生命是什么：插图珍藏版

1943年2月，量子力学奠基人之一埃尔温·薛定谔在都柏林三一学院面对四百名观众做了一系列公开演讲。这本不足十万字的小册子就是根据演讲稿整理编撰而成。 在书中，薛定谔结合了将物理学的知识运用到生物学中，从另一个视角审视生命的含义，试图回答生命是什么、它为何能保存和延续自身、生物和非生物的根本区别何在等问题。 彼时，染色体是基因载体的事实不久前刚被实验验证，而DNA的发现则还要再等十年（事实上，发现DNA双螺旋结构的沃森和克里克都承认得到了本书的启发）。 因此，在当时这本书可谓是前卫至极。正如2020年诺贝尔物理学奖得主罗杰·彭罗斯所说：「我认识到这本书一定会跻身20世纪最有影响的科学著作之列。」 那么，在八十年后生物科学已取得长足进步的今天，本书中蕴含的思想是否落伍了呢？ 我认为并没有。书中的科学洞见以及交叉学科的思考方式，即使在如今看来都还颇具启发意义。 在我看来，本书主要回答了三个与生命有关的问题。 一是生物的尺度问题。 原子为什么这么小？换句话说，我们的身体与原子相比，为什么如此庞大？ 首先，我们需要明确，我们目前已知的物理定律都是从微观的无序之中诞生的宏观的秩序，这些宏观秩序都是近似的、统计学的。只有在有大量原子参与的情况下，统计规律才开始生效，我们才能得到精确度足够高的物理定律。 如果我们的身体和原子是一个量级，那么微观世界的扰动如一个原子的撞击都将对我们产生非常大的影响，我们的生活将是难以预测、没有规律的。由于宏观规律客观存在，所以运作符合精确的物理定律的生命体将会在自然选择中胜出。 也就是说，有机体的运作需要精确的物理定律，因此需要大量的原子参与，以避免对原子级别的干扰太敏感，所以我们的身体很庞大。 二是遗传物质的结构问题。 基因应该是什么样的？极其微小的遗传物质如何能够具有持久性，又如何能够产生突变？ 在物质结构中，真正重要的区别在于，原子是否是被分子键束缚在一起。原子被束缚在一起的分子、固体、晶体是一种东西，而气体、液体和无定形/非晶质则是另一种东西。（在由分子组成的气体中，只有每个分子内部的原子是以这种方式连接在一起的。）只有分子或晶体具有微观结构的稳定性。 由于遗传性状具有稳定性，因此其对应的遗传物质结构也应当是稳定的，能够抵御热运动的干扰，所以遗传物质需要是分子结构。 我们由生物学研究可知，在非常微小的遗传物质中，囊括了一个涉及有机体所有未来发育的“精细密码本”，因此一个高度有序、非周期性的分子或晶体结构「似乎是唯一可以想象的物质结构」。它能提供各种可能的原子排列（同分异构体），于是可以包含丰富的信息，也就能在这样微小的空间内体现出一个复杂的决定系统。 基因是非周期性晶体这个猜想，还能解释“跳跃式”的突变。基因的一个突变，就是从一种同分异构体量子跃迁变为另一种同分异构体。 「一个基因，或者整条染色体纤丝，是一种非周期性固体。」 正是薛定谔的这个准确预言，启发沃森和克里克走上了发现DNA双螺旋结构的道路。 三是生命本质的问题。 生命是什么？生物和非生物的根本区别是什么？ 首先要介绍的是“熵”的概念。简单来说，熵是对系统内部混乱程度的度量。孤立系统总是自发地向混乱度增大的方向变化，总使整个系统的熵值增大，此即熵增原理。 一个无生命的物体，会很快衰退到一个“平衡态”，即达到“最大熵”。此时整个系统达到一种持久不变的状态，可观察的事件不再出现。 而有生命的物体则不同，它们通过“新陈代谢”来避免很快衰退为惰性的平衡态，不断有事件发生，就是所谓的生命活性。对生物而言，死亡就是“最大熵”。而新陈代谢的本质，就是通过不断从环境中摄取“负熵”，来消除生命活动中不得不产生的熵。 因此，可以说生命以“负熵”为食。 生物与非生物的区别就在于，生物自发地汲取负熵，以消除它生命活动中产生的熵增，并将自身稳定于一个平稳的低熵状态。 在书的末尾章节，薛定谔提出了有序有两种不同的来源。 一种是从无序中诞生有序的“统计学机制”。这对应着目前为止的所有物理定律的诞生；另一种则是从有序中诞生有序的新机制，这是我们解释宏观机械现象时所用的方法。 薛定谔认为生命的诞生和发展，就是根据有序的大分子遗传物质来构筑起有序的身体组织，因此遵循的也是从有序中诞生有序的机制。 这似乎暗示着生命的某种机械论特征。 这的确是个很反直觉、也很有趣的观点，但我从一个门外汉的视角，自大地认为它在逻辑上并不够完备。 首先，生物体是低熵的、有序的，这本身就是一种假设。在《时间的秩序》中，罗韦利有一个非常有趣的观点，即所谓“有序”、“无序”实际上取决于人的局限性。就像一副扑克牌，人类认得花色、数字大小等等“秩序”，因此如果把一副理顺的牌洗乱，那么人类就会觉得这是一种失序、是熵增。但是，事实上扑克牌的每一种排列都可以看作存在一种秩序，只是我们没办法识别它罢了。因此，倘若跳脱出人类固有视角，也许生物体并不一定就是低熵的。 退一步说，根据有序的DNA蓝图，造出有序身体组织，捏起两端的“有序”，是否必然意味着中间经历的是钟表齿轮般的机械过程？我想这是很难肯定的。打个比方，我有一份日程表，在一天结束时，我发现日程表上所有事项都完成了，但这并不意味着我就是按照日程表老老实实地做了事，也许有别人帮我做了某件事，又或许有的事是我无心插柳完成的。 总之，这是一本阅读中让我脑洞大开，读完后开起来的脑洞也关不上的好书。 薄薄一册，气象万千。 尤其值得一提的是，薛定谔早在八十年前就开始尝试进行学科融合。站在当下的视角回看，所有学科的最前沿，都已走上多学科交叉合作的道路，薛定谔这种极具前瞻性的科学探索令我钦佩不已。

