生命与新物理学:解谜,亦或是探秘

低端复合维生素
2019-09-09 看过

本书的中文书名可能来源于作者在前言中提到的薛定谔的著名演讲《生命是什么》,当时这位物理学大师认为生物科学的未来在分子层面,也就是在物理和化学的领域去探索生命的本质。这一洞见引爆了分子生物学的发展,也让主流生物学家们成为强还原论的信徒——所谓强还原论,即认为生命的一切谜团,都可以分解到分子乃至原子层面,以化学的和物理的定律来解决。然而这并不是薛定谔的本意,他隐约地感觉到,要解开生命之谜,经典物理定律是不够的,生命现象涉及到某种新的物理定律,而这种定律或许并不存在于非生命的物理世界。本书作者则挑明了说:这一新的定律,就是信息,包括信息与物质和能量互动的规律,这些与信息有关的物理定律,或许就是中文译者所谓的“新物理学”,而原书名的副题其实非常直白地揭示了作者的雄心:隐形的信息之网如何破解生命之谜(How hidden webs of information are solving the mystery of life)。

不过在我看来,与其说作者用整本书回答了这个问题,毋宁说他围绕这个问题,向读者提出了许多值得进一步思索的问题与挑战。这与传统的科普著作完全不是一个套路:看完一本传统的科普著作,我很清楚自己明白了什么;而看完本书,我感觉更多的是跟随作者一起思考了许多,至于得到了什么明确的答案,好像已经不重要了。

作者带领读者思考的第一个问题是:从热力学的角度而言,生命何以可能?按热力学定律,任何系统(包括整个宇宙)的趋势一定是熵增,也就是变得更加无序、随机;然而生命却是一个反常现象:生命体本身是有序的、非随机的——这并不是什么新发现,但是寻找这个问题的答案却让许多生物学家费尽心力。曾经有人将之归因于某种玄而又玄的“生命力”,即某种尚不为人所观察到的特殊物质,然而后来的实验证明这种东西并不存在。直到DNA的发现,人们才意识到生命活动乃是受遗传信息的指挥。然而笼统地说“信息是生命的本质”,却并不是一个让人满意的回答——信息不同于物质,是不可化约的,也就是说,实际上不可能把信息分解到基本单元(比如“bit”)之后总结出信息如何影响生命体内分子运动的规律,这给了强还原论一记爆击。所以,“信息”是否回答了“生命何以可能”的问题呢?从大而化之的层面,可以认为是的,但在具体实现的层面,其实仍是一堆的谜团。

面对这堆谜团,作者抛出了第二个问题:信息系统(即所谓隐形的信息之网)如何调动生化系统完成生命活动,以及这个信息系统如何自我复制?这个问题的探索,对读者最大的冲击可能就是,许多人会发现自己对遗传信息的理解,几乎是完全错误的!高中生物课本以及有关基因的科普书,为了让读者易于理解,可能过分简化了基因的复杂性,让读者形成一种印象:每一个基因都明确地控制这某种蛋白质的合成,甚至每一个基因都明确地与某种遗传表征(比如是否色盲、卷发还是直发)挂钩,只不过生物学家还没有全都搞清楚罢了。但其实现代的基因科学已经发现,这种明确的一一对应,即使不能说没有,也是非常少见的。大部分的时候是多个基因形成一个模块(可以类比为计算机的某个软件),对某种生命活动产生影响,而同属一个模块的基因未必是连在一起的,甚至同个基因可以参与到多个不同模块当中,因此遗传信息与生化活动之间的关系网络复杂到令人绝望的程度。而这还只是从基因的角度来看,其实反过来想,基因只是一套确定的信息编码,而生命却是随时面对外部刺激作出反应的,这些千变万化的外部刺激又是如何令确定的基因编码作出不同而恰当的反应(比如面对食物的反应是“上”,面对危险的反应是“逃”)呢?甚至,基因编码真的是“确定”的吗?这些问题都极其复杂,大多也并没有在本书中得到一个明确的答案,但的确给读者打开了一扇通往新世纪生命科学的窗口。

然而这还不算完。在本书的最后三章,作者已经有点放飞自我了,他在这三章中分别把量子力学、星际生物学、认知与意识研究纳入视野。虽然这几章比前面的内容更加缺少证据与定论,但却也提出了更多引人入胜的问题:是否可以把生命体(比如DNA)看作一台量子计算机,从而解释生命如何在极端时间内完成巨量计算,对环境刺激作出瞬间反应?如果生命是信息加物质,这两样分别又是如何起源的,对于传统的演化理论有什么冲击?意识究竟是什么,如果意识也是一段信息的话,它与生命体内的信息网络又是如何互动的?等等。作者提出这些问题,和他自己的设想,但更多的是留给读者去思索的开放空间。

总之,本书(按原文书名)虽然说是要用信息之网解开生命之谜,但实际上更多的只是告诉读者,必须把信息这个要素带入生命研究当中,至于如何解开生命之谜,他提出的问题远比回答的问题要多,如同一场探秘,向着未知的世界敞开,而这可能也正是本书独特的魅力所在。

2 有用
0 没用

查看更多豆瓣高分好书

评论 0条

添加回应

生命与新物理学的更多书评

推荐生命与新物理学的豆列

了解更多图书信息

豆瓣
免费下载 iOS / Android 版客户端