少年读经典：生命是什么

★ 20世纪的伟大科学经典之一，诺贝尔物理学奖得主、分子生物学先驱、奥地利著名物理学家薛定谔代表作——提高科学素养，从阅读科普经典入手；

★★一本全无公式的趣味科普，以愉悦的文笔探讨生命这个深奥主题；

★★★神奇的遗传密码本、心灵不可能被时间摧毁、生命以“负熵”为食…….揭秘生命过程中的重要发现，是了解生命问题的不二之选。

 

《生命是什么》是诺贝尔物理学奖获得者、分子生物学先驱薛定谔的代表作。薛定谔用物理学观念探讨生物体遗传现象的本质，并探寻意识在生命演化中的重要作用。以愉悦的文笔带领读者探索神奇的遗传密码本、突变的产生、分子的稳定性、非周期性晶体、有序和无序、生命与熵、意识与行为的自然选择，等等令人望而生畏的主题，打破“物理→生物”的学科界限，引领我们了解生命的过去、现在和未来。

《生命是什么》引导科学家们从微观物理学的角度研究生命问题，直接导致分子生物学的诞生。它的内容轰动了当时的学术界和思想界，薛定谔被当代著名物理学家西蒙尼誉为“是我们世纪的物理学家中引人注目的哲学家”。

埃尔温•薛定谔（1887-1961），奥地利著名物理学家，分子生物学的先驱，量子力学的奠基人之一，苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授，创立了波动力学，提出了有名的薛定谔方程。因发展了原子理论，1933年和狄拉克共获得诺贝尔物理学奖。1937年荣获马克斯•普朗克奖章。主要著作有《波动力学四讲》《统计热力学》《生命是什么》等。

