生命是什么？

连长明

“什么是生命？我们解剖了人体，却没有发现生命。什么是意识？我们解剖了大脑，却没有发现意识。生命和意识真的超过‘组成他们的部分之和么？我们对他们的寻找就没有意义了么？”

1944年，英国著名的量子物理学家薛定谔出版了一本生物学著作：《生命是什么？》，从物理学角度分析究竟什么是生命，上述这段话就是其著作中提出的问题，这些问题直到今天仍然需要我们追索。

作为一名已经深入到物质最底层的量子物理学家，薛定谔觉得，物理学一定能对理解生命的本质有帮助。他在这本书里试图用物理和化学的基本知识，来了解和说明生命的现象。薛定谔认为，生命是以原子为基础组成，有排列次序的巨大有机体，而这有机体的运作规则和描述，可用组成原子接近统计的整体行为来看。

生命为何要先组合成巨大有机体，小原子或分子当生命有何不可？薛定谔阐述道，小分子的运动，除了自己的动能外，还有环境的随机力量推着，如布朗运动和扩散。有机体必须要大到一定程度，才能有精确的行为。如果生命不是大到可使其他运动力量足以被忽略的程度，那么，当我问你要去哪里时，你可能会跟我说：“我会试着去街对面的小超市，但我不确定我能不能走到！因为其他力量也会参与影响我往那个方向走。”

在薛定谔的时代，科学家还没有完全理解遗传的物质基础是什么。人们还不知道DNA是长链条双螺旋结构，也不知道 DNA 的内部组成成分，不知道遗传物质是核酸。当时的技术条件仅仅能识别染色体。

薛定谔注意到，生物学家会用X射线引发突变。他进一步发现，X 射线能够影响到的原子数量很少，也就是说，一个突变涉及的原子数量很少。但为什么却会引起这么大的影响？X 射线照过去，就会让果蝇要么长不出翅膀，要么没有眼睛。

薛定谔推测，原子本身不可能带有太多的信息，真正的遗传密码是在基因之中，遗传性状的稳定性来自于基因的结构。物理学家熟悉的晶体的结构不可能是大量信息的载体，生命的密码应该是建立在非晶体的结构之上。

薛定谔在本书中提出的另一个革命性观点是“负熵”。按照热力学第二定律，熵增是一定会发生的，熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程，最终归于热寂。那么，生命为什么能够做到从无序到有序，并能够生生不息？

薛定谔认为，生命体是处于一个开放状态下，不断地从环境中汲取“负熵”，这种“新陈代谢”使得有機体成功地消除了当它自身活着的时候产生的熵。

在薛定谔之后，生命科学出现了分子生物学的革命，标志是DNA双螺旋结构的发现。分子生物学的出现，受到薛定谔等物理学家的极大影响。

《生命是什么？》发表年代距今已超过70年，当年薛定谔虽精准预测遗传分子的运作过程，但仍因为现代科学的进展而有一些疏漏，没想到这本为非专家所写的书，最后却成为发现DNA结构、并导致分子生物学诞生的关键著作。这本书实在有遗传研究上举足轻重的地位。