1897年,高更完成了创作生涯中最大的一幅油画:《我们从哪里来,我们是谁,我们要到哪里去》,这幅画中的婴儿意指人类诞生,中间摘果实是暗示亚当采摘智慧果,寓意人类诞生,尔后是老人,整个形象意示人类从生到死的命运。
关于生命的思考
无数个深夜,我们是否也这样问过自己:我们是谁,我们从何而来,我们要到哪里去,我们存在的意义是什么?古往今来,一代代人都在不断思考和寻找问题的答案,并给出了各不相同的理解。著名的奥利地物理学家薛定谔,将热力学和量子力学还原到有机体,借以解释生命的本质特征。
这本书的全名是《生命是什么:活细胞的物理学观》,是薛定谔根据他1943年在都柏林三一学院的一系列讲座的讲稿 为基础编的,由剑桥大学出版社出版 。这本薄薄的、不到一百页的小册子(原著)是以美丽而生动、几乎是诗一般的语言写就的。它一出版,就引起了许多人特别是年轻的物理学家们的广泛兴趣。
从“生物”到“物理”的知识宝库
薛定谔在这本书中运用量子力学和统计热力学知识描述了生命物质的重要特征,不仅从微观上,而且还从宏观上论述了生命现象的本质,提出了许多有价值的见解:他认为生命系统显示了两个基本过程:其一,他称为“从有序产生有序”,其二,他称为“从无序产生有序”。薛定谔用前者综合并描述了迅速导致发现DNA的现存物理学知识,接着又着手用后者把热力学规律同生物学统一起来。正如日本遗传学家近藤原平所说:“给予生物学界以革命契机的是《生命是什么》”,它所起的作用正像《汤姆叔叔的小屋》这本书成为奴隶解放的南北战争的契机一样。
生命以“负熵”为生
薛定谔利用热力学定律从宏观整体上来解释生命现象。尽管这一部分在该书七章中仅占一章,但其重要性却不可低估。他指出,初看起来,生命系统好像是公然蔑视热力学第二定律。该定律认为,在封闭的系统中,“熵”将趋于最大,因而在平衡意义上无序将处于支配地位。然而,生命却是物质的有秩序有规律的行为,生命有机体作为宏观系统能保持自身的高度有序状态,避免很快地衰退到平衡态,即死亡,甚至能不断向增加组织性的方向进化。
薛定谔通过转向“非平衡热力学”解决了这一困境。他认识到相对环境而言,生命现象的基本特征是,它有能力保持生物体系统内部的“熵”不断地处在低水平,也就是具有从环境中取得“负嫡”的能力,他的这个见解给人们指出了一条考虑间题的新途径。因为如果一个系统有了“负熵”,用热办学的语言来说,也就是具备了“自由能”,那么它就会有自发的运动。
何为“熵”,“熵”与生命
简而言之,你把每件物品摆放到正确的位置,房间弄得一尘不染,干干净净。但是在接下来的几天里,一些物品很快就会跑到错误的地方,房间也不再整洁,从起初的整齐变得混乱,而且如果不加以整理,将会不断乱下去。所以“熵”就是无序和混乱的意思,“熵增”即混乱和无序会不断增加。
比如每个人都会死去,一切将化为乌有。构成人体的原子将散去,变为其它物体。但虽然最终归零,我们还是要努力做更好的自己。
这是因为,作为社会个体的我们,本质上也是周围秩序和环境中的一个分子。社会秩序的稳定和繁荣,需要我们减少自身的熵能量。只有每个人共同努力,减少个体的影响,才能减少整个社会的混乱和无序,才会有摩天楼和城市,也才会有登月计划等等。
薛定谔的“生命观”
对于“生命是什么”这样一个复杂问题,直至今日仍有非摆脱哲学性质的讨论,维纳甚至以为它是个语义学的问题。身为著名物理学大师的薛定谔,敢于承担“成为蠢人的风险”,对纷繁复杂的生命现象的本质提出自已独特的见解,并产生了广泛而深刻的影响,其中原因之一,就在于他坚持了自然界的可理解性原理。薛定谔认为,科学研究的对象是客观自然界,科学理论是对实在的描述,自然界的本质是可以理解的。
他把可理解性定义为“表现自然能被理解的假说。……它是非神灵、非迷信、非魔力的观点。”自然界的可理解性是薛定谔在《生命是什么》中讨论问题的出发点,因为他坚信生命现象和人的意识都是可以理解的。这种可理解性,促使他试图用物理学最新成就辅之以尚未发现的定律来理解生命本质的这种可理解性,也导致了他对科学统一的坚定信念和炽热追求。《生命是什么》就是他的这种追求所获得的硕果之一。
生命不息,探索不止
生命是什么,吾将上下而求索。借用本书中的一句话,“我们的头脑,并不是空无一物,在那里有很多感兴趣的东西。但与我们丰富的生命和情感相比,根本算不了什么。”
科学和生命,不矛盾。科学是探索生命的一种方式,我们的生命现在正是进行时。探索生命、珍惜生命,我想这是薛定谔想通过书传达给我们读者的。