Erwin Schrödinger《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。

Erwin Schrödinger《生命是什么》

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。


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