Erwin Schrödinger《生命是什麼》

薛定諤是以量子物理學家身份獲得諾貝爾物理學獎的。用他接近愛因斯坦級別的世界萬物本原上的知識,將他的視線投向或聚焦到了生命與意識的領域來,遂成此書。

Erwin Schrödinger《生命是什麼》

想起有次上老申的課,他說我們學化學,學化工的在科學領域的地位是:學物理的瞧不上學化學的。搞數學的,瞧不上搞物理的。關於物理與數學的孰先孰後我不敢斷言。除了驚訝的在《科學史》最後的時候看到70年前,科學界便已公認世界萬物都可以幻化為一組數學方程式的觀點。也許數學確實已然拿到了王冠,但我還未理解這個拿王冠的過程。它憑什麼?這顯然是自己學識上的不足而致。而自己畢竟是認識到物理確實是層次級別上高於化學一些的。它更接近本原。化學本質上的原子結構,原子結構不同導致原子之間的化學反應。分子的穩定性這些基礎都是物理上離子與能量的知識。物理構建了化學的基石。

薛定諤開篇便普及了統計物理學的知識,這種統計上的,概率論方面的知識便是理解微觀量子物理定律與宏觀牛頓物理定律的鑰匙,它統一了它們。只不過我們習慣於宏觀世界,而沒有微觀世界的經驗,進而對微觀量子物理的一些知識持懷疑的態度。而薛氏坦言到他們業內人士用這些量子規律就像我們日常炒菜加鹽一樣的應用於他們的平日工作中,他提出的一個實例,微觀上的布朗運動也是我自己以前在顯微鏡下,看到過的。即,也許整體的液體可能統計宏觀上表現出一個方向的流動。但當聚焦於觀察其中一個分子或一個膠團時。它的行為是四面八方,毫無規律的。只有隨著觀測數目的增加。它才有宏觀規律性,誤差符合根號n分之一規律。故一旦所觀測或聚焦的玩意兒很小時,宏觀的經驗可能就失效了,同理日常經驗時空中時間是從前向後的;而局部時空裡,時間是逆向的。

進而薛氏用量子力學解釋生命DNA,當然他當時的時代還沒提出這個概念。用他的說法是“非週期性固體”,而他創見性地在這本小書裡提及的用他量子物理及負熵、序的理論對此非週期性固體的闡釋。則直接啟示了那兩個發現DNA雙螺旋核酸結構的傢伙。薛氏同這本小書,進而成為了分子生物學這一日後蓬勃發展學科的主要奠基人之一。

薛氏對遺傳,對達爾文理論。對顯隱性遺傳概率及基因突變的諸多知識,自己也已多年前學過或瞭解過。所不同的是他以量子物理學家的視角對當時20世紀中葉,還較為時新的遺傳生理學領域的原創性思考。而這是多麼的新鮮與深刻而有道理的。比方,如果在距離染色體上某個特定的點不超過“幾個原子距離”的範圍內發生一次電離(或激發),那麼就有一次產生突變的機會。基因突變便是統計學上小概率局部電離過大的能量導致跨越閥能的變化。通常人收到X射線會提高這種突變概率,而從生命體的穩定性來繞過多突變是非常不利的。突變的益處在長期用進廢退,選擇性保留遺傳上。

薛氏在遺傳分子學上用了許多物理學上的解釋。且許多都挺讓人信服。但最讓人感興趣的還是他把“熵”的概念引入生命。

我們所知道的物理定律全是統計定律,這些定律同事物走向無序狀態的自然傾向密切相關。

生命是一個特別驚人的例子,生命像是物質的有序和有規律的行為。它完全不是以從有序轉向無序的自然傾向為基礎,而是部分地基於現存秩序的保持,即“熵不變”。

生命是怎麼違反了熱力學第二定律“熵增定律”而保持自己有序的呢?

