基本介紹

《生命是什么》（全稱：《生命是什么——生物細(xì)胞的物理學(xué)見解》）是奧地利物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤創(chuàng)作的生物學(xué)著作，于1944年首次出版。

在《生命是什么》一書中，薛定諤通過熱力學(xué)和量子力學(xué)理論來解釋生命的本質(zhì)，引入非周期性晶體、負(fù)熵、遺傳密碼、量子躍遷式突變等概念來說明有機(jī)體物質(zhì)結(jié)構(gòu)、生命的維持和延續(xù)、遺傳和變異等現(xiàn)象，從而推動(dòng)了分子生物學(xué)的誕生。

《生命是什么》因出諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者薛定諤之手，在物理學(xué)陣營(yíng)中有較強(qiáng)的號(hào)召力，吸引了一大批物理學(xué)家投身于分子生物學(xué)研究。它直接啟發(fā)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型和基因調(diào)控的操縱子學(xué)說的提出，以及后來對(duì)遺傳密碼的解讀。

內(nèi)容介紹

《生命是什么》書中主要談了三個(gè)問題：一是從信息學(xué)的角度提出了遺傳密碼的概念，提出了大分子――非周期性晶體――作為遺傳物質(zhì)（基因）模型；二是從量子力學(xué)的角度論證了基因的持久性和遺傳模式的長(zhǎng)期穩(wěn)定性的可能性；三是提出了生命“以負(fù)熵為生”，從環(huán)境中抽取“序”來維持系統(tǒng)的組織的概念，這是生命的熱力學(xué)基礎(chǔ)。

第一章薛定諤首先涉及“古典物理學(xué)家對(duì)這個(gè)主題的探討”。這個(gè)主題討論的是：在一個(gè)生命有機(jī)體的范圍內(nèi)，在空間和時(shí)間上發(fā)生的事件，如何用物理學(xué)和化學(xué)來解釋。薛定諤給出的初步答案是：當(dāng)前的物理學(xué)和化學(xué)在解釋這些事件時(shí)顯得無能為力，決不能成為懷疑這些事件可以用物理學(xué)和化學(xué)來解釋的理由。

第二章討論遺傳機(jī)制問題。薛定諤先是介紹了當(dāng)時(shí)遺傳學(xué)已取得的知識(shí)，而薛定諤所關(guān)心的是：基因作為遺傳信息的物質(zhì)載體，首先它的體積有多大；其次是關(guān)于它的不變性。

第三章討論的就是突變。突變不同于達(dá)爾文所強(qiáng)調(diào)的那種連續(xù)微小的變化，而是一種顯著的改變。薛定諤非?？粗剡@種突變，這讓他想起了量子理論中的躍遷。于是，他將突變的機(jī)制歸之于基因分子中的量子躍遷。

第四章量子力學(xué)的證據(jù)是針對(duì)上述突變現(xiàn)象的解釋。薛定諤認(rèn)為，所謂的量子躍遷，就是從一種相對(duì)穩(wěn)定的分子構(gòu)型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N構(gòu)型。這就是突變的機(jī)理。

第五章對(duì)德爾布呂克模型的討論和檢驗(yàn)。薛定諤作出推論，將原子結(jié)合成分子的力同把大量的原子結(jié)合成固體（或晶體）的力，其性質(zhì)是一樣的。所以，分子表現(xiàn)出同晶體一樣的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。這就是薛定諤對(duì)于基因穩(wěn)定性的解釋。

第六章 薛定諤所討論的“有序、無序和熵”。熱力學(xué)主要體現(xiàn)為統(tǒng)計(jì)學(xué)定律，而這些定律同事物走向無序狀態(tài)的自然傾向是大有關(guān)系的。而生命物質(zhì)卻體現(xiàn)出一種高度的秩序和規(guī)律性。它如何抵消熱力學(xué)的無序傾向。死亡就是走向無序，走向熵的最大化。薛定諤提出了一個(gè)重要的思想：食物里包含的就是至關(guān)重要的“負(fù)熵”，生命體正是依賴負(fù)熵而生的，從而抵消了其體內(nèi)自然生成的熵。

第七章關(guān)于“生命是以物理學(xué)定律為基礎(chǔ)的嗎”這個(gè)問題，薛定諤強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)尚不足以說明生命活動(dòng)的特點(diǎn)，這不是說物理學(xué)在生命領(lǐng)域已經(jīng)失效，而是在生命領(lǐng)域存在尚未被發(fā)現(xiàn)的物理學(xué)定律，正如在微觀領(lǐng)域有不同于宏觀領(lǐng)域的量子理論一樣。薛定諤的這一大膽猜測(cè)極大地鼓舞了物理學(xué)家。

背景介紹

青年時(shí)期的薛定諤就對(duì)生物學(xué)感興趣，并常常在業(yè)余時(shí)間關(guān)注著生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。20世紀(jì)中期，以德爾布呂克為代表的一批物理學(xué)家在生物學(xué)領(lǐng)域的研究成果深深印刻在他的頭腦之中，并開始形成了他對(duì)生命哲學(xué)的認(rèn)識(shí)。1943年，他在愛爾蘭都柏林三一學(xué)院題為“生命是什么”系列講座中，闡述了他對(duì)生命本質(zhì)現(xiàn)象等問題的思考。1944年，他將這些觀點(diǎn)和論斷整合出版成書。

