基本介紹

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

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

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

內(nèi)容介紹

《生命是什么》書中主要談了三個問題：一是從信息學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；二是從量子力學的角度論證了基因的持久性和遺傳模式的長期穩(wěn)定性的可能性；三是提出了生命“以負熵為生”，從環(huán)境中抽取“序”來維持系統(tǒng)的組織的概念，這是生命的熱力學基礎(chǔ)。

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

第二章討論遺傳機制問題。薛定諤先是介紹了當時遺傳學已取得的知識，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。突變不同于達爾文所強調(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，他將突變的機制歸之于基因分子中的量子躍遷。

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

第五章對德爾布呂克模型的討論和檢驗。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”。熱力學主要體現(xiàn)為統(tǒng)計學定律，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。薛定諤提出了一個重要的思想：食物里包含的就是至關(guān)重要的“負熵”，生命體正是依賴負熵而生的，從而抵消了其體內(nèi)自然生成的熵。

第七章關(guān)于“生命是以物理學定律為基礎(chǔ)的嗎”這個問題，薛定諤強調(diào)的是，當時的物理學尚不足以說明生命活動的特點，這不是說物理學在生命領(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極大地鼓舞了物理學家。

背景介紹

青年時期的薛定諤就對生物學感興趣，并常常在業(yè)余時間關(guān)注著生物學領(lǐng)域的發(fā)展。20世紀中期，以德爾布呂克為代表的一批物理學家在生物學領(lǐng)域的研究成果深深印刻在他的頭腦之中，并開始形成了他對生命哲學的認識。1943年，他在愛爾蘭都柏林三一學院題為“生命是什么”系列講座中，闡述了他對生命本質(zhì)現(xiàn)象等問題的思考。1944年，他將這些觀點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），奧地利物理學家，量子力學的奠基人之一，在固體的比熱、統(tǒng)計熱力學、分子生物學等方面均有建樹。最重要的成就是創(chuàng)立了波動力學，提出薛定諤方程，并于1926年證明自己的波動力學是與海森堡、玻恩和約當所創(chuàng)立的矩陣力學在數(shù)學上是等價的。與英國物理學家狄拉克一起獲得1933年諾貝爾物理學獎。主要著作有《波動力學四講》《統(tǒng)計熱力學》等。

鑒賞評價

作品思想

薛定諤提出了三個觀點：

（1）生命是非平衡系統(tǒng)并以負熵為生。自然界中正在進行著的每一件事，都是意味著它在其中進行的那部分世界的熵的增加。因此，個生命有機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)境里不斷地汲取負熵。負熵是十分積極的東西，有機體就是依賴負熵為生的。薛定諤提出：食物里包含至關(guān)重要的“負熵”，生命體正是依賴負熵而生的，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，而這種密碼是由復雜的化學物質(zhì)的空間排列體現(xiàn)的。薛定諤認為，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，在它的一個很小的空間范圍內(nèi)，足以體現(xiàn)出一個復雜的決定系統(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理。

作品影響

薛定諤對生物學研究的前瞻性思考，引導年輕的科學家們開始用物理學和化學的方法去研究生命的本質(zhì)。這對于促進一些物理學家注意生物科學領(lǐng)域中提出的課題，推動生物學家運用物理學和化學的成就來探索生命活動的本質(zhì)，加強學科間的相互滲透，起了一定的作用。

《生命是什么》出自物理學家薛定諤之手，它在物理學陣營中有很強的號召力。不少物理學家正是受此召喚，加盟生物學研究，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和醫(yī)學獎的獲得者。他們曾坦言，正是讀了《生命是什么》這一小冊子之后，他們的研究興趣從物理學轉(zhuǎn)向了生物學。

盡管該書中的一些具體論點與后來的實驗結(jié)果并不符合，但它主張深入到細胞層次之下探索基因活動的具體機制，為分子生物學的誕生作了概念上的準備。

作品評價

日本遺傳學家近藤原平：給予生物學界以革命契機的是一本叫做《生命是什么》的小冊子。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)爭的契機一樣。

英國物理學家羅杰·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)，能使我們對生活其間的這個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。我認識到這本書一定會躋身于本世紀最有影響的科學著作之列。它代表了一個物理學家力圖理解一些真正的生命之謎的有力嘗試，這位物理學家的深刻洞察力在很大程度上已經(jīng)改變了人們對世界組成的理解。

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)劍橋大學出版社1948年版譯出，由上海外國自然科學哲學著作編譯組翻譯，于1973年12月上海人民出版社出版。