《生命是什么》书评

《生命是什么》读书笔记

本文并非对全书的总结，只为记录一些对于我来说新的知识并对从文中得到的启发进行梳理。本书主体分为两个部分，第一部分为“生命是什么”，第二部分为“意识和物质”（最后还附有薛定谔73岁写的自传）。前者偏科学，后者偏哲学。从行文可以看出薛定谔的思维十分严密，用自然语言讲解也充分体现了科学家气质。而从书中他对哲学家观点的引用以及自己的哲学思考来看，薛定谔对哲学也是很有研究的。在一段时间里他确实把哲学作为自己物理学工作外的主要兴趣。第一部分 生命是什么1.基因突变从生物学上看，基因突变是自然选择万千性状的来源。而从化学-物理学角度来考虑，突变是什么呢？从化学上看，从一个基因突变为另一个基因的过程，可以还原为同分异构体之间的转化（这里薛定谔只讨论基因自发突变而不与内环境发生物质交换的情况）。同分异构体之间的物质基础相同但结构不同，因此物理性质化学性质也不尽相同。这里尤其重要的是，它们的“能级“不同，所以同分异构体的转化过程之间需要打破”能垒“。需要注意的一点是，能垒并非同分异构体的能级之差，而是要高于这个差值的。因为两者的转化并非直接的，而是需要从一同分异构体先转化为”中间产物“再最后形成另一同分异构体。中间产物的能级要比两者都高。所以过程用曲线表示是a先升高到b再降低到c的过程。abc分别是反应物-同分异构体、中间产物、产物-同分异构体。所以需要外界至少提供(b-a)的热能才能使反应进行。这就涉及到了物理问题，热是什么？对于作为主体的人来说，热是一种感觉，这种感觉是外界环境-人体生理共同作用的结果。（人有五感，为什么有这五感可以通过演化论解释，大概理路是这五种信息是相对来说最普遍最利于生存的，所以作为生存的人演化出了这五种从外界信息接收的方式以确保生存。）那么通过人体触觉-热觉才感受到出现了的”热“在感觉到之前到底对应外界环境中什么样的物质活动呢？物理学上用温度量度冷热程度，它标志着”粒子运动的剧烈程度“。粒子运动的越剧烈，温度越高。一杯热水比一杯凉水的水分子运动要剧烈，触碰后通过一系列生理过程在意识上最终表征为了”热感“，碰到太烫或太冷的东西我们会下意识地避开，否则会对自身造成伤害，没有这种热感机制的生物体在这类环境下会难以生存，这也是演化论解释的依据。那么回到基因突变-同分异构体转化那里，提供(b-a)的热能从而让反应进行，在物理上微观上是什么样的活动呢？基因所处的内环境局部粒子运动的剧烈程度，使得在表征为温度达到了(b-a)，这种程度的粒子运动撞击同分异构体的作用位点使得其发生了结构变化，从而转化成另一种结构，这就是基因突变的物理学实质。而只要不是绝对零度，粒子都是在不同程度的做无规则运动的。而不同局部会有运动剧烈程度的差异，这种剧烈程度是几率性的，在任何温度下都有这种特点，其正相关于温度。并不是在同一温度下，任何单一粒子的运动剧烈程度都是相同的，而是一个统计力学的结果。所以温度越高，越可能”泵浦“（即结构转变的发生），而任一温度都可能泵浦只是几率问题。这也就解释了基因突变的频率（单个看是很低的）与内环境的温度的相关性。薛定谔在文中用”量子跃迁“、”泵浦“表示这一同分异构体转化的过程的发生。为什么这个叫”量子跃迁“？量子理论揭示了微观物理世界的不连续性，最开始是普朗克为了解释黑体辐射现象而提出”能量是一份一份的而不是连续的“这个观点。在这里，同分异构体的能级也不是连续的。同一化合物的同分异构体数量与其复杂程度正相关，但总是”量子化“的而不是”连续的“。因而从一个同分异构体转化到另一个同分异构体是谓”量子跃迁“。写到这里联想到库恩解释科学进程时提出的”范式转换“概念，从一个科学范式到另一个科学范式的转化就像是”量子化“的。身为物理学博士的库恩对量子理论一定是熟悉的。这里多做一点联想，从一个范式转化到另一个范式的”心理能垒“并非两个范式对应的”心理能量“的差值，只有更大些”心理能量“才有足够勇气冲破旧范式。2.遗传物质的持久性正因为微观粒子总是在做不停息的剧烈运动，但遗传物质（薛定谔撰本书时生物学只发展到推测遗传物质应该是分子，而现在已知晓是生物大分子核酸，薛定谔猜测是蛋白质，亦如当时许多生物学家猜测的一样）事实上是很稳定的，否则无法解释世代交替过程中的生物学稳定性。薛定谔想寻找微观物理学上的解释。虽然凭现在高中的知识已经知晓是某种化学键，但这是化学意义上的。化学键在更微观的物理上为什么具有稳定性？薛定谔在书中告诉我们，正是量子力学（它是”根据第一原理来阐明自然界中实际碰到的、原子的各种集合体的第一个理论“）的一个推论——海特勒-伦敦键理论（起源于量子力学波函数的交换对称性）成功解释了原子如何通过化学键中的共价键键合成了分子。从而当然也说明了遗传物质的稳定性是源于量子理力学的。虽然我们现在知道量子力学是微观解释的基础并且已经广泛运用到了许多科学领域中并取得了成功，而这件事更具体的说明了量子力学的解释力。特别有意思的是，海特勒-伦敦键理论是通过量子力学自然而然得出的推论，并非为了解释化学键而发明的。科学进程中充满了这种准确的”巧合“。3.以”负熵“为生看了维基百科才知道负熵概念正是薛定谔在本书中首次提出的。熵表示混乱度（书中说熵”表示的无序，一部分是热运动的无序，另一部分是来自不同原子或分子杂乱不可分的随机混合“），负熵即表示有序程度。一种粗糙的理解：我们的观念、行为无论是什么，它只要”是什么“了，它就是有序的。而所谓人的无序就是死亡。无序是混乱，是平衡状态，而人正是要从外界汲取负熵来维持自身远离最终的平衡状态，生物学上叫”新陈代谢“。这里和前面提到的温度表示粒子运动的剧烈程度也是一致的。热量越多，粒子运动越剧烈，粒子行为越无序，熵越大。”当你熔化了一种晶体时，你是在破坏原子或分子的整齐而持久不变的排列，并且把晶格变成了一种连续变化的随机分布“。4.产生序的两种方式一种是有序来自无序，一种是有序来自有序。后者直观上更好理解，我们日常行为与许多科学研究的宏观现象都是来自有序的有序。前者的一个范例就是前面提到的统计力学。单个粒子的运动是无序的，而从大量粒子的行为可以统计出某种序来。所以科学家对单个粒子的行为总是无法预言的，而对大量粒子却是可以发现它的规律进行准确的预测。也正因这个理由，薛定谔认为这个物理世界即使不是严格决定论的，也至少是统计决定论的。5.决定论与自由意志我把薛定谔的推理摘录如下：“（1）我身体的功能，像一台纯粹的机器一样，遵循着自然界的定律。（2）然而，根据毋庸置疑的直接经验，我总是在指导着身体的运动，并且能预见其结果，这些结果可能是决定一切的和十分重要的，并且我感到要对结果负起全部责任。我认为，从这两个事实得出的唯一可能的推论是，我——最广义的我，凡是说过“我”或者感觉到“我”的每一个有知觉的头脑——就是按照自然界的规律控制着原子运动的这个人，如果有这样的人的话。”也因此在这个意义上，薛定谔认同”基督教术语：因此我是万能的上帝“，即自然规律的直接体现。他对”我“也有破执的分析：”如果认真地分析一下，你将会发现它比个人资料的集合（经验和记忆）多不了多少，就是说，它是一块油画画布，在它上面聚集了这些资料。而且经过仔细的内省，你会发现所谓的'我'者，实际上只是那些资料聚集在它上面的那种像画布一样的基质而已。“”在你过着新的生的同时，你还记得过去的生活，但是这个事实将会变得愈来愈不重要。你可以用第三人称来谈论‘青年时代的我’；而你正在阅读的那本小说中的主人公就更贴近你的心，也许更亲切，更为熟悉。“第二部分 意识和物质1.习惯人的意识分为（显）意识和潜意识。而我们思考总是在用显意识思考，但我们的个人生活习惯却总是”不走脑子“的通过”潜意识“的神经来调整的。薛定谔举得例子是走熟悉的路，我们总是不仔细思考怎么走，但如果来到陌生的地方，就要全神贯注地考虑如何走。因而很多需要坚持的”该怎么做“，即使我们想明白了，也得先通过各种”诱导“自制着做，直到成为习惯，那就轻松了，这件事就到了显意识的阈值一下，被潜意识自然控制。”我们自己既是斧头也是雕塑，既是征服者也是被征服者——它是一个持续不断的‘自我征服’。“为什么薛定谔提到这个，是由于他之前是按拉马克”获得性遗传“”用进废退“那一套来理解的。如果这是对的，那么个人的显意识对无意识的规训就能遗传到下一代。当然，从大的方面考虑，拉马克在这里是错误的，达尔文的”后天改变不可遗传“才是正确的。当然，现代生物学也发展出了表观遗传学，在许多方面”获得性遗传“也是存在的。在基因层面上说，比如基因非编码区对编码区表达的调控，以及启动子剪切酶之类所对应的DNA在经过甲基化等途径后，就会有表观遗传的途径。不过这里考虑大的方面更成熟的理论，这些就不深入讨论了。2.外部传承而即使不考虑可获得性遗传，而接受达尔文的演化论，物种个体的行为对后代就没有影响了么？薛定谔的答案是否定的。按照达尔文演化论的模版，基因突变产生新形状，经过自然选择后筛选出适应环境的形状，从而更有利于该物种的生存繁殖。从这个模版理解一个物种的性状是完全来自基因，而行为样态是无法传给下一代的（这里薛定谔似乎有一个错误，一会儿再说），所以行为样态无法遗传。但考虑到物种”行为样状“对环境的选择或改造，这个经过选择或改造的新环境是更好地适应该行为样态的，而后代生活在这个新环境中，也会因此更倾向于产生该行为样态。而如果考虑物种的模仿可能与高等动物的教育可能，对该行为样态的”外部传承“也达到了和内部遗传同样的效果，即传给子代某种特征。最明显的例子是语言。未经过人类社会语言教育的人类幼体（比如由狼哺养长大）是无法说话、写字的。而在这个意义上我们可以说不是经过遗传而是通过外部传承，亲代和子代公有了同一特征。但也需要注意的是反过来的情况，由人类看护成长的黑猩猩可以像人类一样掌握语言么？显然是不可以的。而人与该黑猩猩确实是共享着一个外部传承的。所以我们也不能忽略内部遗传上的物质基础比如器官的、脑神经的。人类子代可以通过外部传承掌握亲代的某种特征，也是要求有相同的物质基础。所以总体来看，亲代和子代的公有特征有两种途径，一种是内部传承——遗传，另一种外部传承——文化。也可说前者是通过基因的，后者是通过迷因的（http://www.guokr.com/article/257684/）。而考虑到特殊性，我们或者可以再粗略地把外部传承划分为亲子传承和社会传承，社会传承又专门地通过学校教育来完成。考虑到演化心理学相关的亲子博弈和我们实际上从小耳濡目染父母的性格习惯，单独提出来是有益的。原本是自然选择的演化，由于人类将环境改造的复杂行为，外界环境一定意义上说不再是自然选择而是社会选择。当然，社会选择由于各种经济、医疗保障是没有自然选择那么严峻的。薛定谔也在此意义上谈到演化速度可能减慢。而上述提到的物种新性状对环境的选择与改造，再反过来促进物种该性状的发展（某种意义上的”用进废退“）的过程，也揭示了对初始条件敏感的”混沌理论“，而这一初始条件就是基因突变。而”混沌“的发生也正是因为这个过程首先是一个内因外因交错的多因素的复杂过程，外因通过选择使特征内化融入遗传物质，内因通过表达使特征外化融入环境。即这种”放大“效果是从基因突变到内外因作用的复杂的非线性过程中形成的。而也在这个意义上，过分地区分内部传承和外部传承是无意义的，只能相对的区分。另外，关于薛定谔所言行为的不可遗传性，他是忽略了行为是受到神经系统调控的这一基础的。即行为不是纯粹的外部事件，它受内部系统的支配。考虑到这点，行为的遗传性、心理特征的遗传性对应的神经系统受到自然选择，在达尔文演化论体系下是完全可以理解的。这一点在现代已发展为行为遗传学、演化心理学。3.主观与客观薛定谔提到从希腊哲学直到今日的科学发展都坚持着两个原则：可理解性原则和客观性原则。可理解性原则指的世界是可理解的，哲学上一直通过抽象化的自然语言进行理解，科学是通过数学语言。客观性原则是指的我们把感知到的世界当成客观世界来进行理解，同时把我们这个意识摆在了世界之外。这也是海德格尔所言的“存在者”思维，主体与客体正是通过此种摆置形成。而这种摆置确实也由历史证明其价值，如科学的发展。而这种摆置也有其不利的一面即忽略了意识自身的位置。幸而20世纪量子理论的进展有助于我们从科学上看清这种思维方式的另一面。薛定谔曾为凸显量子理论的“难以理解”，提出了一个著名的思想实验即“薛定谔的猫”。这只猫怎么可能在开盖观测之前处于生死叠加态呢？直观上理解这只猫应该生死处于一者才对。这只猫确实是生死处于一者，但我们在观测结果以前，我们只能获得统计性的概率性的结论。这在宏观物“猫”上看着难以理解，只是因为我们日常生活中接触的宏观物没有涉及到微观物理世界的概率性，而微观物理世界恰恰是概率性的，它的“难以理解”也通过这个思想实验凸显。很容易有这样的问题：那我们对微观世界的单一粒子进行观测不就行了吗？在观测上到底是什么样的困境导致我们无法获得准确的结果呢？就像打开箱子检测猫的死活一样。很可惜的是，我们没法“干净”“彻底”“原初”地对粒子的运动状态进行观测，我们这一观测必然会影响到粒子的运动状态。就仿佛我们打开箱子这只猫从生死叠加的波函数坍缩为粒子态生死之一一样。正是这一发现让科学家重新思考了我们意识的观测行为本身。有一种常见的误解，这种误解也总是伴随着对某种神秘性体验的证明。既然我们的观测影响了粒子的结果，那岂不是证明了我们心灵实实在在地具有某种力量？这确实是一种误会。只要我们更坚定地认识到“世界上一切都是物质的”就能对量子理论做出准确的理解，尤其是意识“到我们的意识的观测是一件发生在物理世界上的事件”。“我们观测”，简单地说是“我们看”。这个“看”到底是什么？常识上理解就是看，我们视线到了哪里我们就看到了什么。而在这里需要还原到物理世界进行追问。看见一个物体，其实是光照射到物体表面上通过反射进到了我们的眼睛中，这里是光子打到了视网膜上。所以实际上并非从眼睛发出某种视线，而是眼睛作为一种接收信号的仪器，接收到了光信号。打个比方，就仿佛下大雨的时候一个人拿着盆到处跑接雨水。雨就是光，盆就是眼睛，到处跑就是视线移动。这样我们就能很容易明白，观测是一件物理世界，当然在这个角度上说，心灵也是视脑神经系统的运行过程也是物理世界，这里没有什么神秘的。那么现在就可以想想，我们观测一只猫——作为宏观物体——光子打到猫身上反射到我们眼睛中让我们看到这个过程，光子对猫的运动状态影响实在是太微弱了，因为量级差的太大。但是当我们在微观物理世界中探索的时候，我们的研究对象是微观粒子。恰恰光子就是一种微观粒子，那么我们在通过这种光的手段探测，光子撞击到一个微观粒子上后光子反射到我们眼睛中，过程中这个微观粒子怎么会不被同一量级的光子撞击影响到运动状态呢？所以观测行为会影响到微观粒子的状态实在是太正常不过了。那么是不是能不通过光子，通过某种其他手段进行观测而不影响到待测粒子的状态呢？很遗憾，这里是微观物理世界，已经是现代科学所能延伸到的尽头了，实在是找不到某种比待测粒子还是微小的力量作用。观测一定是通过某种方式的观测，正是这个某种方式在微观上必然地会影响到待测粒子。正是在这个意义上说，没有什么“干净”“彻底”“原初”的观测，只不过对宏观物体的观测影响太小可以忽略罢了。而这个误解最早也是来自日常上我们对“看”的理解太过朴素和习以为常了，忽略了规定着我们方式，作为一种边界。我们现在已经知道单个粒子我们无法测量它的全部性质（测不准原理），这就把强决定论的路给断了，起码是在我们认识上的路给断了，实际如何我们无法知晓。而从统计上概率上看我们还是知道的，可以理解为是一种底层随机到高层的统计的有序（也有科学家认为底层的随机其实有着隐变量，而如果发现了它底层也就不是随机了，不过这不是量子力学的正统解释。 ）。所以我们还不能走太远，说无什么物理学大厦的基地被摧毁了，起码到大量的粒子的运动状态一层，还是能发现明显的规律的（统计决定论）。物理学正是如此通过自身的发展，通过意识到“意识是物理世界的一种现象”打破了主观客观的隔膜（这种隔膜的产生通过对“看”的分析我们可以发现是很自然的），呈现出一种“客观”“真理”的姿态。而这种“正确”的认识方式却有点忽略了我们的生活世界，或者说对生活世界彻底改造了。显然，对于许多科学家来说追求真理是毕生的志愿。但对许多其他人来说，人生的意义并不在于追求真理。而且，“真理”只有科学这一种姿态么？这要看我们对真理的理解了。关系。量子力学勾连起主观和客观的关系，以“客观”为基底。海德格尔的存在论也试图打破主客观二元论的隔膜，以“主观”为基底。不同于物理学视角的把事物还原到粒子作用关系，海德格尔追求的是一种人化的，缘在的理解。在后者的理解中，事物首先是作为与活生生的人有某种联系的事物进行理解的。比如我们通过看电脑看到本篇文章，我们首先关注的不是这个过程中的粒子作用和物理现象，从某种意义上说更重要的是我与电脑这种技术的关系，我与本文的关系，而这种关系恰恰在生活世界中勾连起了主观与客观。通过上面的分析我们也可以发现，物理学无疑解决了一些问题，解释了一些物理现象。而存在论哲学无疑也对我们理解生活产生了另一种视角。而问题恰恰是，我们作为有性格的人，常常不同的人重视的问题是不一样的。科学家往往重视前者，艺术家往往对后者情有独钟（这个问题大概算是哲学问题，哲学家们不负众望地没有达成一致。粗略地说，英美哲学界倾向前者，欧陆哲学界倾向后者）。薛定谔也有相关体会：“物理世界的画面也缺少构成认知主体的所有感官特征，它是无色、无声、触摸不到的。以同样的方式，同样的原因，科学世界缺少或被剥夺了任何只有与有意识思索、感知的主体相联系才会有意义的一切。我首先指出是那些伦理学和美学的价值观，任何在此范畴、内容与此有关的价值观。科学世界中不仅缺少这些，而且从纯粹科学的观点来看，它无法被有机地插入”。这样问题还是回到了生活的意义，这个问题对于不同性格的人是有不同的解答。而正因为他们试图解释的问题不是一个层面的，我们也难以以某种超越层面的标准来衡量两者。这个标准位于哪个层面大概会倾向这个层面，没有超越层面的标准，正如没有超越方式的观测。4.直接感觉的局限“颜色本身并不能告诉你任何关于波长的特性”。“它是一种白色粉末。有些人觉得它无味，而另一些觉得它很苦。……从那以后人们对它进行了广泛的研究。发现品尝这种特殊物质的‘试味员’的味觉有某种天生的特性，于其他条件没有关系。而且这种特性的遗传遵循了孟德尔法则，与血型特征的遗传类似。”直接感觉直接经验的局限，也正局限着自省途径，局限着哲学。“我在这里详细描述的情况经常被说成是‘随着测量技术的完善，观测者逐渐地被越来越静谧的仪器所代替’。但事实并非如此；观测者不是逐渐被替代，而是从一开始就被取代。我在前面已试图解释了观察者对色彩的感觉不能为判断光的物理性质提供丝毫线索……测量仪器的使用是相当重要的一步。虽然这种装置在今后还会逐渐得到完善，但无论多大的改进，这在认识论上并不太重要。对于认识论来说，它们的作用本质上是相同的。”“其次，仪器永远无法完全替代观察者；倘若可以完全替代，观察者显然无法获得任何知识。”在这个意义上说，仪器是感官的延伸，但在认识论上都是“方式”。而不同的方式能察觉的性质是不完全相同的，人类通过科学仪器察觉到了直接感觉不能发现的现象。但最终必须回归到直接感觉。随着理论和仪器的越加复杂，我们总是容易忘记最后一步我们是通过感觉来获取信息的。5.感觉的奥秘自己一直困惑的问题被历史上的思想家提到是十分喜悦的，而薛定谔也认为科学难以向我们展示这个问题——“感觉的奥秘”——的谜底。以视觉为例，即使物理学、生理学、认知科学再发展完善，把“看到黄色”这一整个的物理过程都发现了形如：a-b-c-d-……-z-黄色。假如这里的z是某一种黄色神经感受细胞（或者甚至是更底层的粒子），那么还是有这个问题“为什么z会引发意识中的黄色？”。这似乎是一个科学边界上的问题，薛定谔也认为是看不到解释的可能的。他把这个问题的根源归结到这个原因：“一方面我们对周围世界的了解依赖于我们的直接感知，无论这些知识是来自日常生活，还是来自精心安排的困难实验；另一方面，这类知识无法揭示感知与外部世界的联系”。具体地说，就是从z到黄色这一步跨出了科学范畴。更令人迷惑与绝望的是，这并非是科学自己的问题——好像哲学能解决似的——这是一个在现在看来什么手段都无法解释的问题。不只是视觉，对任何感觉的解释都有此困境。在此基础上这个问题还可以再比较与追问。试问“z为什么引发了黄色”和“a为什么引发了b”有什么样的区别呢？使得后者似乎得到了解释而前者没有。似乎因为后者符合某种物理规律而得到了解释，前者中“黄色”已经是科学之外的事情了。但不要忘记的是，根本上说，科学解释的是how而非why。我们如果认同某种经验得到规律a-b，又有什么理由不认同经验得到的规律z-黄色呢？虽然后者比较特殊，因为我们对a-b都是在感觉下认识到的，而z-黄色这个过程中z是在感觉下认识到的，而黄色却是感觉本身。而如果不把这一层“客观”到“主观”的跨度要求一种超越how的分解，在我看来其实于追问“a-b”是没什么不同的了。但似乎也有这样的区别：比如我们从z本身是发现不了什么“黄色”特质的，所以我们会疑问z为什么引发了黄色而不是蓝色或其他什么颜色。而从a-b这个过程，是服从某种可以解释how的抽象规律的。但是，我们可以对粒子的行为在物理学上提炼出抽象的数学规律，而生理过程却一直是作为直接描述性的。所以位于接收光的生理阶段的y-z本就是与光本身的粒子过程的解释要求上有差异的。所以在我看来，这里其实有两个问题：一个是科学边界上物理实在到感觉这一跨，另一个是本身对相继关系、规律为何如此存在的追问。薛定谔似乎是认为“从z到黄色”这一步跨的太大了，而生理上的y-z全然在我们视觉下发生，它的相继关系我们是可以接受的。书中最后引述了德谟克利特的一个论断（由盖伦保存下来），摘录如下：“智慧说：‘表面上有色彩，表面上有甜味，表面上有苦味，但实际上只有原子和虚空。’感觉反驳说：‘可怜的智慧，你希望借用我们的论据击败我们吗？你的胜利就是你的失败。’”

