内容介绍
埃尔温·薛定谔:奥地利物理学家,量子力学奠基人,1933年诺贝尔物理学奖得主。他一生追求不同学科间的和谐统一,并在《生命是什么》中致力于将物理学和生物学统一起来,以量子力学的视角直击生命遗传的奥秘。
1、基因的本质
薛定谔用量子力学解释基因遗传的稳定性的奥秘。他提出,基因存在于一种“非周期性晶体”结构中,它与自然界常见的“周期性晶体”不同,粒子排列并不是像瓷砖、墙纸上的花纹一样简单地周期重复,而是像一张精美的刺绣一样,具有独特的设计,各个原子各司其职发挥作用。正如薛定谔所预测的,后来发现的DNA双螺旋分子结构正是一个非周期性晶体,基因就存在于这种结构上。
薛定谔推测,基因突变是量子跃迁的结果。量子跃迁是指微观粒子在吸收一份固定的能量时,从一个状态跳跃到另一个状态的过程,这种跳跃不存在中间状态。当基因内发生量子跃迁时,就产生了突变。
2、生命的本质
薛定谔认为,生命的本质是吸收秩序,是汲取负熵。负熵就是熵的对立,熵代表的是无序,而负熵表示的是有序。人从食物里吸收负熵,来对抗自然界的熵增定律,维持生命秩序。一旦生命死去,无法汲取负熵,就会迅速腐烂变质,按照熵增定律变成一堆无序的物质。
太阳是地球的负熵来源,植物吸收了阳光中的负熵,高等动物通过吃掉植物来获得负熵,同时排泄物带走熵。排泄物中残存的负熵还能供植物和微生物继续吸收。从根本上讲,整个生物圈其实就是一个负熵传递的过程。这就是生命的本质。
3、意识的本质
薛定谔认为,意识应该是客观世界的一部分。
量子力学发现,观测这个动作可以改变粒子的原有状态。以玻尔为代表的哥本哈根学派认为,意识在参与影响物质世界。但薛定谔提出了著名的思想实验“薛定谔的猫”,来反驳主观意识决定论。人的意志居然能决定猫的死活,这是不可能的。
其实所谓的观测,并不是主观行为,而是一个客观的物理事件。“看”这个动作只是光子反射到视网膜上,而不是从眼睛里发出某种视线。当光子撞击到粒子上再反射到眼睛中时,必然会对粒子产生干扰,所以观测行为会影响粒子的状态其实很正常。世界上没有彻底的,纯粹作为旁观者的观测,只不过光子对宏观物体影响小,对微观粒子影响大。之所以我们会夸大意识在微观世界的作用,是因为我们把“看”这个动作理解成为一个纯粹的主观行为。
如果将认知主体排除在客观世界之外,认为像“看”这样的动作只属于意识范畴,而不属于科学范畴,那么就会引发悖论,因为物质世界就会不存在颜色、声音、冷热这些我们常见的所谓客观现象。世界就会没有颜色,只有光波;没有声音,只有振动;没有冷热,只有温度值。但是,色彩、音乐、冷暖都是我们真切感知的东西,它们应该被纳入科学的范畴。虽然意识和感觉不能告诉我们物质的客观性质,但却是我们最初的信息来源。只有先感知到了颜色,进而才能找到光波。
可以说,所有的科学知识都是以感觉为基础,意识和存在之间根本就没有主观和客观之分。薛定谔说,我只被赋予了一个世界,而不是存在和感知分开的两个世界。主体和客体之间的屏障实际根本不存在。因此,科学态度必须重建,也就是说,要将无法回避的意识现象纳入到科学世界的图景之中。
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