生命是什麼：插圖珍藏版

1943年2月，量子力學奠基人之一埃爾溫·薛定諤在都柏林三一學院面對四百名觀衆做了一系列公開演講。這本不足十萬字的小冊子就是根據演講稿整理編撰而成。 在書中，薛定諤結合了將物理學的知識運用到生物學中，從另一個視角審視生命的含義，試圖回答生命是什麼、它爲何能保存和延續自身、生物和非生物的根本區別何在等問題。 彼時，染色體是基因載體的事實不久前剛被實驗驗證，而DNA的發現則還要再等十年（事實上，發現DNA雙螺旋結構的沃森和克里克都承認得到了本書的啓發）。 因此，在當時這本書可謂是前衛至極。正如2020年諾貝爾物理學獎得主羅傑·彭羅斯所說：「我認識到這本書一定會躋身20世紀最有影響的科學著作之列。」 那麼，在八十年後生物科學已取得長足進步的今天，本書中蘊含的思想是否落伍了呢？ 我認爲並沒有。書中的科學洞見以及交叉學科的思考方式，即使在如今看來都還頗具啓發意義。 在我看來，本書主要回答了三個與生命有關的問題。 一是生物的尺度問題。 原子爲什麼這麼小？換句話說，我們的身體與原子相比，爲什麼如此龐大？ 首先，我們需要明確，我們目前已知的物理定律都是從微觀的無序之中誕生的宏觀的秩序，這些宏觀秩序都是近似的、統計學的。只有在有大量原子參與的情況下，統計規律纔開始生效，我們才能得到精確度足夠高的物理定律。 如果我們的身體和原子是一個量級，那麼微觀世界的擾動如一個原子的撞擊都將對我們產生非常大的影響，我們的生活將是難以預測、沒有規律的。由於宏觀規律客觀存在，所以運作符合精確的物理定律的生命體將會在自然選擇中勝出。 也就是說，有機體的運作需要精確的物理定律，因此需要大量的原子參與，以避免對原子級別的干擾太敏感，所以我們的身體很龐大。 二是遺傳物質的結構問題。 基因應該是什麼樣的？極其微小的遺傳物質如何能夠具有持久性，又如何能夠產生突變？ 在物質結構中，真正重要的區別在於，原子是否是被分子鍵束縛在一起。原子被束縛在一起的分子、固體、晶體是一種東西，而氣體、液體和無定形/非晶質則是另一種東西。（在由分子組成的氣體中，只有每個分子內部的原子是以這種方式連接在一起的。）只有分子或晶體具有微觀結構的穩定性。 由於遺傳性狀具有穩定性，因此其對應的遺傳物質結構也應當是穩定的，能夠抵禦熱運動的干擾，所以遺傳物質需要是分子結構。 我們由生物學研究可知，在非常微小的遺傳物質中，囊括了一個涉及有機體所有未來發育的“精細密碼本”，因此一個高度有序、非週期性的分子或晶體結構「似乎是唯一可以想象的物質結構」。它能提供各種可能的原子排列（同分異構體），於是可以包含豐富的信息，也就能在這樣微小的空間內體現出一個複雜的決定系統。 基因是非週期性晶體這個猜想，還能解釋“跳躍式”的突變。基因的一個突變，就是從一種同分異構體量子躍遷變爲另一種同分異構體。 「一個基因，或者整條染色體纖絲，是一種非週期性固體。」 正是薛定諤的這個準確預言，啓發沃森和克里克走上了發現DNA雙螺旋結構的道路。 三是生命本質的問題。 生命是什麼？生物和非生物的根本區別是什麼？ 首先要介紹的是“熵”的概念。簡單來說，熵是對系統內部混亂程度的度量。孤立系統總是自發地向混亂度增大的方向變化，總使整個系統的熵值增大，此即熵增原理。 一個無生命的物體，會很快衰退到一個“平衡態”，即達到“最大熵”。此時整個系統達到一種持久不變的狀態，可觀察的事件不再出現。 而有生命的物體則不同，它們通過“新陳代謝”來避免很快衰退爲惰性的平衡態，不斷有事件發生，就是所謂的生命活性。對生物而言，死亡就是“最大熵”。而新陳代謝的本質，就是通過不斷從環境中攝取“負熵”，來消除生命活動中不得不產生的熵。 因此，可以說生命以“負熵”爲食。 生物與非生物的區別就在於，生物自發地汲取負熵，以消除它生命活動中產生的熵增，並將自身穩定於一個平穩的低熵狀態。 在書的末尾章節，薛定諤提出了有序有兩種不同的來源。 一種是從無序中誕生有序的“統計學機制”。這對應着目前爲止的所有物理定律的誕生；另一種則是從有序中誕生有序的新機制，這是我們解釋宏觀機械現象時所用的方法。 薛定諤認爲生命的誕生和發展，就是根據有序的大分子遺傳物質來構築起有序的身體組織，因此遵循的也是從有序中誕生有序的機制。 這似乎暗示着生命的某種機械論特徵。 這的確是個很反直覺、也很有趣的觀點，但我從一個門外漢的視角，自大地認爲它在邏輯上並不夠完備。 首先，生物體是低熵的、有序的，這本身就是一種假設。在《時間的秩序》中，羅韋利有一個非常有趣的觀點，即所謂“有序”、“無序”實際上取決於人的侷限性。就像一副撲克牌，人類認得花色、數字大小等等“秩序”，因此如果把一副理順的牌洗亂，那麼人類就會覺得這是一種失序、是熵增。但是，事實上撲克牌的每一種排列都可以看作存在一種秩序，只是我們沒辦法識別它罷了。因此，倘若跳脫出人類固有視角，也許生物體並不一定就是低熵的。 退一步說，根據有序的DNA藍圖，造出有序身體組織，捏起兩端的“有序”，是否必然意味着中間經歷的是鐘錶齒輪般的機械過程？我想這是很難肯定的。打個比方，我有一份日程表，在一天結束時，我發現日程表上所有事項都完成了，但這並不意味着我就是按照日程表老老實實地做了事，也許有別人幫我做了某件事，又或許有的事是我無心插柳完成的。 總之，這是一本閱讀中讓我腦洞大開，讀完後開起來的腦洞也關不上的好書。 薄薄一冊，氣象萬千。 尤其值得一提的是，薛定諤早在八十年前就開始嘗試進行學科融合。站在當下的視角回看，所有學科的最前沿，都已走上多學科交叉合作的道路，薛定諤這種極具前瞻性的科學探索令我欽佩不已。

