??北京大学、清华大学、香港大学指定必读!
??台湾物理学会最佳百本物理科普书!
??物理学与生物学交会地带的经典巨著!
??生命是什么?无机物是如何构筑生命与心智?
??在埃尔温·薛定谔著的《薛定谔生命物理学讲义(精)》中,以“薛定谔的猫”完美诠释量子力学中测不准定理的物理学大师薛定谔,从物理学领域探究“生命是什么”这一问题,试图回答生命运作之物理机制——
??生命是由复杂的长链有机质所构成,然而,这长链有机物又如何才能够运作?
??门德尔所提出的遗传学说背后的物理原理是什么?
??生命是以物理定律为基础吗?
??物质的运作是如何引发意识?
??意识又奠基于何者而存在?
??……
??《科学人》杂志说:“你可以在几个小时内读完本书,但你一辈子也不会遗忘。”
??生命是什么?意识是什么?人是什么?人类的未来会怎样……
??埃尔温·薛定谔著的《薛定谔生命物理学讲义(精)》是一部石破天惊的书,它奏响了揭示生命进化里遗传微观奥秘的先声。现代生物学的许多重要发展,都可追溯到这本书:
??1943年,诺贝尔物理学奖获得者埃尔温·薛定谔在都柏林圣三一学院做了一个系列演讲,旨在探讨生命的物质基础,并集结成书。一个叫沃森的年轻人看到这本书,深受启发,决定改变自己的研究方向,1962年,他获得了诺贝尔生理或医学奖。这本书,就是《生命是什么》。1991年,与霍金齐名的英国物理学家彭罗斯读到此书后说:这本书“确实值得一读再读”。
??1956年,薛定谔在剑桥三一学院做了另一个系列演讲,讨论意识的物质基础、心智是否有进化的趋势、科学与宗教、感官之谜等问题,后集结成《意识和物质》一书。迄今为止,书中讨论的观点,仍启发着国内外一流的思想家、生物学家……
??在这本讲义中,从《生命是什么》开始,深入《意识与物质》,最后,在《自传》中,跟随薛定谔的步伐,你将走进一个崭新而迷人的世界。
??1.研究的一般性质和目的
??这本小册子起源于一位物理学家的一系列公开演讲,聆听演讲的观众约有400人,演讲人在演讲最开始就指出所讲的主题复杂难懂,尽管几乎没有使用数学演绎法这最吓人的武器,可也远未达到通俗易懂的程度,但是听众人数丝毫没有因此而减少。并不是因为这个论题简单得可以不用数学来说明,相反,正是因为论题太过复杂,即使用数学演绎也很难阐述得清楚明了。演讲受到观众欢迎的另一方面原因是,演讲者试图将那些介于物理学和生物学之间的基本概念同时向物理学家和生物学家讲清楚。
??尽管演讲内容涉及了形式各样的主题,目的却只有一个——对一个重大问题发表一些小小看法。为了避免读者迷失方向,先简要地勾勒出整个演讲计划很有必要。
??这个久经讨论的重大问题就是:
??怎样用物理或化学的方法,解释有机生命体内空间和时间上的各种现象?