作者介紹

埃爾溫·薛定諤（Erwin Schrodinger，1887.8.12—1961.1.4），奧地利物理學(xué)家，量子力學(xué)的奠基人之一，在固體的比熱、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)、分子生物學(xué)等方面均有建樹。最重要的成就是創(chuàng)立了波動(dòng)力學(xué)，提出薛定諤方程，并于1926年證明自己的波動(dòng)力學(xué)是與海森堡、玻恩和約當(dāng)所創(chuàng)立的矩陣力學(xué)在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的。與英國(guó)物理學(xué)家狄拉克一起獲得1933年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。主要著作有《波動(dòng)力學(xué)四講》《統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)》等。

鑒賞評(píng)價(jià)

作品思想

薛定諤提出了三個(gè)觀點(diǎn)：

（1）生命是非平衡系統(tǒng)并以負(fù)熵為生。自然界中正在進(jìn)行著的每一件事，都是意味著它在其中進(jìn)行的那部分世界的熵的增加。因此，個(gè)生命有機(jī)體在不斷地增加它的熵，或者可以說是在增加正熵，并趨于接近最大值的熵的危險(xiǎn)狀態(tài),那就是死亡。要擺脫死亡活著，必須從環(huán)境里不斷地汲取負(fù)熵。負(fù)熵是十分積極的東西，有機(jī)體就是依賴負(fù)熵為生的。薛定諤提出：食物里包含至關(guān)重要的“負(fù)熵”，生命體正是依賴負(fù)熵而生的，從而抵消了其體內(nèi)自然生成的熵。

（2）第一次提出了“遺傳密碼”的概念，提出遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是有機(jī)分子，遺傳是以密碼的形式通過染色體來傳遞的，而這種密碼是由復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)的空間排列體現(xiàn)的。薛定諤認(rèn)為，基因大分子是一種由同分異構(gòu)元素連續(xù)組成的非周期晶體，像穩(wěn)固的晶體結(jié)構(gòu)一樣．它的穩(wěn)定是由于原子間的海特勒——倫敦鍵的作用。他指出，染色體是以遺傳密碼的形式來決定生物體、遺傳性狀以及生物體物體未來發(fā)育的模式的。這種內(nèi)分異構(gòu)的非周期晶體結(jié)構(gòu)，提供了各種可能的（異構(gòu)的）排列，在它的一個(gè)很小的空間范圍內(nèi)，足以體現(xiàn)出一個(gè)復(fù)雜的決定系統(tǒng)。

（3）生命體系中存在量子躍遷現(xiàn)象。薛定諤第一次把量子力學(xué)中的“躍遷”概念用來解釋基因突變的原因。量子躍遷就是從一種相對(duì)穩(wěn)定的分子構(gòu)型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N構(gòu)型，這就是基因突變的機(jī)理。

作品影響

薛定諤對(duì)生物學(xué)研究的前瞻性思考，引導(dǎo)年輕的科學(xué)家們開始用物理學(xué)和化學(xué)的方法去研究生命的本質(zhì)。這對(duì)于促進(jìn)一些物理學(xué)家注意生物科學(xué)領(lǐng)域中提出的課題，推動(dòng)生物學(xué)家運(yùn)用物理學(xué)和化學(xué)的成就來探索生命活動(dòng)的本質(zhì)，加強(qiáng)學(xué)科間的相互滲透，起了一定的作用。

《生命是什么》出自物理學(xué)家薛定諤之手，它在物理學(xué)陣營(yíng)中有很強(qiáng)的號(hào)召力。不少物理學(xué)家正是受此召喚，加盟生物學(xué)研究，其中著名的有克里克和本澤。前者是DNA雙螺旋模型的發(fā)現(xiàn)者之一，后者是突變子概念的提出者，兩人均是諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的獲得者。他們?cè)寡?，正是讀了《生命是什么》這一小冊(cè)子之后，他們的研究興趣從物理學(xué)轉(zhuǎn)向了生物學(xué)。

盡管該書中的一些具體論點(diǎn)與后來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不符合，但它主張深入到細(xì)胞層次之下探索基因活動(dòng)的具體機(jī)制，為分子生物學(xué)的誕生作了概念上的準(zhǔn)備。

作品評(píng)價(jià)

日本遺傳學(xué)家近藤原平：給予生物學(xué)界以革命契機(jī)的是一本叫做《生命是什么》的小冊(cè)子。它所起的作用正像《湯姆叔叔的小屋》這本書成為奴隸解放的南北戰(zhàn)爭(zhēng)的契機(jī)一樣。

英國(guó)物理學(xué)家羅杰·彭羅斯：我總是發(fā)現(xiàn)他的著作很吸引人，包含令人興奮的新發(fā)現(xiàn)，能使我們對(duì)生活其間的這個(gè)神秘世界獲得一些真正的新了解。在他的論著中，沒有比他的短名著《生命是什么》更具有上述典型特征的了。我認(rèn)識(shí)到這本書一定會(huì)躋身于本世紀(jì)最有影響的科學(xué)著作之列。它代表了一個(gè)物理學(xué)家力圖理解一些真正的生命之謎的有力嘗試，這位物理學(xué)家的深刻洞察力在很大程度上已經(jīng)改變了人們對(duì)世界組成的理解。

其他信息

出版信息

原版出版

原版于1944年由劍橋大學(xué)出版社出版。此后該書多次重印、再版，并有法、德、俄等文字譯本。

中譯本

中譯本根據(jù)劍橋大學(xué)出版社1948年版譯出，由上海外國(guó)自然科學(xué)哲學(xué)著作編譯組翻譯，于1973年12月上海人民出版社出版。