在冷冰冰的物理规律下，是如何产生高度有序、复杂的生命的？这个问题在目前也是难以解答。 八十年前，量子力学大牛薛定谔以一个“朴素的物理学家”的身份对这个问题进行了思考。 限于时代的限制，薛定谔思考的角度主要是定性的层次，比如说生命的尺度为何要这么大？生命的遗传物质应当有何种特性？生命用什么方式避免熵增？ 这些思考虽然不能得出明确的结论，但其抽丝剥茧的思考过程，对后人的研究有许多启发。事实上，沃森和克拉克在发现DNA的双螺旋结构时便受到了这本书的启发。这些思考在现在仍值得借鉴。

非常好的一本书。 薛定谔用他作为一个物理学家的专业素养和经验本能，很好的展示了科学家在探究路上遇到的重重思想洗礼。充满活泼而愉悦的态度，那种科学的进展向我们展示生命的奥妙的发现的快乐，醍醐灌顶般的感受。 我觉得可以充分解释为什么基础理科组合要选择物理化学生物这几个学科，因为在分子甚至更小的研究领域，是可以打通的。还可以介绍一些古老的文明智慧，奥义书，吠陀传，佛学里面提倡的一些思想观点。非常有启发。

是一本非常能够顺畅读完的科普入门书。知识它是会进脑子的。建议亲子共读。

只需要高中知识我就可以跟上物理学家薛定谔的思路，可给我牛逼坏了。 这个译本感觉相对好一些。