1、“如果你试图用斑马来概括哺乳动物的特征，你会选择哪种特征？”她问道。“你可能不会选乳腺，因为一半的个体都没有乳腺——只有雌性斑马有。条纹可能是一个显而易见的选择，所有斑马都有条纹，但是这仅仅是个巧合，有条纹这个特点并不是让斑马成为哺乳动物的理由。”
2、宇宙漫长历史中最神奇的事件之一莫过于生命的诞生。在前进化论时代，大多数人类甚至认为地球上生命的多彩纷呈是神迹存在的最好证明。正如物理学家对理解宇宙起源的“大爆炸”充满了无穷的向往和想象，生物学家对于理解生命诞生这一从无到有的重要时刻也抱有同样的情感。
3、当时作为新兴学科的分子生物学中的一些人就对此持批评态度。鲍林(LinusPauling)和佩鲁茨(MaxPerutz)都曾在1987年，即薛定谔百年诞辰之际批评过这本书。鲍林称负熵是对生物学的“负”贡献，薛定谔对生命热力学效应的解读过于“模糊和肤浅”。佩鲁茨更是表示，“书中正确的内容均不是原创，而大多数原创的内容即使在成书的年代也是不正确的”。(生命是什么)。
4、思考生命是什么时，人们很容易在生命和非生命之间划出一条鲜明的分界线。细胞显然是有生命的，所有由细胞集合而成的生物体也是有生命的。但也有居于两者之间、类似生命的形态。
5、迷信认为生来就注定的贫富、寿数等：天命。命相(xiàng )。命运(迷信指生死、贫富和一切遭遇；喻发展变化的趋向，如“人民一定能掌握自己的命命”)。
6、薛定谔的这些观点对于公众和一些杰出的科学家来说具有很大的启示意义，但也让另一些人感到非常不满。虽然这些原理并非原创，但这一出色的构想启发了克里克(FrancisCrick)和沃森(JamesWatson)在1953年发现DNA双螺旋是如何编码基因的。克里克同年致信薛定谔，称他和沃森“都受到了您的那本短篇著作的影响”。
7、我们正在这个镜像世界的创世故事中华丽登场……
8、生命科学跨越的尺度从纳米到宏大的地球生态系统，宏大繁复，包罗万象。想要从中提炼出生命的基本特质并书写出来非常有挑战性。不过幸好我们有贯穿生命科学的第一原则：进化论。立铭选择了生命的演化作为轴线，在其妙笔之下，一出跌宕起伏，惊险刺激的几十亿年的大冒险戏剧就此拉开序幕。他先从古代哲学家对生命本质对探讨谈起，之后科学家登上舞台，一个个精彩的科学故事提醒我们人类不断从多维度接近,理解并尝试解析生命本质的曲折过程。之后他把镜头迅速推进到著名的米勒－尤里实验，该实验令人惊奇地证明了生命起源的基本分子，如氨基酸，可以在实验室模拟的古代地球环境里快速产生。该试验基本解决了生命产生的原材料来源问题，随之引申出当代科学三大重要问题之一：生命的起源问题。
9、今天我们都知道，DNA里藏着生命的密码|Pixabay
10、一切都是生命，也就是过程，过程基本都有三个阶段：发生、存续、消亡，其基本特点是：物质不灭(核反应除外，事实上这个也符合哥德尔定理)，但物质的结构发生改变(无论在哪个阶段)，所以所谓的生命(我们关心的)从逻辑上来看就是物质的结构。
11、如果说，《吃货的生物学修养：脂肪、糖和代谢病的科学传奇》和《上帝的手术刀：基因编辑简史》是一种相对简单的科学主题写作，那么这一本的跨界和开放性则要远远超越前者，作品的输出方式也不仅仅重在科学史的叙述，而且是带有个人意志的、风格化的思想阐释。
12、引证：郑观应《盛世危言·学校》：“所拘者又复高谈性命，衍说仁义，细析毫芒，而至于钱谷财赋之事，茫然罔晓也。”
13、http://www.bbc.com/earth/story/20170101-there-are-over-100-definitions-for-life-and-all-are-wrong(生命是什么)。
14、现代生物技术的发展一方面让人类更接近生命的真相，同时，它也在试图开始介入甚至主导演化的进程，从而改写人类自己的命运，比如基因编辑、记忆移植……
15、而王立铭始终相信，无论生物技术的未来是更令人欢欣鼓舞还是恐惧忧心，我们都应怀着对生命的敬畏之心，并准备好用生物学的研究方法和思维模型“武装”自己的头脑，从而更好地应对未知的将来。
16、这些研究非化学生命形式的人工生命研究者，他们的工作就是开发PMC模式的软件或硬件。