遗传密码猜想———本书最精彩的地方

负熵只是猜想，一些事实它也解释不了，薛定谔自己对此都犹豫不决，其实这种观点之所以让人过目不忘，在于它十分大胆、新颖，几乎可以说是对思想的强烈冲击，它对内心的震撼甚至超过观点本身。我倒觉得本书最精彩的地方，就是那个著名的、里程碑式的观点——遗传密码子，它几乎奠定了现代分子生物学基础。薛定谔在书的前几章就不断指出，生命物质的稳定性和有序性是基于大量原子的介入，根据那个根号N公式，如果组成生命的物质原子数目不够大，那么物质的总体相对精确度低，是无法与生命这样高度有序的系统相对应的。奇怪的是，精确控制生命各种性状的基因，相对于原子的尺度，并不算很大，甚至都难以满足“精确”和“有序”的要求，而这些物质，偏偏又是生命发展中最为重要的，用书中的话来说：“我们发现，生命受到一种高度有序的原子团的控制，而在每个细胞中它们只占原子总数很小的一部分”。薛定谔没有在稳定性与数目的关系上纠缠不清。他猜想，染色体是以遗传密码的形式来决定生物体的遗传性状以及生物体未来发育的模式的，而这种密码子的物质基础，就是书中提到的同分异构的非周期性晶体结构，这种结构无需太多的原子，就能产生出数量惊人的不同组合，使它即使在很小的结构内，也足以产生复杂的系统。至于突变的量子论实质和证据、生命的有序无序，只是薛定谔众多著名观点中的“小发明”，最耀眼的，还是那个永垂不朽的遗传密码猜想。

《生命是什么》摘要与心得

注：【】部分为笔者心得，非原文摘抄。* 物理学定律是以原子统计力学为基础的，因而只是近似的。* 只有在无数原子的合作中，统计学定律才开始影响和控制集合体（系统）的行为，它的精确性随着系统包含的原子数目的增加而增加。* 磁场倾向于产生确定取向，不断地遭到倾向于随机取向的热运动的对抗。* 热运动的不可控制的效应同被测量的力的效应相竞争，使观察到的单个的偏差值失去了意义。* （据报道）蒙哥马利将军在他的非洲战役中，要他麾下的每一名士兵都仔细了解他的全部作战计划。* 人的整个生命完全依赖于遗传的奇妙的相互作用。* 细微的、连续的变异是不遗传的。* 突变实际上是由于基因分子中的量子跃迁所引起的。* 隐性突变只要是杂合的，自然选择对它们是不起作用的。如果它们是有害的（突变通常大都是有害的），由于它们只是潜在的，所以不会被自然选择消除。因此，大量的不利突变可以积累起来而并不立即造成损害。可是，它们一定会传递给后代中的半数个体。* 突变频数的增加量严格地同射线的剂量成正比例。* 突变并不是由连续的小剂量辐射相互增强而产生的一种积累效应。突变一定是在辐射期间发生在一条染色体中的单一性事件。* 如果广泛地改变射线的性质（波长），从软的X射线到相当硬的γ射线，只要给予同一剂量，突变系数保持不变。* 射线剂量是按照经过选择的标准物质（温度为0°，压力为1标准大气压的空气）在照射下单位体积内所产生的离子总数来度量的。* 引起突变的单一性事件正是在生殖细胞的某个“临界”体积内发生的电离作用（或类似的过程）。* 量子论的最大启示是在“大自然之书”里发现了不连续性的特点，而原先的观点认为自然界中出了连续性外全皆荒谬。——【在坚持认为自己的观点是正确的时候，应该先把眼光放得更广更远一些来考量一下。】* 一种构型转变为另一种构型就是量子跃迁。* 如果后一构型具有更大的能量（“处于较高的能级”），那么，外界要向这个系统提供不低于两个能级间的能量差额的能量，才能使这种转变成为可能。* 系统也可以自发地变到较低的能级，通过辐射来消耗多余的能量。* 诚然，正如光明显现出了自身，也显出了黑暗一样，真理是它自身的标准，也是谬误的标准。——Baruch Spinoza* 和原子的平均热能相比，把基因分子实际构型和它的同分异构体分开的阈能一定是很高的，以致这种变化可看成罕有事件。这种罕有事件就是自发突变。* 一个固体可以是晶体，也可以不是晶体，后者称为无定形固体。* 分子表现出同晶体一样的结构稳固性。* 物质结构真正重要的区别在于原子间结合力性质。* 突变是不出现中间形式的、“跳跃式”的变异。* 任何一种引起电离的射线都会增加自然突变率。* 不稳定基因受温度的影响小于稳定基因。* 一个不稳定的突变体的X射线突变率平均起来并不高于稳定突变体。* 一个有机体避免了很快地衰退为惰性的“平衡”态，因而显出活力。* 新陈代谢的本质就在于使有机体成功地消除了当它活着时不得不产生的全部的熵。* 温度处于绝对零度时（大约-273°），任何物质的熵都等于零。* 较高的温度加速了生命活动中的化学反应。* 每一个人自己的经验和记忆的总和形成了一个完全不同于其他任何人的统一体，叫做“我”。* 世界是我们感觉、知觉和记忆共同的产物。* 对于单个动物来说，利己主义是优势，它可以保护发展该物种；但在任何集体中，它则是一个具有毁灭性的弊端。* 科学的目的只不过是对客观事物做出正确恰当的陈述。* 物质世界的构建是一把我们自己，即我们的意识排除在外为代价的；意识不属于物质世界，因此显然无法作用或被作用于它的任何部分。* 同一头脑中不可能有超过一种意识。* 物质和能量在结构上由微粒组成，生命也是一样，但意识却不同。* 事物无良莠，只是思考使然。* 由于观察总是包含了感觉成分，于是理论很容易被认为可以解释良知；而事实上它永远无法做到这一点。

