电阻，10000个电容器和6000个肘节开关。据说每次开灯，全城的灯都要暗一下。”这台巨无霸的发明者之一曾颇为幽默地回忆说：“为了使这台机器正常运转，“每天都像第二次大战时德军发起最后攻击那样紧张。”这些状况，要等到电子，领域出现革命性的变化才能出现。具体而言，就是晶体管的发明。

1948年，肖克利等人在美国电话实验室首次进行了晶体管演示。它能完成电子管胜任的一切工作。却更可靠，更坚固，更小巧，需电很少，又无需预热时间。晶体管利用了硅和锗这类材料的奇特的电子学性能，这类材料，既非导体，又非电阻，因而被称为半导体。只是最早的晶体管没有电子管一般的放大功能，肖克利与合作者们通过组合几种用不同方法掺杂的半导体材料，制成了放大器件。

但是，晶体管在计算机中的大规模运用还要等上一段时间。50年代便成了巨型计算机的时代。更有意思的是，大家都对计算机在未来的发展做出了错误的预测。比如，最大的计算机制造商国际商用机器公司的创始人就曾预言，对一个像美国这样富有发达的国家来说，这样的大型计算机只要有三四台就足够应付所有复杂的计算，科幻大师阿西莫夫则在另一个方向上做出了与后来的事实大相径庭的预测。他认为，发展到最后，一台电脑最终要有几十亿个电子管，会有一个国家那么大。当然，他没有告诉我们，当一个电脑会占用一个国家的面积时，这个国家的人民是否可以在电子管线之间耕作繁衍。

1977年，斯蒂芬·乔布斯与斯蒂芬·沃兹尼亚克制造出了第一台微型计算机苹果1号。开始时，由于集成电路块价格昂贵以及记忆容量小（当时最先进的微型机的记忆容量仅一千字，相当于一篇新闻稿的字数。相对于同时代为支持阿波罗登月计划而实行重达数百万镑的计算机，最初的微型机不过是件玩具而已。）随着新技术曰趋成熟，微型机的记忆功能大大增强。从20世纪中期以来，计算机的发展速度超过了所有人的预计，其性能价格比每10年增加两个数量级。如今，我们已经无法构想一种没有脑存在的社会生活，就像无法想像一个大都市没有公共交能网络一样。

美国媒体实验室负责人尼葛洛庞帝在《数字化生存》一书中指出：“庞大的中央计算机，几乎在全球各地，都向个人电脑俯首称臣。我们看到计算机离开了装有空调的大房子，挪进了书房，搬到了办公桌上，现在又跑到了我们的膝盖上。而在下一个1000年初期，你的左右袖扣或耳环将能通过低轨卫星相互通信，并比你现在的个人电脑拥有更强的计算能力。

地球这颗行星，在数字化时代在人们的感觉中，将变得好像只有针尖般大小了。

仅仅半个世纪，电子计算机技术就为我们带来了信息时代的新纪元。现在，已经没有人对电脑的巨大力量表现丝毫的怀疑，最多会在进人无穷无尽的虚拟空间时发出疑问：数字化的比特流究竟会把我们带向哪里。