17、有了材料，也有了组装的方法，可大厦的构建怎么可能一帆风顺，即便建成了，经历多少意外、破坏仍能亘古不衰的理由又是什么？那便是自我复制。
18、而在过去的一百年间，定义生命甚至变得更加困难了。一直到19世纪，主流说法都认为，生命区别于非生命的因素，就在于无形的“灵魂”或是“精神”而不同。但目前科学界已经抛弃了这一理论，因为有更为科学的观点取代了它。例如，美国航空航天局(NASA)就把生命定义为一种“符合达尔文进化理论并且可以自我维持的化学体系”。
19、《生命是什么？》所提出的问题反映了当时物理学家和化学家对分子世界的看法：分子完全受到统计行为的支配。麦克斯韦(JamesClerkMaxwell)和玻尔兹曼(LudwigBoltzmann)的经典分子物理学认为原子运动是随机的。那些精确阐明温度、压力和气体体积之间关系的物理定律，其实是对无数原子平均行为的总结。
20、经典的“临界”个例就是病毒。“他们没有细胞结构，不进行代谢，在没有入侵细胞的情况下呈现惰性，所以有很多人(包括很多科学家)断定病毒不是生命。”法国巴斯德研究院的微生物学家PatrickForterre说。
21、也许提高标准也会带来坏处。萨根认为，目前对生命的搜寻仍然局限于地球上的碳基生命，以碳为中心，这种狭隘的观念或许限制了对外星生命的寻找。
22、作者又从普遍的能量使用方法中，推出了两个非常重要的基本概念——ATP及其合成酶。在王立铭的叙述中，关于它们的科学研究留下了不少科学家悲伤和无奈的故事，但到了结尾也有反转的惊喜。
23、但是，NASA的定义只是希望用简洁的描述去定义生命的众多尝试之一。事实上，如今的科学界提出了超过100种的生命定义，这些定义大多关注生命的一小部分关键属性，比如繁殖和代谢。然而，对与什么才是定义“活着”的最重要的因素，不同科学家持有不同的意见。化学家认为生命应该被归结为几个特定的分子，然而物理学家则更偏向讨论热力学问题。
24、因此，《生命是什么》这本书的切入角度，或者说分析的抓手就是“演化”。
25、动植物的生活能力：生命。救命。逃命。拼命。命脉。性命。相依为命。
26、很有意思的是，这种对环境和偶然性的思考如今也成了量子力学的核心内容，比如纠缠、退相干、互文性。这究竟是否纯属巧合，现在恐怕还言之过早。ⓝ
27、如果是这样的话，那么单个基因突变是如何在分子水平上导致某种特定的宏观结果(如某种表型、可观察到的遗传性状)的呢？答案可能指向薛定谔的猫的幽灵——薛定谔在1953年提出这只猫的宏观生死取决于单个量子事件。
28、这个问题又过了二十多年才得到完美的解决。1925年，荷兰莱顿大学的科学家高特(E.Gorter)和格兰戴尔(F.Grendel)决定直接使用化学方法，把这层假想中的“分离之墙”提取出来，看看它们是什么——如果它们如欧福顿所说当真存在的话。
29、作为神经科学家的王立铭，在这一部分的叙述中，既有来自神经生物学专业主义的阐释，还透着哲学思辨的光芒。
30、当然，很多人都试图回答这个问题。薛定谔在1944年出版的极富先见之明的著作《生命是什么》中，阐述了他对遗传和信息的看法。他提出了“生命密码”的构想，现在，我们都知道那就是写在DNA中的信息。但在书的结尾，他暗示了一种近似活力论的结论：要真正解释生命是如何运作的，我们可能需要一种全新的、尚未被发现的物理法则。
31、现代物理学的起源，是从观察天体开始的。好奇心是人类的天性，我们的祖先在远古时代就开始观测天象，并试图理解宇宙的秩序。早期的理论是“地心说”，即认为地球是宇宙的中心。但是，这一假说和一些观测到的天文现象不符，比如，在黎明和傍晚的时候，我们会看到金星会倒着往回走，从东方升起又再回去，如何解释这一现象？天才的天文学家托勒密修正了“地心说”，提出每个行星都在“本轮”上匀速转动，而本轮中心又在“均轮”上绕地球转动。这套理论较好地描述了天体运行的轨道。这就是在观测数据的基础上提出对原有理论的修正。
32、但科学家和哲学家们对此并没有一个非常明晰的概念。为了思考究竟是什么让生物为“生”物，他们足足花了几千年。从亚里士多德到卡尔·萨根，无数的伟人提出了一个个伟大的理论去定义生命，但是到目前为止没有一个理论可以说服所有人。或者说，我们并没有找到生命的“意义”。