“我”是什么

……你可能来到一个遥远的国度，看不到一个熟悉的朋友，差不多把他们全忘了；然后你有了新朋友，和他们一道亲热的生活，就像过去和老朋友一样。在你过着新生活的同时，你还记得过去的生活，但是这个事实将会变得越来越不重要。你可以用第三人称来谈论“青年时代的我”；那个”我“还没有你正在阅读的那本小说的主人公更贴近你的心，更亲切更熟悉。然而没有立即中断，也没有死亡。即使一个高明的催眠术者成功地抹去了你早期的全部记忆，你也不会觉得他杀死了你。在任何情况下，都不会有失去个人存在的悲哀和凄凉。将来也永远不会这样……

对平行世界的我怀着美好乡愁

看书名我以为是类似随笔式的文集，毕竟理科大牛写人生随笔也不是什么新鲜事，陈之藩那四册集子就很是不错，可是开始看才发现，是类似科普演讲稿的东西，而且，还不是那么的科普，所以看得我一介文科生相当晕乎。-------------------------------文科生的姑且认为，各种晕----------------------总结一下我认为“也许可能大概”是在讲的东西：他先说明了一下古典物理学家的物理学定律是以原子统计学为根据的，是“无序之中的有序”，比如三个例子之中布朗运动和扩散，都需要大量原子介入才能体现原理的精确性；而“测不准原理”又要求通过大量原子来提高测量的准确性。然后就简单普及了一下遗传机制和突变，这部分倒是看得最轻松的（感谢高中胖胖的很可爱的生物老师~），说明了突变是单个事件，生物中很多时候还是保持着独特的稳定性，是一种“秩序之中的有序”。中间量子力学的证据和什么听名字就很晕的“德尔勃留克模型”的讨论和检验我其实没怎么看懂，把突变和量子论中的“量子跃迁”（wiki之，如下：是一个量子物理学中的术语。它是指电子从原子的一个轨道跳跃到另一个轨道上的过程，这一过程是不连续的，也就是不存在电子处于两个轨道之间的状态。）联系起来的想法我虽然没有看懂，但是隐隐觉得是两者没准就是那么回事~好像这部分是想讨论物理学有没有可能解释遗传物质如何起作用的，而且在这部提出“生命物质在服从迄今为止已确定的‘物理学定律’的同时，可能还涉及到至今还不了解的‘物理学的其他定律’，这些定律一旦被揭示出来，将跟以前的定律一样，成为这门科学的一个组成部分。”之后提出生命为什么会存在的问题很有意思，视角我完全没有想过，物理学中，当一个物质接近最大值的熵，（又wiki之，如下：化学及热力学中所指的熵，是一种测量在动力学方面不能做功的能量总数。熵亦被用于计算一个系统中的失序现象。熵是一个描述系统状态的函数，但是经常用熵的参考值和变化量进行分析比较。我晕，没看定义的时候我以为我是明白的，看了更迷茫了..）它就进入了衰败状态了，而人类在不断增加熵的过程中如何摆脱死亡呢，“唯一的办法就是从环境里不断地汲取负熵”“新陈代谢中本质的东西，乃是使有机体成功消除了当它自身活着的时候不得不产生的全部的熵”啧啧~~不管对不对，这让一直认为“生命是一道旅程”“梦想让人活着有意义”的文科生觉得很新颖！（当然，我们看到人生总是想到“万物灵长”的人如何如何，有时候容易忽略人首先也是有机体的一种，是高级哺乳动物的一种~）最后一章说的是“生命是以物理学定律为基础的吗？”其实好像就是总结了前面的论述（但是钟表装置的例子没有太看明白）~-------------------------终于扯完------------------------------------迷迷糊糊翻完，记下点我的姑且认为，然后….文科生思维马上发散到要是平行世界里有个学物理的（嗯，要学就学个高能物理！）aggie，又或者有个学遗传学的aggie，她们会是如何看身边的事情呢，会如何看待一些人类共同的问题呢？这种情绪简直让我非常煽情又俗气的对“平行世界的我怀着美好乡愁”起来~文科生看点科普书也许是信息焦虑，毕竟，太多理科生能写得一手好文章，文科生不整明白一点好理论实在心虚~或者是虚荣所使，“smart is the new sexy”的geek当道时代，文科生的自尊自信光靠会点唐诗宋词鲁迅老舍估计迟早是“岌岌可危”。但，也可以说是文科生从直觉世界向客观世界长途跋涉的第一小步吧，让好奇心把视角牵引到另外一个方向，用不同的框架为自己的世界寻找秩序~文科生看理科的东西确实是格外困难，但把我的姑且认为贴出来也只是想说：if we give up at the first place ,we will be doomed to miss half the beauty of the world, more importantly, half the fun~

一位科学家在形而上学上的尝试

第一部分 生命是什么Schrödinger当年超越时代的想法如今都已经成为了科学常识，因而读这部分就像是看一部被剧透过的电影一样乏味。但是并不是所有的电影都是为了剧情才看的，Schrödinger严密的逻辑推理能力同样令人敬佩。第二部分 意识和物质（先说一下翻译。这部分的翻译很考验作者对文本的理解，因而也不能说翻译得很差。不过也的确存在一些低级错误，比方说第147页的“on earth”翻译成了“地球上的”。就我的阅读经验来看，如果遇到了读不懂的地方，回去阅读原文通常都可以搞懂，或者谦虚点说，至少可以理清作者的逻辑。比方说第四章的最后一段，我相信只阅读译文大概是弄不懂作者意思的。）这部分概括起来可以说是一位科学家在形而上学上的尝试。 先列一下Schrödinger在这部分回答或者试图回答的问题：1. 意识的物质基础是什么？或者说何种物质活动与意识有直接的关系？如何看待伦理？2. 人类的未来是什么样的？进化论会怎样回答？其他的角度怎样回答？3. 世界是否有主客观之分？4. 很多有意识的自我与这个世界是什么关系？我的世界与你的世界是否相同？是否有一个不同于我们任何人的意识的一个真实世界？5. 科学是否能为回答形而上学的问题提供一些线索？6. 科学是否能解释感知？Schrödinger的回答，或者说我对他回答的理解：1. 当一个与感觉有关的活动反复出现时，它们就渐渐脱离意识范畴，新的差异又会唤起意识。在这种意义上意识表现为通过经验对变化环境的适应，或者说学习，因此意识的物质基础就是与学习相关的器官。人类的进化与个人的发展在这一点上是相似的。那些出现在人类意识里的，是人类正在学习的，具体讲就是人类与内心欲望的抗争。而那些被大多数人认可了的，积压到无意识中，成为了人性的一部分。2. 如果从进化论的角度来看，人类的进化发展已接近停滞。计划生育违背了过度繁殖；社会保障体系与医疗同战争在相反的两个方面对人类进行了负向选择。但是事实上没有这么悲观，原因有以下两个方面：(1) Larmarck理论中被使用和被改良之间的联系在Darwin理论中仍然存在，只不过机制更为复杂。 物种具有在某种方向上进化的动力，因为不仅仅是环境可以选择物种，物种也可以选择环境。因而突变产生的新性状会找到适合它存在的环境，提高自己被有利使用的可能性，从而在这条路上继续发展。(2) 伪Larmarckism： 伴随基因遗传出现的是行为通过示范等方式传递给下一代，反过来行为又会选择器官的某些特定变异。即便行为不遗传，它们也可以由器官来携带。人类是有可能设计对自身进行选择的机制的，因而人类能否继续进化取决于自己。高机械化程度与生产线单调的工作会使不太聪明的人更受青睐，从而导致负向选择。另外，如果每个人都能很容易地生存，这将极大地影响我们的进化。3. 主客观世界的区分是没有意义的，并且会导致混乱： 我们的身体也是客观世界的一部分。其次，他人的意识对于我来说也是客观的，根据对称性我的意识也是客观的了。客观世界是意识缔造出来的，然而客观世界却并不容许意识。这是一个悖论，我们永远无法按照当今科学的指导将认知主体排除于客观世界之外。 另外，根据量子力学的世界观，测量必然带来扰动，主客观的区分也不再有意义。4. Schrödinger赞同意识同一（identity）学说，即意识的多重性只是表面现象，实质上只有一种意识，原因是意识从未以复数出现。5. 这里主要只讨论了科学在一个方面的帮助，即时间（the gradual idealization of time，我不是很懂idealization在这里的意思）。这里主要引述了四个人的贡献：Plato：永恒的理念。Kant：时空只是事物存在的一种秩序，不能排除理论上还存在其他秩序的可能。Einstein：撼动了时间的绝对意义。Boltzmann：时间的方向可以由物理事件来定义。虽然不清楚idealization指什么，但是在这里可以发现时间的地位在不断下降。6. 科学以感觉为基础，但是却无法解释感觉。我的评论和一些想法：1. Schrödinger在这里谈论的意识其实是一种很原始的意识，甚至无法意识到自身，这种意识在动物身上同样可以找到。至于更高级的意识，我认为这里是解释不了的。就更高级的意识而言，我觉得它可能是人类历史发展的结果，因而是属于全人类的。理由是这样的，如果让一个新生儿脱离人类社会，比方说一出生就把他扔到狼群里，我相信他是不会产生这种意识的。 他的意识来源于教育，或者说来源于人类历史资料的刺激，这就是读书与学习的意义。至此我有一个无法证实也无法证伪的想法： 人类可能本身就可以看做一个巨大的生命体。但是作为人类意识的局限，无法体会到这一点，就像我身上的一个细胞体会不到我这层意识一样。当所有人都认同了这一想法时，每个人为人类发展做出贡献与牺牲就是再正常不过的事了，就像细胞对身体所做的那样。2. 单就进化论而言其结论也是值得商榷的。首先对于一个成功繁殖了后代的人来说，是否对他进行医疗救护对人类的进化已经不再有影响。而且事实上，一个身患严重遗传疾病的人是很可能没有后代的。至于战争，平民的伤亡往往远大于士兵，况且也不能说士兵代表了最优秀的一类人。对进化有影响的可能是如下事实：精英阶层往往并不育有很多子女，而相比之下稍微差一些的阶层却儿女满堂。我确实同意人类的未来不能单由简单的进化论原理来预测。现在的人类已经进化出了高级的意识，凭我贫乏的想象力实在是想象不出进化的下一步将走向何方。但即使人类在生理上不进化，人类仍是可以发展的，这里的发展应该是靠文化。事实上，文中行为的传递放到人类上大概可以理解为文化的传承。3. 我猜想Schrödinger在这里提出的观点可能受到了在量子力学中如何定义观察者这一问题的影响。不过否认主观与客观的区别是否也是否认了物质与意识的区别？4. 我觉得这部分主要是陈述，并不是解释。5. 科学可能会推进形而上学在某些方面的认知，但是我相信仍然回答不了哲学基本问题。6. 这条通道应该是打不通的，否则就会有哲学基本问题被解决掉。

less entropy, more energy

因为最近看了两本书都提到熵的问题，联想到“911世茂坍塌”后也有人提到这个问题。所以就从这点出发做了个PPT，把里面的东西摘成一个评论吧。Less entropy, more energy◎What is entropy?-Nature tends from order to disorder in an isolated systems.◎Entropy and our life-Nature tends to increase positive entropy and be inert.-Maximum positive entropy means danger: death-Get rid of death, and try to survive: draw negative entropy-The law is common to show one approach chaos.Then Life is ... ?-Live. -Evolution.-Optimization.Evolution Power VS. Entropy Power-Low→High VS. High→Low-Disorder→Order VS. Order→Disorder◎How do you regard your future?Your future is ... ?-Less entropy, more energy-Highly organized-Sound mind-Full of happinessHighly organized→Low organized: Entropy PowerLow organized→Highly organized: Evolution Power(过滤性病毒，细菌，群活性有机体，鱼类，鸟类，动物，人类)Sound mind→Undeveloped mind：Entropy PowerUndeveloped mind→Sound mind：Humanity and LOVE enables evolution.Then what is LOVE?-a kind of will-ego integrity-make all has sound mind-Love helps us conquer inert and natural resistance.-Love makes life energetic, makes us self-motivated. -Love creates miracle in evolution history. It subverts the law of entropy.We can endure loneliness to own sound mind and dreamed future because the love power.