部分　生命是什么

章　经典物理学家对这个主题的探讨　… 003

1.研究的一般性质与目的　/ 004

2.统计物理学结构上的本质差别　/ 005

3.一位朴素物理学家对这个主题的探讨　/ 006

4.为何原子如此小　/ 007

5.有机体的活动需要严格遵守物理学定律　/ 009

6.物理学定律以原子统计学为依据，因而只是近似　/ 011

7.它们的精确性是以大量原子的介入为基础的个例子（顺磁性）　/ 011

8.第二个例子：布朗运动·扩散　/ 014

9.测量准确性的限度：第三个例子　/ 018

10.律　/ 018

第二章　遗传机制　… 021

1.经典物理学家那些绝非无关紧要的设想是错误的　/ 022

2.遗传的密码　/ 023

3.个体通过有丝分裂而生长　/ 025

4.在有丝分裂中，每个染色体都是被复制的　/ 026

5.染色体减数分裂和受精　/ 026

6.单倍体个体　/ 027

7.减数分裂的显著特性　/ 029

8.交换，特性的定位　/ 030

9.基因的体积　/ 032

10.微小的数量　/ 033

11.持久性　/ 034

第三章　突变　… 035

1.跳跃式的突变——自然选择的工作基础　/ 036

2.它们生育同样的后代，即它们是完美地遗传了　/ 038

3.基因的定位，隐性和显性　/ 039

4.介绍几个术语　/ 042

5.近亲繁殖的有害效应　/ 043

6.一般的和历史的陈述　/ 045

7.突变作为偶然事件有其必要性　/ 046

8.X射线诱发的突变　/ 047

9.法则：突变是个单一事件　/ 048

10.第二法则：事件的局限性　/ 049

第四章　量子力学的证据　… 053

1.经典物理学无法解释的持久性　/ 054

2.量子论可以解释　/ 055

3.量子论-不连续状态-量子跃迁　/ 056

4.分子　/ 058

5.温度影响分子的稳定性　/ 058

6.数学插曲　/ 060

7.个修正　/ 060

8.第二个修正　/ 061

第五章　讨论和检验德尔布吕克模型　… 065

1.遗传物质的基本形态　/ 066

2.图像的独特性　/ 066

3.一些传统的错误概念　/ 068

4.物质不同的“态”　/ 069

5.真正重大的区别　/ 070

6.非周期性固体　/ 071

7.压缩在微型密码里的多样内容　/ 071

8.与事实作比较：稳定度；突变的不连续性　/ 073

9.自然选择基因的稳定性　/ 074

10.突变体的稳定性有时是较低的　/ 074

11.不稳定基因受温度的影响小于稳定基因　/ 075

12.X射线是如何诱发突变的　/ 076

13.X射线导致的突变率不依赖自发的突变率　/ 076

14.可逆突变　/ 077

第六章　有序，无序和熵　… 079

1.模型中得出的一个值得注意的普遍结论　/ 080

2.秩序基础上的有序　/ 081

3.生命物质避免了向平衡的衰退　/ 082

4.以“负熵”为生　/ 083

5.熵是什么　/ 084

6.熵的统计学意义　/ 085

7.从环境中抽取“序”以维持组织　/ 086

8.对第六章所做的注　/ 087

第七章　生命是以物理学定律为基础的吗　… 091

1.有机体中很可能存在新的定律　/ 092

2.生物学状况的评述　/ 092

3.物理学状况的概述　/ 093

4.明显的对比　/ 094

5.产生有序的两种方式　/ 096

6.新原理并没有违背物理学　/ 097

7.钟的运动　/ 098

8.钟表装置的原理也属于统计学范畴　/ 099

9.能斯特定理　/ 100

10.摆钟实际上是在零度下工作　/ 101

11.钟表装置与有机体之间的关系　/ 102

后记　决定论与自由意志　… 103

 

第二部分　意识和物质

章　意识的物质基础　… 113

1.问题症结　/ 114

2.尝试性的答案　/ 116

3.伦理观　/ 120

第二章　认识未来　… 125

1.生物发展的绝境　/ 126

2.达尔文主义的悲观情绪　/ 128

3.行为影响选择　/ 130

4.伪拉马克主义　/ 133

5.习性和技能的遗传固定　/ 135

6.智力进化的危险　/ 137

第三章　客观性原则　… 141

第四章　算术上的悖论：意识的单一性　… 153

第五章　科学与宗教　… 167

第六章　感觉的奥秘　… 183

 

 

 

 

部分

生命是什么

章

经典物理学家对这个主题的探讨

我思故我在。

——笛卡儿

1.研究的一般性质与目的

这本书的内容是我作为物理学家给大约400多名听众所做的一次公开演讲。我在开始演讲之前就说过，这是一个难懂的题目，虽然书中少有令人头皮发麻的数学演绎，但演讲内容也不是很通俗的，可是听众并未因此而减少。较少涉及数学演绎推理，不是因为这个主题很简单，相反是因为它实在太复杂了，只用数学知识推理是无法解释的。为了使演讲内容稍微好理解一些，我努力在演讲中用通俗的语言来解释生物学和物理学的基本概念。

虽然本书涉及很多问题，但归根结底是为了把一个重大的问题讲清楚，这样其他问题就能迎刃而解。为了我们明确探讨的方向，简要地介绍一下这本书的内容就显得非常有必要。

这个被频繁讨论且重大的问题是：

一个生命有机体在空间和时间上发生的事件，如何用物理学和化学来解释？

这本书对这些问题的探究做了初步总结如下：

纵然当前的物理学和化学在解释这些问题时显得无能为力，也不能因此怀疑无法用科学原则和方法来解释这些事件。

2.统计物理学结构上的本质差别

如果说只为过去尚未成功而渴望未来得以改变，那么前面的论述就没有什么意义了。我们感兴趣的是，为什么迄今为止物理学和化学无法解释生命问题，这才是意义所在，重中之重。

经过当今的生物学家，尤其是遗传学家在过去的三四十年来的不懈努力，对有机体的真实的物质结构及其功能已经有了充分的了解，据此足以判断，当前的物理学和化学还不能解释生命有机体在时间和空间维度发生的事件。

一个有机体的重要组成部分的原子排列，以及这些排列的相互作用的方式，与被物理学家、化学家为了实验和理论研究摆弄出来的原子排列是根本不同的。其他人会认为我所说的这种差别无足轻重，除了认同物理学与化学是统计力学的物理学家。这是因为生命有机体内重要的部位的结构极其复杂，与物理学家和化学家实验中研究处理的完全不同。物理学家与化学家要直接把研究发现的物理学和化学定律应用到生命有机体的行为上去，这简直是无法想象的。

我用如此抽象的语句描述的统计学结构的差别，就没有期待一个不是物理学家的人能理解这些差别，遑论去领悟这种区别的现实意义。为了将后面的内容讲得生动有趣，我提前把内容向大家透露一下，染色体是一个活细胞的重要的部分，可以称之为非周期性晶体。迄今为止，物理学只研究过周期性晶体。而对于一位不甚高明的物理学家来说，周期性晶体是十分有趣而复杂的事物。因为它们构成了极有吸引力的复杂结构。这种结构使得无生命的自然界已经让物理学家穷于应付了。然而它们和非周期性晶体比较起来，结构上显得非常简单而单调。举个例子来说明这种结构上的差别，就好像有一幅墙壁上的画，是以一再重复出现的同一种花纹构成的，另一幅则像拉斐尔毛毡那样巧夺天工，它的画面看上去不单调呆板，没有什么重复画面，显现出绘制大师精美的构思，无疑是一幅精致有层次的、有意义的图画。