在冷冰冰的物理規律下，是如何產生高度有序、複雜的生命的？這個問題在目前也是難以解答。 八十年前，量子力學大牛薛定諤以一個“樸素的物理學家”的身份對這個問題進行了思考。 限於時代的限制，薛定諤思考的角度主要是定性的層次，比如說生命的尺度爲何要這麼大？生命的遺傳物質應當有何種特性？生命用什麼方式避免熵增？ 這些思考雖然不能得出明確的結論，但其抽絲剝繭的思考過程，對後人的研究有許多啓發。事實上，沃森和克拉克在發現DNA的雙螺旋結構時便受到了這本書的啓發。這些思考在現在仍值得借鑑。

非常好的一本書。 薛定諤用他作爲一個物理學家的專業素養和經驗本能，很好的展示了科學家在探究路上遇到的重重思想洗禮。充滿活潑而愉悅的態度，那種科學的進展向我們展示生命的奧妙的發現的快樂，醍醐灌頂般的感受。 我覺得可以充分解釋爲什麼基礎理科組合要選擇物理化學生物這幾個學科，因爲在分子甚至更小的研究領域，是可以打通的。還可以介紹一些古老的文明智慧，奧義書，吠陀傳，佛學裏面提倡的一些思想觀點。非常有啓發。

是一本非常能夠順暢讀完的科普入門書。知識它是會進腦子的。建議親子共讀。

只需要高中知識我就可以跟上物理學家薛定諤的思路，可給我牛逼壞了。 這個譯本感覺相對好一些。