翻译得令人崩溃

翻译看得我很崩溃，有些地方甚至是前言不搭后语，术语的名称一塌糊涂。明明是受精卵的，他硬是翻译成卵细胞，要知道这是完完全全不同的两个名词啊！！前面用的是“两套”染色体，后面又变“两组”了，如果是没有一些生物和物理基础知识的，恐怕会看得晕死过去，真真可怜了一本大作，找天还是看原著去！！

我们习以为然的东西并不简单

我们的生物学得意于此书的微观物理思考。读完量子物理史话才决定看看此书。前半部分主要讲物理学家对生物微观机制的思考，薛定锷后半生也主要在搞这个。最有意思的，还是本书后半部分关于物质和意识的讨论。

时间的概念

翻译得不是很好，很大部分我只能根据各种概念来猜测作者到底要表达什么意思。因为是搞这个专业的，所以绝大多数概念早就接触过来，所以不是很有收获，特别是上半部。下半部主要讲的是意识，也是看得昏头昏脑。不过有意思的是，我似乎有点理解时间是什么了。时间本身是一个非常抽象的概率，人们发明了这个词，却无法说明时间到底是什么东西。本书中有一句话叫“事件不会以无限高的速度传播”，如果我理解的没错，并没有时间这样一种东西，有的只是物质状态的改变，时间被用来度量物质状态的改变，本质上是一种度量。想象一下，如果这个宇宙的反应速度降到极低的速度，甚至停止，那么时间也就停止了。反应速度快，时间流逝得就快，反应速度慢，时间流逝得就慢。

醍醐灌顶，推荐

非常非常值得一读，如果对生命做过思考，如果对思维和意识感到好奇，这本书开启了一扇窗。拿到书之后立刻读了一半，只需要基本的物理学化学和生物学知识就可以读，同时把这三门知识从生命的角度串到了一起，有一种豁然开朗的感觉。唯独翻译实在是太差，另外有些知识已经过时，非常期待哪位高人出一本以此为主题，但知识更前沿，阅读更流畅的书。

一个不懂什么是生命的物理学家写的一本生命是什么的书

看这本书有几个原因：1、之前看的“第一推动”系列的书不错，我想，这本书也大概不错；2、薛定谔是诺贝尔的获得者3、我因为准备写《生命力是什么》一文，想找点参考，而这本书的书名是《生命是什么》，所以是一定要看的。为了看这本书，专门跑书店去买的，我甚至等不及网上定了，但这本书真的使我非常失望。我在书中实在找不出有关对“生命是什么”的描述。唯一看到的较为明确地提到生命的概念的是下面这段：生命的特征是什么？一块物质什么时候可以认为是活的呢？答案是当它继续在“做某些事情”、运动、和环境交换物质等等的时候，而且期望它比一块无生命物质在类似情况下“保持下去”的时间要长得多。当一个非活的系统被孤立出来，或把它放在一个均匀的环境里，由于各种磨擦阻力的结果，所有的运动都将很快地停顿下来；电势或化学势的差别消失了；倾向去形成化合物的物质也是如此；温度也由于热传导而变得均一了。此后整个系统衰退成死寂的无生气的一团物质。这就达到了一种持久不变的状态，其中不再出现可观察的事件。物理学家把这种状态称为热力学平衡，或“最大熵”。整本书看得一头雾水，直到看到译者的“译后记”时，才多少明白作者的意图。就如同译后记中的一段所言：那么，《生命是什么》这本著作中谈了一些什么问题呢？主要谈了三个问题，一是从信息学的角度（尽管那时中农的信息论还没有诞生）提出了遗传密码的概念（尽管伽莫夫提出DNA密码假设是10年后的事），提出了大分子——非周期固体——作为遗传物质（基因）的模型；二是从量子力学的角度论证了基因的持久性和遗传模式长期稳定的可能性；三是提出了生命“以负熵为生”，从环境中抽取“序”来维持系统的组织的概念，这是生命的热力学基础。我的一个看法，单从生物学或物理学的角度是没有办法透视生命的本质的。这如同研究一台电脑，光去研究电脑是如何化合的，如何构成的，意义并不大，至少是对于我们绝大多数人来说，我们更关心的是，电脑能做什么，以及能解决什么问题和对我们有什么好处。而对于我们来讲，我们在关注“生命是什么”时，我们可能更多的思考我们为什么活着？我们与物质是怎样的关系？我们为什么会思考？生死是怎么回事？而这些，从物理学或生物学中是得不到答案的。薛定谔的研究与思考可能有益于生物学或物理学这一学科，但对于生命这个问题，却还是非常的肤浅。浅谈一下“生命以负熵为生”，熵是什么，熵即无序，负熵是什么，负熵即有序。宇宙的一切存在都是以负熵（有序）的方式存在的，以熵（无序）为终结。但是，这并不是生命的本质，这只是透出来的现象。其实必须再深问一句：为什么万物（当然包括生命在内）会呈现出熵和负熵？是什么促成了熵和负熵？这后面的原因才是真正的生命的本质。我给一星，主要是考虑此书对于生命这个问题探讨的深度。我在写“生命力是什么”，感兴趣的朋友可以一起探讨：http://1160404007.blog.163.com/blog/static/117749583201002453924493

顺则凡，逆则仙

这本书有大段没看懂的内容，跳着当硬科幻看了。最近不少书给我惊喜，这本也是其一。下面是一些剧透，想自己读这本书的就别点链接了。1、进食不是为了交换物质或能量，而是为了交换“秩序”。宇宙的自然趋势是衰退到彻底的平衡、均一、死寂。没有冷热，没有高低，没有差异。而生命的进化之路，从单细胞到多细胞，到人类，是从无组织到极高组织化的逆天之路。吃进有序的食物，比如肉啊，菜啊，拉出来的则是相当无序的东东。。。所以进化之路是需要抵抗自然欲望，需要意志力的2、客观性原则，这部分很哲理，人的意识中的世界和所谓的“真实世界”是什么关系？人的意识中的世界，假如是这个人的大脑构造出来的，那难道不应该是这个“真实世界”的一部分吗？ 如何才能做到“客观”呢？ 这部分很哲理，我难以表达我的理解，但我自己知道收获了一些东西。这本书还有很多有意思的内容，薄薄的一本书，确实教给我很多。

What is life? life feeds on negative entropy.

看完了薛定谔的《生命是什么》，久久不能释怀。其实前半部分《生命是什么》有一点让我失望，没有想象中的那么激动人心。看之前对这篇演讲的概念莫过于那句“生命以负熵为生”，然而看完后对这篇演讲的理解仍然是这句话。偶尔几句灵感闪现的妙笔，现在也全无映象。很重要的原因是薛定谔大部分的猜想现在已然成了生物学常识，也许正是如此我才无法理解克里克的震撼。不管怎样，对于分子生物学和生物信息学这本书有非同一般的启发性。抛开生物，自己还是很享受其中对量子力学简要的概括和描述（所谓简要，是相对薛定谔而言），我的大部分哲学观都来自量子力学，对这门科学支离破碎的认识和黑箱式好奇心经常让我激动不已，长久以来我都隐约认为到量子物理学家是最接近于神秘世界本源的那一群人。这就是我长期对薛定谔保持盲目崇拜的原因，他对世界有一种客观而本源的直觉，区别与爱因斯坦的敏锐，他的直觉是一种坦率而真诚的探索。当然，我想重点说的是附送的另一篇演讲：《意识与物质》。真正的让人振奋不已。记得我提到过的一个问题：究竟是谁赋予了我们权利和智慧，用自己的逻辑去推断这个世界的全貌？抑或是根本没有事物（当然，这个事物不一定要以实体存在）赋予我们任何有价值的意识，所谓的世界只是我们意识上主观的臆断？显然，后者已经有明显的唯心主义的色彩，但却是是我们无法忽略的一种可能性。客观的讲，如果没有视网膜上的视锥和视杆细胞，我们是无法辨知一束光的电磁波的长度的，也就是说无法分辨这束光是红色，黄色抑或是紫色；再退一步讲，这个世界本是没有色彩的；接着再推，世界本是无色无味，无形无声的……这太可怕了。然而这也正是众多西方唯心主义者的观点。我理解到了康德所描述的一个叫“物自体”的概念，听起来有点像“不可知论”的一个方面（如果错了的话原谅一下，我的哲学太差）。康德认为人们所具有的普遍性与必然性的知识是纯主观的，丝毫不能反映客观的物自体。听起来就是我前面所提到的第二种假设，这种假设会让人类非常的沮丧－－如果是真的话，“科学”就只是一个统一的意识而不是客观物质。薛定谔所坚持的两个原则是自然的可理解性原则和客观性原则。在提到这两个原则时有一段话，我想摘录一下：“……科学从不强加于人们任何事物，它只是陈述。科学的目的只不过是对客观事物做出正确恰当的陈述。科学家强加于人的只有两点，即真理和真诚，他不仅迫使自己，同时也迫使其他科学家遵从。”跑个题。想提一下前一段时间看的一本《科学的结构》，这本书对我来说是真正的混沌，然而却清晰有力的指出科学的本质：描述。这一点和上文的“陈述”是一致的，应该算是学术界默认的观点了。我们的任务不是发现，而是描述存在的事物。在“描述”这个环节上因为意识的首次参与，就引发诸多争议。唯心者将意识孤立进另一个世界，以旁观者的角度来描述客观世界－－这是当时另科学界非常头疼的“排除原则”。事实上“接触”是和客观世界的实体作用，令人欢欣鼓舞的是，物理已经能明朗的说明“主客观间神秘的界限已被破坏”。证明是个好东西，虽然大多数人难以理解，但至少能让我们充满信心的走下去，而不是底气不足的和一个唯心主义者喋喋不休。以个人的一些切身体会，唯心主义者总是顽固而充满活力，和他们在哲学上进行辩论是一件非常痛苦的事情。至少我们还能继续用科学的语言陈述下去。spaces.msn.com/kidscorpio

智慧的光芒

能在那个时候写出如此透彻的文章，作为一个物理学家的确不易。把能解释清楚的东西都解释清楚了。缺陷在于负墒的引入。这个问题要等到好久以后混沌的兴起才能解释清楚。起码从这篇文章里我们可以知道DNA分子的强烈秩序性的确是个奇迹。

生命劫难

生命一旦降生就进入了一个不确定的世界，她们将随着世界的演变而演变，因此生命处于极度危险中，这种危险将伴随着她的一生和一世，没有这些生命将失色不少，因此才有了这个丰富多彩的世界。生命的意义在于平衡痛苦和忧伤及生命的自得。

在线阅读

http://www.cnw3.org/wmkj/yuanxi/Physics/3/8/index.htm

春苗读《生命是什么》

薛定谔是以量子物理学家身份获得诺贝尔物理学奖的。用他接近爱因斯坦级别的世界万物本原上的知识，将他的视线投向或聚焦到了生命与意识的领域来，遂成此书。想起有次上老申的课，他说我们学化学，学化工的在科学领域的地位是：学物理的瞧不上学化学的。搞数学的，瞧不上搞物理的。关于物理与数学的孰先孰后我不敢断言。除了惊讶的在《科学史》最后的时候看到70年前，科学界便已公认世界万物都可以幻化为一组数学方程式的观点。也许数学确实已然拿到了王冠，但我还未理解这个拿王冠的过程。它凭什么？这显然是自己学识上的不足而致。而自己毕竟是认识到物理确实是层次级别上高于化学一些的。它更接近本原。化学本质上的原子结构，原子结构不同导致原子之间的化学反应。分子的稳定性这些基础都是物理上离子与能量的知识。物理构建了化学的基石。薛定谔开篇便普及了统计物理学的知识，这种统计上的，概率论方面的知识便是理解微观量子物理定律与宏观牛顿物理定律的钥匙，它统一了它们。只不过我们习惯于宏观世界，而没有微观世界的经验，进而对微观量子物理的一些知识持怀疑的态度。而薛氏坦言到他们业内人士用这些量子规律就像我们日常炒菜加盐一样的应用于他们的平日工作中，他提出的一个实例，微观上的布朗运动也是我自己以前在显微镜下，看到过的。即，也许整体的液体可能统计宏观上表现出一个方向的流动。但当聚焦于观察其中一个分子或一个胶团时。它的行为是四面八方，毫无规律的。只有随着观测数目的增加。它才有宏观规律性，误差符合根号n分之一规律。故一旦所观测或聚焦的玩意儿很小时，宏观的经验可能就失效了，同理日常经验时空中时间是从前向后的；而局部时空里，时间是逆向的。进而薛氏用量子力学解释生命DNA，当然他当时的时代还没提出这个概念。用他的说法是“非周期性固体”，而他创见性地在这本小书里提及的用他量子物理及负熵、序的理论对此非周期性固体的阐释。则直接启示了那两个发现DNA双螺旋核酸结构的家伙。薛氏同这本小书，进而成为了分子生物学这一日后蓬勃发展学科的主要奠基人之一。薛氏对遗传，对达尔文理论。对显隐性遗传概率及基因突变的诸多知识，自己也已多年前学过或了解过。所不同的是他以量子物理学家的视角对当时20世纪中叶，还较为时新的遗传生理学领域的原创性思考。而这是多么的新鲜与深刻而有道理的。比方，如果在距离染色体上某个特定的点不超过“几个原子距离”的范围内发生一次电离(或激发)，那么就有一次产生突变的机会。基因突变便是统计学上小概率局部电离过大的能量导致跨越阀能的变化。通常人收到X射线会提高这种突变概率，而从生命体的稳定性来绕过多突变是非常不利的。突变的益处在长期用进废退，选择性保留遗传上。薛氏在遗传分子学上用了许多物理学上的解释。且许多都挺让人信服。但最让人感兴趣的还是他把“熵”的概念引入生命。我们所知道的物理定律全是统计定律，这些定律同事物走向无序状态的自然倾向密切相关。生命是一个特别惊人的例子，生命像是物质的有序和有规律的行为。它完全不是以从有序转向无序的自然倾向为基础，而是部分地基于现存秩序的保持，即“熵不变”。生命是怎么违反了热力学第二定律“熵增定律”而保持自己有序的呢？于此便有了关于生命有机体“新陈代谢”的三个层面上的解释：1） 物质的交换2） 能量的获取3） 汲取负熵，即汲取序（从环境中），新陈代谢的本质就在于使有机体成功地消除了它活着时不得不产生的全部的熵。进而薛氏用了番笔墨介绍熵。这一物理学上至高地位的概念。书上半部分的结尾指出构成遗传物质的非周期性晶体靠伦敦-海特勒力保持着一定的形状，在常温下这种力的强度已足以避免热运动觉得无序趋向。从而大大摆脱了热运动的无序。作者书后自我小传这样开的头，我和我最好的朋友弗兰策尔，实际上他曾是我唯一的挚友。大部分时间都住得相距甚远（或许这是人们经常指责我对待友谊不够真诚的原因）。弗兰策尔学的事生物（准确的说是植物学），而我的专业是物理。在许多夜晚我们漫步于格鲁克街和斯克卢斯街之间，探讨哲学问题。由此便知此书后一半。作者将他的量子物理学家的视角投向了哲学。探知讨论“意识与物质”，显然他受了不少叔本华的影响。我看出了他语句里叔本华的痕迹，比方我们个体与族群的关系，个体的变异及涨落与族群的关系。及叔本华那句“痛苦和无聊时人类幸福的两个死敌，人们总是在这两者之间徘徊”，书中薛氏自己的话则是“枯燥，仅次于需求，成为我们生活中痛苦的又一根源”，当然本书译者的水平也是有些局限的。意识中只留存生物体仍处于学习和联系阶段的变化，当我们进行我们所熟知的重复动作与行为时，我们是从意识中逐渐隐退的，意识与生物体的学习密切相关；但是它对这一切如何发生却是无意识的。薛老关于达尔文遗传进化论，提出了个人行为遗传的部分修正。从纯客观科学的角度。人类社会的组织，对病弱人的照顾，及医药不加区别的挽救生命一样是有违进化论的，正如战争在杀害青年时不加选择一样。个人行为虽然不能在遗传基因上得到生物上的遗传，但类似机器的发展，机器的改进不是靠使用，而是依赖实际获得的经验聚合改进的需求来完成的。、薛老认可人类活动行为的积极性，而否定命运论。我么决不能坐等事情的发生，认为它们是由不可逆转的命运决定的。这点颇似叔本华提及的，只要存在着最后一点变好的可能，我们就不应该停止抗争。关于机器化，现代化对人类物种进化的负向作用，机器化的提高，消弥了聪明工人与迟钝工人的差异，好的脑子。灵巧的双手和敏锐的眼睛就会愈来愈成为多余；这种使每个人机会均等，消除能力上的竞争，无异于为生物进化装上了高效的刹车。薛老关于意识与生物科学，神经电脉冲等作了诸多讨论。都是晦涩难懂的。他提出要弄清意识的问题可能需要从东方“同一思想”中输血。我也认为他这段话很漂亮，很有启示。并对东方的我有种双向反推的触动：我们的科学——希腊科学——是以客观性为基础，它切断了人对认知主体，对精神活动的恰当理解之道路。我认为这正是我们现有思维方式欠缺的或许我们可从东方思想哪里输一点血。但绝不是那么简单，我们必须谨慎提防其中的谬误——输血总需要非常小心地防止血浆凝结。我们不希望失去我们的科学思想已达到的逻辑上的精确，那是任何时代，任何地方无法比拟的。逻辑上的精确，确是东方缺失的一环。薛的这本200页的小书，干货太多，我聚精会神研读了近一星期。仍有许多晦涩的地方没吃透，译者虽做出努力，但译文远没叔本华译者译的自然流畅。薛老的思考深度与学识也是造成我较难跟上的原因吧。收获还是很多，前半部的量子力学的视角看生命科学还是可以看懂许多。也学到了一些新的思考方式。比方以熵的热力学工具，解析生命这台机器等。后半部分探讨意识，科学，宗教个体行为等，则是让我紧皱眉头，看的吃力的很。实在无法跟上量子物理学家对哲学的思考。薛生在自我小传的最后提及他没写其与女人的关系，并认为任何人都不会或不可能在这些事上非常诚实。让人遐想连篇，一搜果然也是科学史上一个花花公子，一如结过三、四次婚的罗素。众人不应该只聚焦他们这些花边新闻，这并不影响其伟大的贡献。那是一种统计学上的一个方面的个体的涨落，丝毫不影响其在另一个方面科学贡献上正态分布居中的伟大贡献，付之艳羡的一笑即可。