33、天体生物学家学习了之前的经验，提高了用于寻找外星生命的标准。但是到目前为止还是一无所获。
34、同我们知道的所有生命一样，病毒携带了DNA或RNA，因此一些人认为病毒应当归属于生命，还有些人甚至声称病毒带有让我们了解生命起源的线索。如果是这样的话，生命似乎便不再是非黑即白的实体，而更像一群物体模糊的集合，没有明确的“活着”或“死亡”的边界。
35、斑马并不能告诉我们生命究竟是什么。图片来源：RobertHarding/Alamy
36、如果直接把我们所了解的关于地球生物的知识套用到寻找外星生命的过程中，可能会产生令人疑惑的结果。例如NASA——他们原本认为自己对生命的定义已经相当不错了，但1976年他们就被打脸过：当年，NASA发射的“海盗一号”成功着陆火星，并进行了三项用于测试生命的三个实验。其中一个实验似乎证明了火星上有生命——他们观测到火星土壤的二氧化碳浓度较高，因此认为这说明有微生物在这颗红色星球上生活和呼吸。
37、生命是一种能够生长和自我复制的系统。那么火也可以被视为一种生命，毕竟它也能够生长并自我复制。
38、和宏观生命一样，细胞这种微观生命也同样是有清晰边界的。它们被一层仅有几纳米厚的脂类分子薄膜严密地包裹起来，薄膜内部是生机勃勃的生命活动，外面则是危险冷漠的外在世界。实际上，考虑到地球生命都是由数量不等的细胞构成的，我们完全可以认为这层薄膜才是生命和地球环境的边界。
39、⊙译言·东西文库东西文库是译言旗下的科技文化品牌，致力于“第三种文化”的思考、传播与交流。注重在互联网、科技、商业、媒体、电子阅读等领域的互动，包括但不限于：纸质、电子出版，版权引进、策划，文化论坛。 已出版《失控》、《技术元素》、《颠覆医疗》、《智能时代》、《字体故事》、《数字乌托邦》等图书。
40、我们知道，能量和自我复制是生命从混乱无序的环境中萌发并万世长青的两个基本条件。生命现象想要存在，必须在局部蓄积起足够浓度的能量，然后用它驱动某种能够携带遗传信息的生物大分子(例如RNA)的自我复制。那么可想而知，如果没有一层物理屏障的存在，能量分子和遗传物质哪怕能够偶然出现，也会像在原始海洋里滴一滴墨汁一样，迅速稀释到无踪无迹。或者反过来说，从46亿年前地球形成开始，能量分子和遗传物质可能已经自发出现过千千万万次。但是必须再耐心等待10亿年，直到第一个原始细胞出现，为能量分子和遗传物质构造起“分离之墙”，并且从那一刻开始，始终包裹在每一个细胞和它们的后代周围，地球生命才真正有可能告别昙花一现的化学反应现象，稳定地存活下来，利用能量驱动生命活动，利用自我复制适应地球环境，开枝散叶一直到今天。
41、它必须是一种不溶于水的化学物质，否则会在地球原始海洋里轻易地分崩离析。它必须能够形成致密的结构，要是孔隙太大各种物质能够自由进出，这层膜也就没有用了。而基于这两点，我们还能猜想出这层膜的第三个性质：它必须具备一定程度的通透性，能够让某些分子穿梭于细胞内外，例如氧气、营养物质、细胞产生的废物，等等。不溶于水、致密包裹、又有选择透过性，考虑到地球原始海洋里并没有多少原材料可以选，按说生命这道分离之墙的性质应该昭然若揭了。
42、薛定谔的分析中缺少的一个概念是信息。上世纪40年代和50年代，香农(ClaudeShannon)的信息论以及维纳(NorbertWiener)的控制论陆续问世，填补了这一空白。不过直到近年来，研究人员才开始理解信息对生物学的应用价值。
43、物质、能量、复制是构成地球生命最基本的三个要素，可至此，演化的历史已经过去了将近10亿年，第一个独立的细胞还没有诞生。原因是，缺少了能把能量分子和遗传物质包裹起来的结构，也就是细胞膜，王立铭称之为“分离之墙”。一层小小的薄膜勾连出科学家持续300多年的研究历史，这大概是科学探索曲折反复最经典的案例之一了。