於此便有了關於生命有機體“新陳代謝”的三個層面上的解釋:

1) 物質的交換

2) 能量的獲取

3) 汲取負熵,即汲取序(從環境中),新陳代謝的本質就在於使有機體成功地消除了它活著時不得不產生的全部的熵。

進而薛氏用了番筆墨介紹熵。這一物理學上至高地位的概念。

書上半部分的結尾指出構成遺傳物質的非週期性晶體靠倫敦-海特勒力保持著一定的形狀,在常溫下這種力的強度已足以避免熱運動覺得無序趨向。從而大大擺脫了熱運動的無序。

作者書後自我小傳這樣開的頭,我和我最好的朋友弗蘭策爾,實際上他曾是我唯一的摯友。大部分時間都住得相距甚遠(或許這是人們經常指責我對待友誼不夠真誠的原因)。弗蘭策爾學的事生物(準確的說是植物學),而我的專業是物理。在許多夜晚我們漫步于格魯克街和斯克盧斯街之間,探討哲學問題。

由此便知此書後一半。

作者將他的量子物理學家的視角投向了哲學。探知討論“意識與物質”,顯然他受了不少叔本華的影響。我看出了他語句裡叔本華的痕跡,比方我們個體與族群的關係,個體的變異及漲落與族群的關係。及叔本華那句“痛苦和無聊時人類幸福的兩個死敵,人們總是在這兩者之間徘徊”,書中薛氏自己的話則是“枯燥,僅次於需求,成為我們生活中痛苦的又一根源”,當然本書譯者的水平也是有些侷限的。

意識中只留存生物體仍處於學習和聯繫階段的變化,當我們進行我們所熟知的重複動作與行為時,我們是從意識中逐漸隱退的,意識與生物體的學習密切相關;但是它對這一切如何發生卻是無意識的。

薛老關於達爾文遺傳進化論,提出了個人行為遺傳的部分修正。

從純客觀科學的角度。

人類社會的組織,對病弱人的照顧,及醫藥不加區別的挽救生命一樣是有違進化論的,正如戰爭在殺害青年時不加選擇一樣。

個人行為雖然不能在遺傳基因上得到生物上的遺傳,但類似機器的發展,機器的改進不是靠使用,而是依賴實際獲得的經驗聚合改進的需求來完成的。、

薛老認可人類活動行為的積極性,而否定命運論。我麼決不能坐等事情的發生,認為它們是由不可逆轉的命運決定的。這點頗似叔本華提及的,只要存在著最後一點變好的可能,我們就不應該停止抗爭。

關於機器化,現代化對人類物種進化的負向作用,機器化的提高,消彌了聰明工人與遲鈍工人的差異,好的腦子。靈巧的雙手和敏銳的眼睛就會愈來愈成為多餘;這種使每個人機會均等,消除能力上的競爭,無異於為生物進化裝上了高效的剎車。

薛老關於意識與生物科學,神經電脈衝等作了諸多討論。都是晦澀難懂的。他提出要弄清意識的問題可能需要從東方“同一思想”中輸血。我也認為他這段話很漂亮,很有啟示。並對東方的我有種雙向反推的觸動:

我們的科學——希臘科學——是以客觀性為基礎,它切斷了人對認知主體,對精神活動的恰當理解之道路。我認為這正是我們現有思維方式欠缺的或許我們可從東方思想哪裡輸一點血。但絕不是那麼簡單,我們必須謹慎提防其中的謬誤——輸血總需要非常小心地防止血漿凝結。我們不希望失去我們的科學思想已達到的邏輯上的精確,那是任何時代,任何地方無法比擬的。

邏輯上的精確,確是東方缺失的一環。

薛的這本200頁的小書,乾貨太多,我聚精會神研讀了近一星期。仍有許多晦澀的地方沒吃透,譯者雖做出努力,但譯文遠沒叔本華譯者譯的自然流暢。薛老的思考深度與學識也是造成我較難跟上的原因吧。收穫還是很多,前半部的量子力學的視角看生命科學還是可以看懂許多。也學到了一些新的思考方式。比方以熵的熱力學工具,解析生命這臺機器等。後半部分探討意識,科學,宗教個體行為等,則是讓我緊皺眉頭,看的吃力的很。實在無法跟上量子物理學家對哲學的思考。

薛生在自我小傳的最後提及他沒寫其與女人的關係,並認為任何人都不會或不可能在這些事上非常誠實。讓人遐想連篇,一搜果然也是科學史上一個花花公子,一如結過三、四次婚的羅素。眾人不應該只聚焦他們這些花邊新聞,這並不影響其偉大的貢獻。那是一種統計學上的一個方面的個體的漲落,絲毫不影響其在另一個方面科學貢獻上正態分佈居中的偉大貢獻,付之豔羨的一笑即可。


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