生命是什么

本文几乎彻底通过一个思维试验，推导出DNA大分子的稳定性，及其作为生命遗传密码的性质。很难想象这是一本上世纪40年代的纯理论著作，更难想象本书出自于一名诺贝尔物理学家之手。总而言之，作为分子生物学奠基之文，此书必读。

悬而未决的问题

这本书在生物化学家之前，预见了基因载体的大小。但是他的意义不仅仅是这个预言，他所思考的领域是在比例生物学，这一点似乎最近才得到生物学界的重视。为何生物的遗传载体选择DNA这个尺度的化学物质？为何智慧生物的尺寸是纳灯黄光的xxxx倍？这些问题和量子不确定性的关系，大概这就是大师才有的视野吧。薛定谔说：一切物理定律都是统计规律。

生命是什么

一句话概括：生命以负熵为生全文脉络：第一部分 生命是什么第一章 经典物理学家走近这个主题1 研究的一般性质和目的：本书即将讨论的重大问题是：发生在生命世界中的事件，怎样用物理学和化学的原理来解释？这种事件的发生与时间和空间的关系又是怎样的呢？2 统计物理学 结构上的根本差别:非周期性晶体3 一个朴素物理学家对这个主题的探讨4 为什么原子是如此之小上述问题其实有一个更加清楚的表达方式：同原子相比，我们的身体为什么一定要这么大？5 有机体的活动需要精确的物理学定律两个理由可以解释（上述问题）：第一，被我们津津乐道的思想本身就是一个有秩序的体系；第二，思想只能是建筑在有一定秩序性的知觉或经验之上的。于是便产生了两个结果：其一，思想必定是与相对应的躯体组织紧密相关，鉴于思想的秩序性，躯体组织也一定是十分有秩序的，在其内部发生的事件一定遵守着某些严格准确的物理学定律；其二，与相应思想的知觉和经验相对应，外界物体对于具有良好组织的躯体所产生的反应，是我所说的思想的资料。由此看来，这个躯体系统和外界物体之间的相互作用具有物理学的秩序性，即它们必须遵循严格、准确的物理学定律。6 物理学定律是以原子统计力学为根据的，因而只是近似的7 它们的精确性是以大量原子的介入为基础的第一个例子（顺磁性）8 第二个例子（布朗行动，扩散）9 第三个例子（测量准确性的限度）10 n律物理学和物理化学的定律并不是千真万确的，存在一定的相对误差，且这个相对误差的范围在1/内。这里的n是指在理论和实验的研究中，为了在一定的时间空间范围内使该定律生效而必须考虑的参与分子的数目。因为我们可以看出，有机体的内在生命以及它同外部世界的相互作用，都能被精确的定律所概述，但这个前提是它自身必须有一个巨大的结构。如果没有足够的空间结构，参与合作的分子数目太少的话，“定律”也就不准确了。尤其要注意一点，这个定律出现了平方根。比如说，虽然100万是个巨大的数目，但是精确性就只有千分之一。这样的精确度对于一条自然定律来说还是远远不够。第二章 遗传机制1 经典物理学家那些绝非无关紧要的设想是错误的2 遗传的密码本（染色体）3 通过细胞分裂（有丝分裂）的个体生长4 在有丝分裂中每个梁色体是被复制的5 染色体数减半的细胞分裂（减数分裂）和受精（配子与合）.6 单倍体个体7 减数分裂的突出性质8 交换，特性的定位9 基因的最大尺度10 小的数量11 持久性第三章 突变1 “跳跃式”的突变——自然选择的工作场地2 它们生育同样的后代，即它们是完全地遗传下来了3 定位，隐性和显性4 介绍一些术语5 近亲繁殖的有害效应6 一般的和历史的陈述7 突变作为一种罕有事件的必要性8 x射线诱发的突变9 第一定律，突变是个单一性事件10 第二定律，事件的局域性第四章 量子力学的证据1．经典物理学无法解释的持久性从统计物理学角度来看，基因结构似乎只包含了少量的原子（一般是一千个，也可能还要少），可是它却以奇迹般的不变性表现了最有规律的活动，我们如何使这两方面的事实协调起来呢？2．可以用量子论来解释3．量子论一不连续状态一量子跃迁4．分子5．分子的稳定性有赖于温度6．数学的插曲7．第一个修正8．第二个修正由少量原子组成的这些结构，能否长时间地经受住象遗传物质不断受到的那种热运动的干扰影响？我们将假定一个基因的结构是一个巨大的分子，只能发生不连续的变化，这种变化是在于原子的重新排列并导致一种同分异构 的分子。这种重新排列也许只影响到基因中的一小部分区域，大量的各种不同的重新排列也许是可能的。从任何可能的同分异构体中，把实际的构型分离出来的阈能 一定是很高的（这是同一个原子的平均热能相比），以致使这种变化成为一种罕有事件。这种罕有事件我们认为就是自发突变。第五章 对德尔勃吕克模型的讨论和检验..1．遗传物质的一般图像2．图像的独特性3．一些传统的错误概念4．物质的不同的“态”5．真正重要的区别6．非周期性的固体7．压缩在微型密码里的丰富内容8．与实验事实作比较：稳定度；突变的不连续性9．自然选择基因的稳定性10．突变体的稳定性有时是较低的11．不稳定基因受温度的影响小于稳定基因12．x射线是如何诱发突变的13．x射线的效率并不依赖于自发突变率14．回复突变第六章 有序，无序和熵1．一个从模型得出的值得注意的普遍结论2．由序导出序3．生命物质避免了向平衡衰退4．以“负熵”为生因此，一个生命有机体在不断地增加它的熵－－你或者可以说是在增加正熵－－并趋于接近最大值的熵的危险状态，那就是死亡。要摆脱死亡，就是说要活着，唯一 的办法就是从环境里不断地汲取负熵，我们马上就会明白负熵是十分积极的东西。有机体就是赖负熵为生的。或者，更确切地说，新陈代谢中的本质的东西，乃是使 有机体成功地消除了当它自身活着的时候不得不产生的全部的熵。5．熵是什么6．熵的统计学意义7．从环境中抽取“序”来维持组织第七章 生命是以物理学定律为基础的吗1．在有机体中可能有的新定律2．生物学状况的评述3．物理学状况的综述4．明显的对比5．产生序的两种方式在生命的发展中遇到的秩序性有不同的来源。有序事件的产生，看来有两种不同的“机制”：“有序来自无序”的“统计学机制”，和“有序来自有序”的一种新机 制。对于没有偏见的人来说，第二个原理似乎简单得多，合理得多。这是无疑的。正因为如此，所以物理学家是如此自豪地赞成另一种方式，即赞成“有序来自无序”的原理。在自然界中，不仅实际上是遵循这个原理，而且只有这个原理才使我们理解自然界事件的长期发展，首先是理解这种发展的不可逆性。可是，我们不能 指望由此得出的“物理学定律”能直截了当地解释生命物质的行为，因为这些行为的最惊人的特点，是明显地主要以“有序来自有序”的原理为基础的。6．新原理并不违背物理学7．钟的运动8．钟表装置毕竟是统计学的9．能斯特定理10．摆钟实际上可看做在绝对零度下工作11．钟表装置与有机体之间的关系我认为现在有必要再讲几句话，来揭示钟表装置同有机体之间的相似点，简单而又唯一的相似点就是后者也是依靠一种固体－－构成遗传物质的非周期性具体－－而 大大地摆脱了热运动的无序。可是，请不要指责我把染色体纤维称为“有机的机器的齿轮”－－这个比喻，至少不是没有深奥的物理学理论作为依据的。最明显的特点是：第一，齿轮在一个多细胞有机体里奇妙的分布，这点我在第64节中曾作了诗一般的描述；其次，这种单个的齿轮不是粗糙的人工制品，而是沿着上帝的量子力学的路线完成的最精美的杰作。读后感：生命是什么？这是一个非常有哲学意义的问题。科学家们从实证角度出发，藉以合理的猜想，给出了一个合理的界定。另外，他们对一些细节的解释非常美妙，例如为什么同原子相比，我们的身体一定要这么大？总而言之，这是一本值得一看的书。

预言帝预言了2个诺贝尔

诺贝尔物理学奖获得者薛定谔在本书中阐述了2个假设的观点，分别诞生出2个诺贝尔（生物学、化学）。1.染色体的大分子结构与遗传密码的组合方式》》》发现DNA的双螺旋结构（1953年，沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构）2.生命与负熵》》》发现了远离平衡态的稳定形态（结构耗散理论，伊里亚·普里戈金(Ilya Prigogine)教授，由于对非平衡热力学尤其是建立耗散结构理论方面的贡献，他荣获了1977年诺贝尔化学奖。）感想：1.跨学科、多学科的结合趋势势不可挡。万物皆有联系，我们的眼界不能仅限于本专业。2.一定要学好数学3.敢于想象和表述观点，不能怕失败。另外，请允许我回忆并总结一下本书：《生命是什么》1.他认为DNA是一种非周期性晶体2.根号n定律说明了我们生物的体积为什么是以“米”作为基本单位的，而不是更小（但他似乎没解释为什么不是更大）。3.一个基因的体积小于300埃，所以院子不会超过几百万个。这么小的体积，似乎无法解释遗传物质的稳定性。只有大分子结构才能保证稳定、4.基因突变的原因是因为不稳定的量子跃迁导致分子从某个形态变成另外一个形态。5.稳定性：分子=固体=晶体，气体=液体=无定形固体6.同分异构体的排序，可以使用微型密码的形式（莫尔斯符号），最近发现字符数=4+2+2=8，人的字符串长度=30亿7.生命是一种负熵的有序形式。我们不断从环境中摄取负熵，却导致整个环境中的熵不断增加（太阳）8.人体是细胞的组合体，所有细胞协调一致，有序分工。《决定论与自由意志》1.可能存在一个大统一的思想，人死后灵魂和思想合一2.对于习惯了的事物，将其纳入潜意识（自动加工体系）范畴3.我们的道德和欲望冲突，但是我们的意识不断在进步4.优胜劣汰不复存在，令基因突变无法朝着有利的方向前进5.人类的经验、技能也有可能遗传6.我们让某些工人和农民进行单调的重复劳动，不利于群体智慧的进化7.主观和客观并不存在，它们是同一个世界，他们之间的屏障本来就不存在。8.其实大自然没有色彩、声音、味道和冷热，它们是我们的大脑赋予的的意义。9.我们是细胞联合体，但是我们有且只有一个统一的意识10.观测一个物体时，我们也同时在影响着这个物体11.科学是自然观察的经验主义与逻辑推理的理性主义的结合12.时间箭头组成了意识连续体，意识不会被时间摧毁13.写科学报告时，应该描述一下观测手段和感知觉作者自传：1.父亲是植物学家，对作者的跨学科研究打下基础2.曾经认真学了一段时间的数学3.母亲从小让他们学英语4.作者写完自传后（1960年11月）的2个月后去世（1961年1月4日）。。。

