如果有人能让你在赞美热带鱼美丽的斑纹时想到图灵公式，在购买菠萝时看见斐波那契数列，那么几乎可以肯定，这个人是伊恩·斯图尔特。斯图尔特是英国最卓越的数学家之一，他的作品总是洋溢着能感染人的热情、快乐和智慧。这次，他的《第二重奥秘——生命王国的新数学》中文版的问世将展示生命中的数学律动，带领读者漫游生命世界的结构和形态。
该书也是缅怀英国的动物学家达西·汤普森的祭献礼。它的每一章都从达西·汤普森的传世巨著《生长和形态》中引句开篇。汤普森辞世于50年前，被斯蒂芬·杰伊·古尔德称之为“20世纪最博学的人”。汤普森对达尔文基于遗传变异和自然选择的进化解释并不满意。他相信，生命不是适应特征的收藏者，生物形态不能完全归因为机能和用途，而是对称、排列、转换等规则的体现。秉承这一思想和风格，斯图尔特开始拓展汤普森的生命几何。
叙述的一开始是来来回回地在物理形式和生命形态之间踱步，一会儿是肥皂泡、雪花、波、球体的变形，一会儿又是细胞分裂的模式、黏菌的行为、遗传密码的起源、动物的体纹或者病毒的几何结构。然后，斯图尔特将矛头对准了各种生物学中的难题，用数学的新眼光探寻其中的奥秘。花瓣、雄蕊中众所周知的斐波那契数列有着怎样的动态起源？在鸟类的集群飞翔和球场人流之中，隐藏的博弈律是什么？神经系统中的平行波如何代换成脑中的螺旋幻觉？诸多话题中有一个有趣的问题涉及遗传密码的起源。遗传密码到底是像克里克认为的那样，源于偶然性？或者，如果生命从头再来一次，仍然会出现同样的遗传密码。斯图尔特赞同后者，认为现在的遗传密码是一系列对称破缺的后果，最终将会有越来越多的特异密码子。有些遗憾的是，恐怕要等到我们在外星球上发现其他生命形式，这个假说才能够得以验证。
从真核细胞的起源、细胞的行为模式、胚胎的发育、适应性地形图、断点平衡假说、遗传分类学，到复杂性理论应用于人工生命的进化和生态系统，该书的结构是按照生物学上的简单到复杂来编排的，但是这并不意味着在数学上的难度也是如此。复杂生命的规则在数学上优雅、简单，极其经济。下面，就是这样的一个例子，乍一看，它似乎不可能用系统来解释。
有机体在我们这颗蓝色的星球上漫游，使用的是不同的运动模式。有腿生物运动时四肢协调动作保持平衡，一些腿抬在空中，另一些则在地面上负责支撑，如此才能向前而不至于跌倒。这不是一个很重要的问题，我们没有认真思考过它，但我们每个人都能做。然而，我们的四条腿朋友在这种行为中有着令人眼花缭乱的变化——鼎移、漫步、疾走、踱步、小跑、四肢交叉序奔跑和四肢时针序奔跑。其中有没有内在的逻辑呢？或者它只是自然选择雕琢的结果？
斯图尔特认为，基因为特定的物种选择了特定的运动模式，但是，振荡器和肢足的物理特性决定了进化的可能选项。其实，在他看来，大部表现型都由遗传和进化所制造，但是只有进化和遗传所遵循的数学规律才能够解释它们。生命在由物质构成的小宇宙中流动，包括基因自己，都受到物理及化学的的数学定律控制，而数学是怎样在起作用的，或许就是生命的第二重奥秘。
遗传学的突破赢得了生物学家在公众中的地位，许多科学家相信，DNA包含着生命的全部秘密，一旦某个特定的基因被发现，疾病能够被控制。但是斯图尔特似乎却在为生物学家的隘视担忧。他认为，生命远远超过DNA密码和序列，DNA不会苏醒，除非它的密码被一系列基于化学和物理的复杂反应所激活。如果说DNA是建造生物学的砖块，那么数学更可能像是建造者。因此，生物学不应该只停留于等待DNA解码，而应该用被物理学配置的数学工具展开更广阔地研究。我们在生物学教育中缺乏物理和数学可能导致了对生物学的思考偏向。如果生物学要继续站直了向前冲，我们需要节奏和对称的动力以保持平衡。应该如何去做，斯图尔特的书给我们提供了奇妙而清晰的启示。
如果你热爱生命和数学，该书显然应该放入你的私人藏书馆。然而，它显然也是为那些不知道自己会对生物数学发生兴趣的人所准备的。斯图尔特谈论他的思想，但是并不深入繁琐的细节。该书配以100多幅插图，恰似一份进入神秘世界的华丽邀请函。
《第二重奥秘——生命王国的新数学》
【英】伊恩·斯图尔特著
周仲良、周斌成、钟笑译
上海科学技术出版社
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