44、所以，当你感冒时，病毒会进入你的鼻腔细胞，利用它们的酶和原料来反复多次地繁殖病毒。随着病毒大量滋生，鼻子里受感染的细胞破裂并释放出了成千上万的感冒病毒。这些新的病毒会感染附近的细胞，并进入你的血液，继而感染其他地方的细胞。这是一种非常有效的策略，可以让病毒持续存在，但这也意味着病毒不能脱离其宿主的细胞环境单独运作。换句话说，它完全依赖于另一个生命体。你差不多可以这样说：在宿主细胞中具有化学活性和繁殖能力时，病毒是活着的，但当它在细胞外作为化学惰性病毒存在时，它又不算是活着的，病毒就在这两种状态间不断切换。
45、这些评价虽然稍显无情，但并非无稽之谈。那么，这本书为何能在当时产生如此大的影响呢？修辞理论家LeahCeccarelli认为这主要归结于薛定谔的写作风格：薛定谔成功地把物理学和生物学这两门科学联系起来，且没有偏向任何一方。
46、“我认为，‘生命’从根本上就不会有一个精准的定义，但是我们依然有一些可以瞄准的目标。”在南丹麦大学研究人工生命的SteenRasmussen说。来自世界各地的团队都在研究PMC模型中的各个单独组分，并把它们放入系统以研究其性质。但是目前为止，没人可以将这些组分装配起来，成为一个有综合功能的生命形式。
47、对此，薛定谔提出可以从量子力学的角度解释这个问题。分子中的原子通常以多种方式稳定排列，且每种构型都有对应的能量，这也是薛定谔对不同等位基因的设想。不过，其间的“量子跃迁”通常受到高能垒的抑制。
48、薛定谔是一位物理学家。他希望从物理学的角度去理解生命是什么。为什么薛定谔认为物理学能够对理解生命的本质提供独特的启发？这要从什么是物理学讲起。
49、生命应该运动吗?“那么冰冻的动物怎么算?”你也许会这么问。“那看上去可不是生机勃勃的样子。”许多复杂的生命体在经历冻融之后仍能存活(譬如人类的人工授精卵细胞以及摇蚊的幼虫)。理论上来说，用那种在原子力显微镜中使用的纳米镊子，我们也能一个分子一个分子地组装出一个冷冻生命体来。
50、1933年，薛定谔因在量子力学方面的杰出成就荣膺诺贝尔奖，不过这并不是插手生物学的通行证，薛定谔此前除了对视觉生理学有过涉猎之外，并未表现出对生物学的浓厚兴趣。可以说，薛定谔的这种天真既是这本书的力量来源，也是这本书的缺陷所在。
51、会有硅基生命演化出来吗？图片来源：JeffJ.Daly/Alamy
52、Bada是StanleyMiller的学生，他参与了著名的Miller-Urey实验。这个实验在20世纪50年代进行，是最早探究生命如何从无生命的化学物质起源的实验之一。他再次进行了这一著名的实验，证明了在放电的条件下，原始地球上存在的化学物质可以产生更大范围的生物相关分子。
53、从行文风格也可以看出立铭是有人文情怀的作家，他的作品充满了积极对待未知世界的态度和一个更好未来的信念。这部作品的风格让我想起我最喜欢的法国科学大师、优秀的科普作家弗朗西瓦.雅克布(FrancoisJacob，1920-201965年因操纵子模型获诺贝尔奖)。他在1973年出版的科普著作《生命的逻辑》探讨的角度和思路与立铭本书有交相辉映之处。
54、大家最近讨论较多的另一个话题是所谓的“奇点”，即有些未来学家预测，未来电脑智能会和人脑智能汇合，或许人类进化的下一步就是机器人。这种说法很有意思，但进化的未来到底是什么，没有人说得清楚。从某个角度来说，进化已经失去了其原有的意义。进化论讲的是适者生存，判断谁是适者的标准就是其后代会更多，但是，现在的社会精英会有更多的后代吗？成功人士会有100个孩子？现在人类的预期寿命比原来大大提高，这一是靠公共卫生的改善，二是靠抗生素，当然，营养的改善也有一定的作用。我们或许已经从适者生存变成了人人平等，生存能力差的人现在有了同等的生存机会。这对历史进程的影响是极其深远的。
55、宇宙万物千变万化，自然界里绚丽多彩，不外乎是生物和非生物之分。从现代科学的角度来看，生命只是物质运动的一种形态，它只是由蛋白质、核酸、脂类等生物分子组成的物质系统而己，远没有古人对生命的理解那么玄妙。
56、在《生命是什么？》的激励下，多位物理学家成为了卓具影响力的生物学家：克里克、本泽尔(SeymourBenzer)、威尔金斯(MauriceWilkins)等等。但从当代评述来看，领会薛定谔的密码本是有机体的一种主动程序这一精髓的生物学家并不多。