生命是什么中的一些物理原理（本文是我的生物论文改编的，最初也是从本书中受启发写的）

生命是什么？这个古老而深刻的问题自从人类有了意识就被提出了，却直到现在还没终极答案。物理学家当然也从来没有放弃过思考生命，并成功地用物理原理来解释生命，他们是最靠近上帝的人!其中最著名的莫过于薛定谔和他的《生命是什么》。而这篇文章也是也是受此书启发，在这里分别从熵和量子力学简要介绍一下有关生命的问题。一.生命与负熵在提及生命前首先先介绍一下负熵的概念。我们应该都听说过S=k lnΩ这个波尔兹曼的著名公式。其中Ω是系统的一个宏观态包含的微观态数，它可以用来描述宏观态的混乱度，k是波尔兹曼常数，S是熵。也就是说熵可以度量系统的无序度，当系统趋向与宏观平衡态时，此时系统拥有的微观态数最大，而熵也最大，由此可得出熵增原理。而负熵，顾名思义，在熵前面加上负号，用来度量系统的有序度。与负熵最先扯上关系的应该算是著名的“麦克斯韦妖”（可以和“薛定谔的猫”齐名）1867年，麦克斯韦曾设想过一个能观察到所有分子速度的小精灵把守着一个容器中间隔板上小阀门，当看到右边的高速分子来到阀门时就打开让高速分子进入左室，当看到左边低速分子来到阀门时也打开让低速分子进入右室。设想阀门无摩擦，于是一个小精灵无需做功可使左室越来越热，右室越来越冷，从而使整个容器的熵降低了。这个小精灵被人们称为麦克斯韦妖。当时科学家对其展开了激烈的讨论，因为若这个模型成立就似乎违背了热力学第二定律（熵增原理）。后来在1929年，希拉德分析妖精若想控制开关，必须获得信息，而为获得信息所付出的代价就是系统熵的产生，而这额外的熵的产生抵消了整个容器的熵的减少，总的说起来，总的熵还是增加的。此时信息表征为负熵。信息虽然可以在很低的能量代价下传递，但要获得准确信息所需的能量则因为海森堡测不准原理而多得多。（在这个模型中可以看到生命的影子，而这个麦克斯韦的妖可以看成是酶）但真正负熵概念的引进还是要追溯到薛定谔在上世纪四十年代写的《生命是什么》书中。之前当时存在一种矛盾：热力学第二定律指出自然界的所有过程运动都将最终趋向无序化，而这与生命本身的高度有序化和已经在生物界广为接受的进化论显然不可调和，甚至可以说是两个 “风马牛不相及”的极端。为此薛定谔提出生物有机体在吃喝、呼吸时是一个摄取“负熵”的过程，而又为了不违背熵增原理，生物有机体又不断地排放代谢终产物和散发热，把熵排放到环境中，而排放的熵要大于摄取的负熵，所以满足熵增原理。而动物在利用食物时，排泄出来的是大大降解了的东西。然而还不是彻底的降解，因为植物还能利用它（当然，对植物来说，太阳光是负熵的最有力的供应者）。需要强调的一点是散热这个过程不是可有可无的，而是必不可少。因为这正是我们去除生理过程中不断产生的剩余熵的方式。因此，温血动物的体温较高有利于以较快的速率排除熵，因而能产生更强烈的生命过程。（现在已经知道这和酶的活性有关，酶在这个温度效率最高）综上则生命“以负熵为生”，从环境中抽取“序”来维持系统的组织。 但是他的理论还是只说明结果，却并不能解释过程，或者说还缺少一个动力学结构来解释生命。生命的进化历程：从第一个单细胞无氧生命的诞生，到如今的生物多样性发展；从原生生物简单的趋避现象到现在人类高度发达的智力文明，这生命的进化历程显然是一个不断走向有序的不可逆过程。但为什么生命“以负熵为生”，从环境中抽取“序”来维持系统的组织便能推出这个过程呢？因此之后普里高津提出耗散结构理论。普里高津在研究偏离平衡态热力学系统时发现，当系统离开平衡态的参数达到一定阈值时，系统将会出现“行为临界点”，在越过这种临界点后系统将离开原来的热力学无序分支，发生突变而进入一个全新的稳定有序状态；若将系统推离平衡态更远的地方，系统可能演化出更多新的稳定有序结构。然后，他就把这种结构称为“耗散结构”。普里高津提出系统形成有序结构需要的条件：（1） 系统必须开放即系统必须与外界进行物质、能量交换。（2） 远离平衡态开放系统在外界作用下离开平衡态，开放逐渐加大，外界对系统的影响逐渐变强，将系统逐渐从近平衡态推向远离平衡的非线性区，只有这时，才有可能形成有序结构，否则即使开放，也无济于事。（3） 非线性作用组成系统的子系统之间存在着非线性相互作用。正因为这样，子系统形成系统时，会涌现出新的性质。关于非线性的放大机制的解释可以用右图解释。一个很小的ΔX可以经过一级非线性放大成相对大得多的ΔY，而经过多级放大，一个很小的作用可以最终产生决定性的后果，也就是“蝴蝶效应”（南美的一只蝴蝶煽动一下翅膀引起了美国的一场飓风）（4） 涨落涨落是指对系统稳定状态的偏离，它是实际存在的一切系统的固有特征。在平衡态和近平衡态，涨落是一种破坏稳定有序的干扰，但在远离平衡态的条件下，非线性作用对随机的小涨落有可能迅速放大，使系统由不稳定状态跃迁到一个新的有序状态，从而形成耗散结构。偏离平衡态的开放系统通过涨落，在越过临界点后“自组织”成耗散结构，耗散结构由突变而涌现，其状态是稳定的。而地球上的生命体都是远离平衡态的不平衡的开放系统，它们通过与外界不断的进行物质和能量交换，经自组织而形成一系列的有序结构。可以认为这就是解释生命过程的热力学现象和生物的进化的热力学理论之一。这里存在一个“自组织”的概念。（其实耗散理论是其中一个部分）德国理论物理学家H. Haken认为，从组织的进化形式来看，可以把它分为两类：他组织和自组织。如果一个系统靠外部指令而形成组织，就是他组织；如果不存在外部指令，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责而又协调地自动地形成有序结构，就是自组织。从热力学的观点来说，“自组织”是指一个系统通过与外界交换物质、能量和信息，而不断地降低自身的熵含量，提高其有序度的过程； 从统计力学的观点来说，“自组织”是指一个系统自发地从最可几率状态向几率较低状态的方向迁移的过程； 从进化论的观点来说，“自组织”是指一个系统在“遗传”、“变异”和“优胜劣汰”机制的作用下，其组织结构和运行模式不断地自我完善，从而不断提高其对于环境的适应能力的过程。自组织系统在自然界中不象无机物质那样，听凭环境因素的作用、自发地发生变化，而是按照内在机制规定的方向进行物质和能量运动的，这就是保存和发展自身。自组织系统既然具有保存和发展自身的趋向，而又生活在一个变动不居的既有有利因素、又有不利因素的环境里，因此它在生存、发展中需要关于环境的信息，借以调整自己的行动而适应环境的变化。自组织系统就是借助于信息的指导作用，使自身在和环境的相互作用中从无序走向有序、从低序走向高序的。 在此我们再次看到了前面在麦克斯韦妖中提到的信息的概念，也可以说负熵在这里已经上升为信息，而我们现在正处在信息时代，信息的概念已经渗透到我们的日常生活之中。而物理原理是研究理想化的物质模型，之后再发展的理论因其复杂性便隶属于信息学，不再归物理范畴，可却能看到其诞生中的物理的影子。2.生命与量子力学这里量子力学主要和遗传物质相联系。众所周之，生命中的一个重要特征就是遗传变异。这个特征决定了生命必须拥有一种的遗传物质，它既能够足够稳定地精确保存其绝大部分的遗传信息，又能在特殊的环境下产生变异来应对变化使生命特征得以延续。而根据传统经典统计力学，可以推出一个有机体为了使它的内在生命以及它同外部世界的相互作用，都能为精确的定律所描述，它就必须有一个相当巨大的结构。因为传统经典统计力学，关于物理学定律的不确定度的期望值满足所谓的√n定律。比如若告诉你某气体在一定的压强和温度下具有一定的密度，比如说一定的体积内正好有n个气体分子，那么你可以确信，若能在某一瞬间进行检验，将会发现这个说法是不准确的。偏差的量级，若n=1oo,则为10，相对误差为10%，而n=1000 000,偏差大约为1 000，误差为0.1%。所以物理学和物理化学的相对不准确性总是可能发生在1/√n的相对误差范围之内。可有机体内许多极其小的原子团，小到不足以显示精确的统计学定律。（比如一个基因结构包含1000或还要少个原子，用类似√n定律来算，则变异概率高达到3%这是不可能的）而它们在极有秩序和极有规律的事件中确实起着支配作用，它们控制着有机体在发育过程中获得的、可观察的大尺度性状，决定了有机体发挥功能的重要特征；在所有这些情况下，都显示了十分确定而严格的生物学定律。此时统计物理学似乎很难协调地来解释这方面事实，可以说陷入困境了，但量子理论可以提供解释。更确切的说，遗传机制是建立在量子论基础上的。量子论的最大启示是在“大自然之书”中发现了不连续特点，并由此提出了能级的概念。而从一种不连续的状态转变为另一种，则称之为“量子跃迁”。在给定的一组原子的若干个不连续状态中，不一定有但其中可能有是原子核彼此靠拢的最低能级，此时，原子组成了分子。需要着重指出的是分子必须具有一定的稳定性；除非外界供给给它以“泵浦”到邻近的较高能级所需的能量差额，否则构型不会改变。因此，这种数量十分确定的能级差定量地决定了分子的稳定程度。下面只考虑不同温度下的分子稳定性，这是生物学问题中最感兴趣的一点。假定我们的原则系统一开始处在它的最低能级状态，物理学家把这个系统称为绝对零度下的分子。要把它提高到相邻的较高的状态或能级，就需要供给一定的能量。最简单的方式是给分子“加热”。把它带进一个高温环境（“热浴”），让周围的系统（原子、分子）冲击它。考虑到热运动的极度不规则性，不存在预感确定的、立即产生“泵浦”的、截然分明的温度界限。更确切的说，在任何温度下（只要不是绝对零度），都有出现“泵浦”的机会，这种机会是有大有小的，而且是随着“热浴”的温度而增加。表达这种机会的最佳的方式是，指出为了发生“泵浦”必须等待的平均时间，即“期待时间”。而“期待时间”主要取决与两种能量之比，一种是为了“泵浦”而需要的能量差额（用W表示），另一种是描述有关温度下的热运动强度特性的量（称为特征能量kT,用T表示绝对温度，k表示波尔兹曼常数）。可以用数学表达式表示t=τexp(W/kT),期待时间t是通过指数函数的关系依赖与比值W/kT的，τ是10^(-10)或10^(-11)秒这么小的常数（代表这个时间内系统里发生的振动周期的数量级）。由于是指数形式，比值W:KT的相当小的变化，会大大地影响期待时间。例如w是kT的30倍，期待时间可能短到1/10秒；但当w是KT的50倍时，期待时间将延长到16个月；而当w是kT的60倍是期待时间将延长到3万年！但在一些情况下，两个能级之间的自由通路被堵塞了，谈不上供给所需要的能量产生跃迁了；事实上，即使从比较高的状态到比较低的状态的通路也可能被堵塞了。比如化学中的同分异构体，且分子愈大，同分异构体也愈多（有机化学中尤其典型）两个同分异构体的所有的物理常数和化学常数都是明显不同的。它们的能量也不同，代表了“不同的能级”。而这种理论恰好可以解释基因遗传结构的特征。由振动能的偶然涨落所产生的分子某个部分构型的异构变化，实际上是非常罕见的事件，这就很好地解释了统计力学难以解释的基因结构的稳定性。而罕见的事件又对应与一次自发突变。因此，从量子力学出发，我们解释了关于突变的最惊人的事实。且突变是不出现中间形式的、跳跃式的变异。再检验突变可能性公式：t=τexp(W/kT)（t是阈能W的突变的期待时间）可由此得出温度上升则期待时间减少，突变可能性增加。实际的动物实验比如果蝇实验证明这种可能性随温度上升提高得很明显(对于T+10和T的t的比值大约在1/2到1/5之间，也就是突变的可能性增加约两倍至五倍不等的差异)而这种理论也解释了为什么X射线能诱发突变，用X射线照射亲代，可使后代中出现突变的百分比，也就是突变率，比很低的自然突变率增高好多倍，且突变率与射线的剂量严格地成正比例。因为克服阈值的能量一定是由爆炸式的过程(电离或激发过程)供给的。且X射线的电离作用或类似的过程恰好能克服阈值的能量，所以可以显著地提高突变率。 总的来说， 量子力学存在的能级概念是DNA等遗传物质变得相对稳定，要改变其结构须跨越一个势垒，于是出现突变的几率足够小，使物种得以在繁衍中缓慢进化。结语的确，世界是物质的，所以物理无处不在。对于神秘的生命，物理原理肯定远远不仅这些，而我所说的又只是已有理论的凤毛麟角罢了，深怕乱放阙词，所以便以“生命中的一些物理原理”作为题了。相信物理学家在生命科学以及任何其他学科的的研究中一定能写出最终回答“生命是什么？”的文章，到时候用什么标题应该都不为过了吧！

时代原因

昨天匆匆看完这本年代久远的书，没咋看懂。不过还是对书里这一处印象比较深 他问 为什么原子这么小他说 其实问题是为什么我们这样巨大巨大的目的就是为了抵消微观物理的不确定性