??本书力求阐述和确定的初步答案可概括为:
??现阶段物理学和化学在解释上述事件中暴露出的局限性,不能成为否定物理学和化学最终能够诠释这一切的理由。
??2.统计物理学·结构上的根本差别
??如果说仅仅是为了重新燃起对过去无能为力的事的希望,这个注解未免过于平庸了。更高层的意义在于,我们试图解释为何迄今为止物理学和化学仍无法诠释上述问题。
??基于生物学家,尤其是遗传学家在过去三四十年的创造性工作,人们已揭开了有机体的真实物质结构和功能的神秘面纱。目前对这方面的认知已经足以精确地说明,现代物理学和化学为什么仍不能解释发生在有机生命体内的种种现象。
??从根本上说,有机生命体中大部分的原子排列及其相互作用方式,和迄今为止物理学、化学理论,实验研究的原子排列方式存在本质差异。这样的本质差异在一般人看来似乎无足轻重,除了那些认为物理和化学定律都是统计力学性质的物理学家。这是因为正是基于统计力学的观点,认为有机生命体内的绝大部分结构非常特殊,完全不同于物理学家和化学家在实验室里处理的或是他们脑子里所思考的任何一种物质结构。要使得物理学家和化学家发现的规律和定则能直接应用在有机生命体的活性部分如此特殊的结构上,这几乎是天方夜谭。
??不能指望非物理学家能够大概了解我刚才所说的抽象词汇“统计力学结构”中蕴含的差异性,更不必说准确理解其真正内涵。为了丰富叙述的色彩,我先提前说一下后面还将详细说明的内容:活体细胞中最重要的组成部分——染色体纤丝,可以恰当地称其为非周期型晶体。迄今为止,物理学中所研究的物质仅限于周期性晶体。在一个不是很高明的物理学家眼中,周期性晶体已经是非常有趣和复杂的东西了,它们构成了最具吸引力而又最复杂的物质结构,由这些复杂结构组成的无机世界已经足以让物理学家伤透脑筋了。然而,它们和非周期性晶体结构相比,却显得异常简单。两者在结构上的差异,好比一张是不断重复同样花纹的壁纸,而另一张是一幅拉斐尔挂毯般精美的刺绣。后者展现的是一位杰出大师的精致、协调和富含创意的设计,而不止是一味的单调重复。
??我们说周期性晶体已是物理学家最为复杂的研究对象之一,但是,随着有机化学家研究的分子结构越来越复杂,事实上他们已经非常接近“非周期性晶体”了。在我看来,生命的物质载体就是非周期性晶体。自然地,在生命问题的研究领域,有机化学家已经取得很大成果,而物理学家仍毫无建树也就不奇怪了。
??3.朴素物理学家的探索方式
??在简要阐述了我们研究的基本观点,或者说最终落脚点以后,我再说明一下如何展开我们的研究。
??让我们以“一位朴素物理学家对于有机体的观点”即一位物理学家对有机体可能持有的观点开始。他在学习了物理学,尤其是掌握了统计力学的基础后,开始思考有机生命体的活动和功能的方式。他独自思量:能否用物理学中的简明而朴素的科学观点,对生命问题做出合理解释?
??P5-7
??通常人们会认为,科学家作为在自己的研究领域拥有渊博的第一手知识的权威,是不会随便在自己不精通的领域著书立说的,也就是说高声望者身肩重责。然而,为了能够完成这本书,我恳请抹去我身上所有的声望——倘若真的有的话,这样也就可以一并抹去与之相随的重任。我的理由如下:
??我们的先辈早就开始了对包罗万象的知识的孜孜追求,这种强烈的渴望毫无保留地传承到了我们身上。人类最高学府所用的字眼(university,大学,在英文中这个词和“普遍性”同词根)让我认定:从古至今,唯有普遍性(universal aspect)才是真正的完美。可是,近100年来,知识在深度和广度上的迅猛扩展将我们置于一个两难境地。一方面我们只是刚刚开始获得某些可靠的资料,并试图将所有已知的事物融合成一个统一的整体;另一方面,知识的体量已经如此之大,任何人想要在某个专门领域以外再驾驭一些新知识的可能性几乎为零。
??唯有我们中的某些人能够着手总结那些事实和理论,即使这其中可能夹杂着二手的或是并不完备的知识,还需要冒着被当成蠢人的风险。除此以外,我找不到任何能够摆脱这种两难境地的更好方法。除非,我们永远也不想达到我们的最终目标。
??这就是我的看法。
??语言带来的障碍和困难不可忽视。一个人的母语就犹如一件合体的衣裳,当不得不被另一种语言替代时,必定不会感到舒适。我要向谢因克斯特博士(都柏林三一学院)和巴德莱格·布朗博士(梅鲁圣巴里克学院)表示感谢;然后,我还要感谢S.C.罗伯茨先生。为了使我的衣服更合体,这几位友人费了很大力气,而很多时候我对自己设计的式样的固守,也给他们增添了很多麻烦。当然,我要对书中残存的一些不妥的独创式样负责,这些并非他们的问题。
??许多小结的标题最初只是作为页边的摘要,因此每一章的正文需要前后连贯地读下来。
??E.薛定谔
??都柏林
??1944年9月