生命的科学与哲学面的读书笔记

这一本科普读物从我这理科文盲角度看好难懂，字数不多，但第一遍没看懂，又看了第二遍。大抵是因为如果一直不懂这种普遍性的知识，是对前人探索的不负责任，也是对自己的不负责任。对于生命的探索围绕着人一生，在科学普及之前，我们不懂人类生存与成长的太多太多问题。一直以来都有人去摸索，或者通过迷信，或者通过经验传承，不断传承给下一代对生命的认识。但令人悲哀的是，如果没有政策强制性的引导，许多人对于生命的认识更多是基于本能，而缺乏知识层面的实践。这就是科普教育的必要性，知其然，也要知其所以然，至少也应是浅层次的。以下是读书的一些笔记：物理学家的研究大多是周期性晶体，但当他们照搬研究规则活细胞的研究上，这就变得越发困难了。活细胞最重要部分是染色体纤丝，这可以称为非周期性晶体，相比周期性晶体更复杂。科学的进步让我们发现每一块物质都是有数目惊人的原子构成的，我们人类也是，人类大脑之类的感觉器官以及附属于它的感觉系统就是由大量的原子构成。人类的感觉器官没有灵敏到可以感觉到原子的运动，这也是生命的必然性，因为思想是建筑在秩序上，但原子每时每刻都在进行着没有秩序的热运动。同时由于原子数量的庞大性，原子的运动又导向有一定偏差性的秩序。离开庞大原子数量的统计物理学角度看，有机体体内也是有微小的原子团，这使得精确地统计学定律失效，但他们在有秩序和有规律的实践中起的关键的支配作用，操纵着有机体发育过程中可获得的大尺度现状，这决定了有机体发挥功能的重要特征。这就是染色体，对于人来说是46条（23对），其中22对常染色体，1对性染色体控制人体性特征。人的成长伴随着细胞分裂（有丝分裂），在有丝分裂中每个染色体得到复制，获得跟亲细胞准确相似的另外两套完整的染色体（46个，也可以叫二倍体），而且分裂后的体细胞都具有完全一样的染色体。还有一种是染色体数减半的细胞分裂，也叫做减数分裂，他们在成长时并未进行有丝分裂，而是作为日后繁殖配子（精细胞或卵细胞）保留着，通过减数分裂，亲细胞的两套染色体分成两组进入一个子细胞，对于人来说就是说一个配子之收到了一套染色体，即23个，也可以叫单倍体。配子的交配就是精细胞里的单倍体而卵细胞的单倍体结合，即一半来自母体，一半来自父体。单个染色体也并不是整个的全部遗传下去，在减数分裂中，来自父体的同源染色体彼此连在一起，在分离之前有时整段的进行交换，使其兼有遗传双方的特性。基因在染色体是成直线排列，是一定的遗传物质的载体。根据统计物理学的计算，一个基因包含的原子不会超出100万或几百万个，如果要遗传一种遵循统计物理学的行为，这个数目实在太小。那么怎么解释在仅由极少量的原子构成，且多数原子运动并不规律的情况下，基因是如何有规则地运作就成了一个问题。这里就要牵涉到分子的稳定性了，无论DNA还是RNA,都是特定集团按照一定规则有序排列形成的大分子。基因分子的实际模型和它的同分异构体分开阈能远远高于原子的平均热能，以至于突破概率极低。基因分子中的量子变迁引起突变，只有两条染色体都发生了隐性突变（遗传基因是纯合的时候），才会影响到模式的转变。一般来说，突变的发生是有害的。因此近亲繁殖会导致危险突变概率的上升，杂合的过程中，显性等位基因会掩盖隐性等位基因，使我们无法知晓隐性等位基因的可能危害性。另外，x射线等也会增加突变的概率。接下来，作者谈到有机体生命的存活。有机体成功的在它的存活期间不断地消除活着的时候不得不产生的全部的熵，这就是新陈代谢的本质，因此，我们吃的东西必须本身非常有序，即食物必须低熵，所以我们动物只能吃生命。一旦趋近熵的最大值，即有机体的危险状态：死亡。熵代表的是无序，而负熵表示的则是有序。汲取负熵，可以简单的理解为从外界吸收了物质或者能量之后，使系统的熵降低了，变得更加有序了。生命以负熵为生。书本的下半部分从哲学方面讲述意识和物质。整个精神生活而言，意识是逐渐隐退的。我们通过重复练习学会新的东西，随着不断地重复新的东西逐渐固定为一个程式，便从意识层面消退了。就像每天开车经过一样的路一样，最初的时候会担心开错路等仔细思考路线，而后熟练了便不再需要思考，以致在以后的某一天本应换条路开的也会因为这惯性的影响继续老路行驶。作者认为就我们生物学未来而言，我们通向完美之路的危险系数越来越大，如今时代太多使人不思考的自动化机械化包含着我们智力器官严重退化的隐患，一直以来的娱乐形式变得更丰富多样了，也让不少思考停滞，对于不聪明的人，枯燥乏味的干活更符合他的天性，更可能导致智力的退化。同时，有些国家福利机构和社保制度的完善充分的保障了不聪明的人的生存，消除了不同人能力上的竞争。人们一直以来都在探寻主观与客观的界限，而在探寻过程中遇到了悖论。如果要去认识客观，必然要把意识浸入到客观才可以去认识。摈弃了个人意识的世界，我们会发现是“无色、冰冷、无声”的。而物质世界也没有意识，因此意识也没办法作用于物质。我们无法在世界中找到意识，是因为世界展现给我们的样子就是我们的意思。作者认为主客体在同一个世界，它们之间的界限是不存在的。

没有宗教信仰的人，读不懂这本书

关于作者和他的这本书，是从其他的宗教类书籍里接触到的。出于好奇，才看此书。总得来说，这本书给我很多触动和顿悟的感觉。如题，没有宗教信仰的人，读不懂这本书。因为作者试图把宗教和科学融合起来，用科学的方法去探索和验证宗教的问题。读者如果对宗教没有概念，是无法理解作者的用心。看到有些短评说书翻译不好，我觉得这些人评价翻译的时候，先去掂量下自己的英语水平。我读的是中文版，译者非常用心，从中文里我可以读出一个科学家的那种坦诚，译者还加了一些注释，非常用心。看得出译者本人对哲学与宗教都有深厚的基础。这篇文章算是我对这本书的一点读后感吧，上面的属于题外话。先简单回顾书中内容，作者出于对生命本质是什么这个问题的探索，把生物学里的基因，遗传，变异，染色体与物理学的量子，分子两个领域里的研究成果结合起来，试图找出答案。在物理世界里，量子级别的世界是非常的不稳定，混乱，没有秩序与规律，也特别容易死亡，而物质世界的基石确实量子，原子，然后是分子，这样的物质世界，在我们的感官里却是稳定，有秩序，和可以持续的。为什么呢？人的肉体也是物质的，因为精子与卵子的结合而成，精子与卵子包含着染色体，染色体里包含着基因，基因，在物理学的定义里可以定义为分子级别。遗传的现象说明基因是稳定，而变异的现象说明在稳定中包含着不稳定，怎么去解释基因的稳定与突变的发生呢？作者用量子力学给出解释。在物质世界里，量子是不稳定的，这个已经证明，大了分子级别的物质，却很稳定了。理由是分子的结构让量子与量子之间在库伦力的作用下能相互制衡，形成稳定。所以基因是稳定的，那么突变是怎么出来的呢？既然基因是分子，分子的变化取决于原子，原子的变化取决于能量，外界的能量促进了原子的变化，进而改变分子，这种能量可以来源于温度，也可以来源于x射线和其它因素。站在物理学的角度去看生命，肉体的本质是量子。解释了肉体，作者开始考虑去解释人的意识的本质。这个过程相对来讲，作者的解释不多，大部分是引用了心理学家，哲学家的一些原话。毕竟作者的本行是物理学。而我，结合自己对佛学的理解，在阅读作者探讨物质与意识这部分时，强烈的感觉到很多观点和佛学的观点非常吻合。科学家在研究这世界的时候，必须把主观的我分离出来，研究客观的世界，这种研究在宏观经典物理学里是行得通，到了量子物理学，会出现测不准现象，就是观察者会影响量子，导致观察测量时没法准确测量。科学讲究的是实证，用事实来证明，事实意味着要排除人的感觉，是客观世界里的东西。佛学讲究的是体证，对世界的认识来源于在禅定中的体证，体证这个词很难理解，不是简单的感受，要描述清楚，语言上有难度。但是体证对世界的认识是同时包含了外界与自我感觉的。作者在这部分发现了科学忽视了对感官过程的探索，接着引入宗教与科学这个话题。在讨论物质与意识的这部分里，意识到底是什么？是怎么来的？作者没有给出明确的答案。马哲里把意识定义为人脑对客观世界的主观反应，在作者看来站不住脚。因为作者的态度趋向于把世界看成是同一的，人与外界是同一的，当你去寻找一个叫我的东西时，你是找不到的。一个简单的例子，我现在在写文章，是因为还有一个我发现了我现在在写文章，那这样推理下去，还有一个我发现了我发现有个我在写文章，如此推理下去，这个逻辑要崩溃，有无数个我出现了。当对意识与我的探索到了这个境界的时候，其实语言是最大的障碍。佛学里的无为法是最好的证明，无为法其实是不可以言语的，因为语言描述只能描述绝对意义上的有，不能描述绝对意义上的无。那么到底意识是怎么来的呢？作者迷惑了，因为意识不是能量系统，不能来自能量，意识也不是物质系统，不可能来自物质。作者在这点上，没有给出明确答案，佛学在意识是怎么来的，说出了很清楚的解释。人的意识可以分为八种，我们的肉身感官可以带来6种识，眼，耳，鼻，舌，身体，脑袋，分别能接受色，声，气味，味道，感触，思考。因此带来这6种识，这6种识又是来自第七种识，末那识，第七种识来自第八识，阿赖耶识。第七识是因为第八识在与人身的结合过程中受到了污染而诞生的，这种识形成了我的假象，肯定了我的存在。第八识是最干净的，最原始的。本性是空，无染。佛教用语不比科学用语容易，我个人感觉甚至更难理解。转化成我们的日常用语，大概可以用灵魂来描述第八识。灵魂没有生与灭，在六道轮回里一直存在。我很想从物质，能量，意识这三者的关系里找到答案，因为物质和能量之间可以转换，虽然目前只发现物质转化成能量的爱因斯坦那个伟大的公式，在霍金的时间简史里，我们可以推测到在大爆炸的瞬间，是能量转化成物质吧，还是意识转化成物质呢？这需要非常智慧的头脑了。为此，我大胆把我的推测说一下。意识是可以脱离时空的，一个人的想法可以从任何历史时刻跨越到任何未来时刻，可以从任何空间里跨越到另一个空间。以我个人见证过的人们认为是神秘主义或者迷信的事件中，意识可以脱离肉体而存在，人死了，灵魂依旧在的现象在农村的仙姑那里可以印证。意识可以不通过肉体这种物质去控制其他物质。但是意识的本质是什么，佛学的空是最好的答案。此书给我很多的启发，此刻一系列的问题在脑海里冒了出来。。。。

很好

可以和另外一本《人有人的用处》对照着看，互相印证。第一次接触热力学第二定律，第一次听说负熵的概念，豁然开朗，感谢作者和所有评论这本书的人。按作者所说，生物是以吸收负熵为生，同时导致了大环境熵的增加，而太阳又是整个系统负熵的最大的提供者，可以看到地球、太阳、动物、植物组成了一个很大的循环系统，一个eco-system。负熵代表有序，而正熵代表混乱无序，混沌。可以解释为什么人类喜欢有序的东西，喜欢从无序中发现有序。进而可以解释为什么”无印良品“的设计为什么受欢迎，也可以解释为什么人类的幽默是在”无联系的事物中找到联系“，也可以解释为什么人们说有些人”不靠谱“，也可以推断长寿的秘密在于”起居有规律“。这种理论和道德经的理论暗合，”天之道，损有余而补不足。人之道，则不然，损不足以奉有余。孰能有余以奉天下？唯有道者“，人道，是要吸收负熵而存在的，所以，损不足以奉有余，是逆天的存在。

基因突变源于量子跃迁;等等

恐怕难再有在诺奖级的学术水平之上架设生物和物理的桥的人了. 让我惊异的另件事是新世纪国内科普书中流行的染色体基因等知识,其实在1944年就已有了如此信达雅的介绍,以至于放到今天仍能轻取畅销书行列.大的insight就是来联系不同领域的.本书把生物,量子力学,熵,自由意志等有机统一起来,不啻一道精致而丰盛的思想大餐.

差劲的翻译，出色的内容

中文的翻译相当的糟糕，可以轻易找到的一些显眼的问题，比如人名的翻译：荣格翻译为容格，亚里士多德的翻译似乎也是有问题的，这些不恰当的人名翻译也许还可以认为无伤大雅，但是相当多的晦涩翻译就很棘手了，因为这严重影响了阅读的流畅性，而且使很多内容难以理解，或许是因为译者对原作者的意思本身没有理解导致的。负熵的概念相当让人着迷，后面章节也相当有意思，比如关于人类能否继续进化的思考，比如客观性原理，都应该是一个乐于思考的人不应该错过的内容。

读后感

量子物理学大师用哲学语言解说生理问题。。。大师就是大师，和钱穆先生一样，薛定谔这本165页的小册子，分上下两部，语言彬彬有礼，细腻，也拜不错的翻译。从量子物理学，哲学，生理学等方面阐明了“生命是什么”“意识和物质”，不过还是需要有点基础才能看懂，尤其涉及量子物理学，遗传模型，有序无序熵这几部分，还是比较晦涩的。总的来说能读懂70%左右。最后的自传，则是完全没有章法的记忆碎片，尤其在写道其父母时，凸显了大师的人文关怀。虽然是本神作，不过我不认为同辈里谁还会闲的蛋疼读这本书。

生命是什么

2014.9.8好像是亚马逊的荐书，让我看到了薛定谔的《生命是什么》（1944年）。以前知道这个名字，也只是因为教科书上讲的测不准原理，知道他是个物理学家。以为这本书的作者是另外一个薛定谔，查了之后发现正是同一个人。吸引我开始阅读的是目录上描述的意识和物质、科学与宗教。先读过科学与宗教一节后，发现太不懂，就放下了，在航班上再拿起来，反倒先是把作者的不算短的自传读过，是奥地利人，加深了一个印象——20世纪上半叶奥地利产生了很多大师，从自然科学到社会科学，彼得·德鲁克、熊彼特、薛定谔，做豌豆遗传实验的神父孟德尔也是奥地利人，不过是19世纪人，另外听到过的奥地利学派似乎在经济学界历史上也曾是重要的一支，又耳闻维也纳学派的说法。当代（二战以后）反倒不怎么听说奥地利在科学界的贡献了；进入当代以后似乎大师级的科学家各界都不多了（大概是学科的细化），反倒是各种领先的科技公司的多寡和名声越发反应一个国家或地区对科学技术进步的贡献，从这个角度，我的感觉是奥地利的影响也式微了。书分两段：前面的小册子标题是《生命是什么》，后面是《意识与物质》，看目录似乎后半册更有意思，读下来觉得更难懂，虽然前半侧如果想读得顺畅些对大学水平的物理知识有些要求，但比起后者更具体些，也更容易些。我更喜欢前半册，读之前好奇物理学家薛定谔能从物理学的角度对生物学（主要是遗传学和进化论）论述出什么新意，生物学必定遵从物理学不是一定的吗？确实是一定的，但从微观到宏观、从基础到上层，确实有很多关联和疑问，有些已经解答（在薛定谔及其之后）、有些仍待回答，在我读之前可能永远不会想到会有这些问题。这不像我读其他一些科普的书，看到书名和目录后，虽不明确、可能意识里（已经能够）会隐隐开始发问。把书的内容重点有别地介绍下来也是件吃力的事情，只拣一些吸引我的、还算浅显的点吧。生命的稳定性和基因是什么作为引子的问题是为什么生命是如此稳定？因为从原子层面上无序的热运动规律怎么看也不会支持生命这种高度稳定的物质状态（暂且不讲意识或灵魂）。上述一个疑问、一个陈述各自本身看似都不成立。大部分人也许不会觉得生命是稳定的，而是千变万化，哪怕一个生命体和作为其延续的后代们，除了还活着这一特征以及近代的子孙有某些相似外，生命体与生命体是如此丰富、如此不同。这里面大概是有两个原因，一是我们只是看到生命体的外在特征，并未看到其内部的核心遗传信息，如果去比对一个子代和其两个亲代（有性繁殖）的基因，也许有少许变异，但是基因序列一定是完全继承了父母基因的序列，而基因正是发育出个体特征的初始程序。另一个原因对我们印象的形成更加重要，则正是有性繁殖带来的基因复制和重组，后代基因稳定继承了两个亲代各自的部分基因，却又一定不全同于其中一个。上面的陈述句也看似无关——生命是宏观的事物，而热运动是微观粒子层面的规律，两者有什么矛盾？基因是生命体的核心，如果从基因的层面看，基因实际上是一组稳定有序的原子团，可能只有成百上千的原子数目。在这个层面，它们受到周围原子冲撞的结果将会在很短的时间里彻底打乱其组合。如此一来，作为基因的一组原子团又是怎样维持稳定的组合？上述其实就引出了薛定谔的疑问和推理：为什么最易遭受热运动冲击而离散的原子能保持千百年甚至更久时间的稳定？这样的原子团只能是稳定的分子结构而非其他。在阅读的过程中，看到薛定谔的推理与结论（在薛定谔之后已经得到了实验确证）时，觉得被薛定谔引着绕了个大圈，他如果开始只说一句话基因是分子，我一定就立马回忆起大学生物的讲述了并认为这是理所当然。也许自己这段阅读的意义也在这里，不仅是结论，也揭示了先驱们在发现新知时的思路。生命个体与个体形成的组织每个细胞都是同一个生殖细胞分裂的后代，并带有与生殖细胞一样的完整的基因序列。这也是为什么一个体细胞就可以成为克隆后代的源细胞。在讲述这点时，薛定谔提到了蒙哥马利在二战时把自己的作战计划，全部的作战计划，下达到士兵级别的人员。两者形成了绝妙的类比。并非所有的领导者都像蒙哥马利这样（考虑到各种因素，如保密性），也许我们不能完全说清蒙帅行为的逻辑合理性，甚至蒙帅本人也许只是凭直觉这样做，但这些也许只是因为我们还没能总结出其中的道理和知识。基因怎么变异和突变变异是基因分子受到电磁辐射能量的激发而切换到另一个异构体（同分异构体携带了不同的能量，也表达了不同的分子组成结构）；也许还伴随着与外界的物质交换，这样就不是异构体了。但这个状态也许会很容易回到原来的或又一个新的结构和状态。突变则是跃迁到稳定状态的异构体；同上，也可能由于物质交换而不再是异构体。这样的稳定异构体或微变体（只是在本文中一个很不严格的词）将会带来生命体某一特征的改变，或者不直接改变，成为隐形基因，但有可能传递给下代时再显现。而基因突变带来的影响，理解下来应该是有两个方面，一个是对亲代自身的影响，这是亲代体细胞变异造成的，比方说癌变；一个是亲代生殖细胞突变后，而又得意最终生成后代生命体的话，变异就遗传下来了。突变与电磁辐射和癌症今天我们在一个人造电磁辐射无处不在的世界，也许这些辐射已经提高了癌症的发病率（除了其他癌变原因之外）,或者还有其他的副作用。电磁辐射如果造成基因突变，大部分可能是不利的突变。但是电磁辐射带来基因突变是有条件和概率的，这个条件主要是电磁辐射的强度，而在强度越低的情况下有足够能量的电子击中基因分子而又引起分子跃迁到另一种状态的几率会大为降低。薛定谔给出造成基因分子突变的电离作用所要花费的能量有30个电子伏，想必在今天会有更准确的测算，以此看来，计算对人体安全的电磁辐射强度有据可依，但也许不是那么简单的事情。一个题外话薛定谔不止一处提到了古希腊的思想以及具体的观点对西方现代科学的源头性影响。这也是我在读过房龙的《宽容》和顾准的《希腊城邦制度》（顾准还认为基督教契合并继承了古希腊思想，这点我很不同意，虽然没做过严格考证，来自东方的基督教成为罗马国教后的1000年左右的时间里，罗马的希腊文化传统很快消失了，取而代之的是黑暗的中世纪，这与蛮族入侵也有关系；直到文艺复兴，欧洲人从故纸堆里翻出古希腊思想时，西方才从新开始去超越东方，按我理解的房龙的讲法，还有大概同时期的宗教改革的影响，倒不是某个宗教改革本身使得基督教世界一触即变，更主要是出现的各教派之间从互相冲突迫害到互相容忍宽容而带来的社会进步）后深刻体会到的，包括从社会思想的角度和科学思想的角度；其科学影响的一面再一次从一个杰出科学家的笔下得到确认（是我在又一个大家的书中得到确认）。而薛定谔说的更加直白，“两个构成科学方法的基础的总原则…是古希腊思想的传承，而我们西方的科学和所有科学思想都源于古希腊人的创造。”

72年前的书

生命是什么，这是一本薛定谔的一次公开讲演的内容。没错，是要死不活又死又活又不死又不活被看了一眼也许就突然死了的薛定谔的猫的薛定谔。埃尔温.薛定谔（1887~1961）：奥地利物理学家。20世纪的前30年中物理学经历了一次大革命，解决了微观运动的基本规律问题。薛定谔生活在这个时代，1926年他提出了波动力学，是量子力学的标准形式之一。薛定谔因此而获得诺贝尔奖。后来他的兴趣转向生命科学，1943年写的《生命是什么》，为分子生物学的诞生做了概念上的准备。所以，这本书是1943年写的，今年已经72岁了。都快成老古董了，现在还值得看吗？我们来看1991年前言中罗杰.彭罗斯说，“他的作品很吸引人，包含令人兴奋的新发现，能使我们对生活其间的的这个神秘世界获得一些真正的新了解。这本书代表了一个物理学家力图理解一些真正的生命之谜的有力尝试。正如许多对人类思维有较大影响的著作一样，它提出了一系列一旦被掌握，其真实性就显而易见的论点；然而令人不安的是这些观点至今仍被大部分人所忽视，虽然他们本应对此有更深入的了解。它确实值得一读再读。”为了知道罗杰.彭罗斯这个家伙的话可不可信，我去搜索了一下他是谁。彭罗斯阶梯（Penrosestairs）是一个有名的几何学悖论，指的是一个始终向上或向下但却无限循环的阶梯，可以被视为彭罗斯三角形的一个变体，在此阶梯上永远无法找到最高的一点或者最低的一点。彭罗斯阶梯由英国数学家罗杰·彭罗斯及其父亲遗传学家列昂尼德·彭罗斯于1958年提出。彭罗斯镶嵌（或者叫彭罗斯瓷砖、贴砖）两种模型按照非周期规律拼起来的复杂图案。（个人认为简直是复制理论的完美的简易图形诠释）然后我觉得这个人在1991年说的话，作为一个普通大众到了2015年基本来时还是可以听的。我真的很想读完之后来完整地告诉你们这是一本讲了什么的书，可是我做不到。在读了不到三分之一的部分我不得不停下来。然后告诉自己这样已经很好了，还有下次。正如不断被证实的一条真理，人只能读到自己已经明白的部分。这本书也一样，我也只是读到了自己已经明白的部分。读到某些章节时，我迫不及待洋洋得意地在豆瓣广播说凯文凯利和塔勒布在我的排行榜上位置下滑了。可是要知道正是他们的书用了长篇大论才让我着了复杂理论关于生态、进化以及随机性的道，才建立起一些基本的概念，所以我才能在读到薛定谔简单的一句话带过时注意到并明白那些话的重要性（或者自以为明白）他这一句简短的话语中所包含的可真的是大量的信息。然而又真的如彭罗斯所讲是“一旦被掌握，其真实性就显而易见的论点。”（只把结论拿出来说显得非常愚蠢，呵呵。所以我才在前面放了他们的头衔什么的压阵呀） 今天看到的西方闪电写的一篇文章“抱歉，我不能给你一个比喻”中写道，欧洲核子研究中心（CERN）在日内瓦宣布，他们的大型强子对撞机实验观测到新粒子，这种粒子与寻找已久的，被称为‘上帝的粒子’的希格斯波色子一致，一位记者说，他无法完全弄明白‘上帝粒子’的希格斯玻色子究竟意味着什么，它又是如何“无中生有“创造出质量的，可否请台上的各位用一个通俗的比喻把它解释清楚。科学家一阵骚动，最后给出的答案是：对不起，我们不能给你一个比喻。（要知道每得到一条结论都是需要长途跋涉，巨人的肩膀也不是想站就能站上去的，或许经过长途跋涉也只能爬到巨人的脚面上，一切不要过程只要一个花哨的比喻然后拿出去吹牛逼的行为都是不要脸的，哼）然而在这本1943年的著作中，薛定谔却用了很多通俗的比喻来解释“一个生命有机体的范围内在空间和时间种发生的事件。”不知道当时的人有多少听懂了多少。七十年多后，薛定谔讲的某些东西已经变成学校课程中必修的，尽管可能是知其然不知其所以然，但确实在这个环境中浸润中长大。所以，再读这本书时多少有些飘飘然，总忘记这可是七十年前的书。来吧，讲一个最最简单的讲正题之前的基本概念（难的我说不明白。。。）前阵子想参加个考试所以重新学习一些基础课程，复习材料课程中，遇到这样一个问题，材料（固态）从微观结构来说分为晶体材料和非晶体材料，金属材料是属于晶体材料的，可以想象一下金属是什么样子的。然后回到晶体材料的特征：各向异性。跟我们的经验似乎背道而驰，明明金属看起来像是各向同性的东西，当然两种说法都是正确的，微观上来讲是各向异性的，正因为微观上的各向异性所以才在我们可以看到的尺度里各向同性。薛定谔在这本书里也花了点笔墨来说这个问题，那个小节的名字叫做“原子为什么那么小”在那个小节中他引用了开尔文勋爵所引用的例子来讲这个概念，假定给一杯水中的分子一个一个做上标记，再把这杯水倒进海洋，然后彻底搅匀，使得有标记的分子均匀地分布在全世界的七大洋中；如果你从海洋的任一处舀出一杯水来，将发现这杯水中大约有100个已标记的分子。他讲这个重点是讲出两种尺度的对比，分子的尺度和我们所能够肉眼认知的尺度之间的比例。进而引入统计学在其中起到的作用，在超乎我们一般想象的数量级别中，统计学上占优势的行为便呈现在我们面前，我们便看到了秩序。书的封底又看到了保罗戴维斯的推荐语，喔喔“在这本小书里，薛定谔清晰而简明地回答了一个科学家企图揭开生命奥秘时碰到的概念上的问题，它是大学生的必读书。”（啊，大学生。。。保罗戴维斯是《宇宙的最后三分钟》的作者，是让我还有《我是个年轻人我心情不太好》的作者都在25岁刷新对时间认识的人。）我会想象有人会问我，看这些东西有什么用，我会毫不犹豫地说，然并卵。加缪写西西弗“但当他又一次看到这大地的面貌，重新领略流水、阳光的抚爱，重新触摸那火热的石头、宽阔的大海的时候，他就再也不愿回到阴森的地狱中去了。”这样感性的说法对我来说依然奏效。可是，现在我更愿意说，这个世界真的太奇妙了，我想看的清楚一点，再清楚一点，所以才一直不舍得死去。

对本书的常见误解

对本书的常见误解有如下几种：1、将全书的精髓归结为“负熵”一说2、过度拔高“负熵”一说3、批评此书翻译太差我本文的目的就是批驳上述几种看法在中国，薛定谔这本小书之所以出名，“生命赖负熵为生”一说之所以出名，赵凯华功不可没。赵凯华凡提到热力学第二定律，凡提及非平衡态问题，必会说到此处。于是很多人先入为主地就误以为，此书的核心思想成为了热力学的问题。这本书汇集了三个部分，第一部分就是《生命是什么》这篇演讲，第二部分是薛定谔对意识与物质的一些哲学论述，第三部分是薛定谔写的一篇小自传。我们不谈第二部分有多大价值，也不谈自传是否提及了薛定谔令人赞叹的私生活，单来集中考察第一部分。要对《生命是什么》做一句话的概括，那么我认为，应当是——“对向生物学中引入物理学的眼光和手段提出了前瞻性的展望”。薛定谔引入了一些量子力学、统计物理的观点来考察了一点生物学问题，包括突变的物理机制、遗传的物质基础、生命的热力学表现（其中包含负熵说）。后来的生物学发展部分地符合他的预期。这些展望中最令人称赞的莫过于对基因密码的预言。至此我批评完了第一种错误看法。至于“负熵”一说，凡是看懂书的人，我相信都应当发现，在第六章末尾的补注，薛定谔本人也并不对“负熵”一说持很大的信心。他说道，负熵说遭到了不少人批评，有人指出“自由能”才是对应此问题最为恰当的概念，他同时也表示一些肯定，反省了自己过去的说法。那么好了，就生物的热力学基础这个问题，是讨论“负熵”更合理呢还是讨论“自由能”更合理？认真考虑这个问题的人应该会有自己的答案。我认为的确自由能的概念更符合这个问题。如果有读者经过慎重的考虑后仍然认为负熵是更基础的概念，那也是值得赞赏的。怕就怕有人既不懂什么是熵，也不懂什么是自由能，然后就被迷得五迷三道，自己不加思考，接受了别人的宣传，继而再做二道贩子向他人宣传。在我不懂自由能的时候，我也曾经感到这种说法很有吸引力，不能不说赵凯华在这个问题上是害了一些人的。熵是个很神秘的概念（自由能就显得逊色多了），生命更是个很神秘的现象，神秘加神秘，就充分地满足了一些人科学神秘主义的乐趣。至此我批评完了第二种错误看法。科普译作有很多质量很差的垃圾，的确，给我留下印象最深的莫过于这套丛书中的《皇帝新脑》。有了一定的阅读经验后，就能够判断出差的译文有什么样的特征，基本来说这样几条：1、不会断句，欧式长句子不改；2、词汇贫乏，迎合欧式造词法，不能转换成汉语常见词汇，见到一些词就能够猜到原文是什么样；3、涉及西方哲学思想，能够发现译者自己根本不懂；4、遇到中国读者所不熟悉的背景，不加译注。如果没有上述几种情况，译文基本上是过关的，如果流畅通顺有文采，译注很贴合，那就十分出色了。本书的译文是比较出色的。肆意抨击译者的读者，只能说他们自身的素质有些问题吧。可以理解的是，很多涉及哲学的内容，中国读者阅读起来困难都比较大，因此有归怨于译者的倾向，这是极不恰当的。特别是本书能够看出，译者对相应的西方哲学是有较好的理解掌握的。本文的译注所含的补充信息也都令人赞赏。至此我批评完了第三种错误看法。关于熵的概念，其丰富的物理图景及数学基础，我推荐这本书http://book.douban.com/subject/1398414/

自己看的

这个笔记是专门留给自己的，以免遗忘了。这是一本从物理学的角度探讨生物学主题的书籍，作者的论述很严谨，但是完全读懂恐怕不太容易。关键词：非周期性晶体、单个原子毫无秩序的热运动、大量原子的运动才有规律可循，有利突变和有害突变，基因为一个分子，量子力学（非连续性），有序和无序，N的立方根律。