生命是什么?意识是什么?爱又是什么?我们对这一切知之甚少,又各怀己见。今天,我将站在一些纯粹科学研究的肩膀上,共分三期,首先抒发一下自己对于生命的看法。
如果按照绝对物理的思想来看的话,无论是多么纷纭的世界,也无非是最小组成元素+相互作用法则+数学效应而已;无论是多么精彩的故事,也无非是物质+信息+能量而已
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1.生命
生命的内涵是指在宇宙发展变化过程中自然出现的存在一定的自我生长、繁衍、感觉、意识、意志、进化、互动等丰富可能的一类现象,其外也可以包括生化反应产生的能够自我复制的氨基酸结构,以及真菌、细菌、植物、动物(人类),就未来的发展可能而言,人工制造或者促成的机器复杂到一定程度,具备了某种符合生命内涵的基本属性的现象也将可能纳入生命的范畴,包括人机混合体,纯自由意志人工智能机器人等。
这段引用来自百度百科(虽然谁都能编辑词条不过还是有参考价值的)。
在我们已知生命的范畴的定义内,生命是一种可以通过生命活动来调整自身熵值,使其动态稳定的一种个体。我们都知晓或听说过熵增原理,简单来说,可以理解为一种数学效应,一种简单相互作用在大数目、大系统下产生的一种宏观现象,只要世界在随着时间而运行,熵增就不可避免,在宇宙中存在的所有孤立系统都无法逃脱熵增的命运。不过生命不同,生命体在自身与环境之间划出了一道界限(这也是为什么细胞膜如此重要的原因),将自身以及环境分隔开来,并且通过生命活动将自身增长的熵通过热量、高熵溶液、化学反应废料的形式排放到周围环境中(注意,这里并没有违反熵增,生命体+环境的熵依然是增的,只不过生命体把自身该增长的熵排放到了环境中),这样生命就能够动态维持在一个稳定的熵值。
那为什么一个动态稳定的熵值对于生命如此重要呢?这涉及到“信息”与“熵”之间的联系。众所周知,对于生命而言,“遗传”“繁衍与进化”“生命活动与节律”都是离不开信息的稳定传递的,在遗传上,生命需要一个信息的稳定载体,这个载体需要在生命“繁衍与进化”时提供生命体的相关信息,并且在“不繁衍进化”时能够完善保存信息。
(没错这就是DNA,不过很可惜,DNA也没能完美做到以上的要求,它在复制的时候难免会出错,这些错误一部分会被人体识别并纠正,一部分未能被纠正并在人体累积,成为衰老、癌症的根源。而且上文提到的稳定性也正是“真核生物”比“原核生物”更为高级、稳定的原因。)
这种稳定性是维持生物繁衍与进化的关键,为什么呢?这就是一开始在百度百科上引用的一点——自然出现。也就是说,这种稳定性是被自然选择出来的。这反而好理解一些,“自然选择”是将能更好适应环境的基因特性保留下来,这就是生命的内涵所在:只有遗传的稳定性达到了,我才可以将自身的特性传给下一代,我才有进入到“自然选择”框架内的权利;反之,如果我都不能将自身特性传给下一代,又何来“自然选择”呢?这就是“生命”与“环境”的差异所在,“生命”有自己稳定的信息载体,使其能够在时间流逝中保持自身的某些特性不变;而“环境”无论多么坚不可摧,就算是一块石头,也不能保证自身的特性永恒不变。而就是生命的这种“不变性”才能保证“遗传、进化”,而不像环境那样在任意改变,没有能够让自己进步、发展的手段,永远被无尽的物理定律所控制——这就是“生”与“死”的终极区别。
如果你已经对“信息”在生命体上的作用信服的话,那我们回到“熵”与“信息”的关系上,这部分其实不用过多赘述,简单来说,“熵”与“信息”在某种意义上等价。“熵”增,表示系统可承载的信息量也增大;“熵”减,表示系统可承载的信息量也减少。任意增加物体的信息不需要消耗能量,而删除一个物体拥有的信息却需要能量。(详情可略读《信息论》)
故,一个生命体如果在熵增→能承载的信息量增大→增加信息不需要能量→凭空增加信息,破坏遗传稳定性。你可能会想,把多出去的信息删掉不就行了吗?不过这就涉及到对信息的甄别问题:我们的身体如何得知那些信息不是我们的遗传信息呢?(你可能会想:记住不就行了!可是“记忆”同样需要信息载体,这样这个信息载体也必须是稳定不能改变的!)所以生命体最简单的做法就是:至少要维持自身承载遗传信息的部分熵值稳定。而这就需要对此部分的保护、修复、使用、复制……,而这些无疑需要能量,所以生命体就会发展出从外界获得能量的手段;而这些无疑需要保护以及趋利避害,于是生命就被自然选择出了趋利避害的本性。
于是,一幅漫长宏伟的生命史诗就在此拉开序幕了:从稳定遗传开始,生命就与环境不同,它需要能量,可以进化,于是各种争斗、捕食、共生、寄生、栖息都在自然选择的控制下灿烂地诞生了——而这就是我们今天看到的生命的模样:如此繁多、有自身趋利避害倾向、甚至又拥有自我意识的一种形态。那什么又是意识呢?我们下回分解。
one more thing:
对于DNA与生命的错综复杂的关系,有个视频也是十分有趣的!
https://www.bilibili.com/video/av49769417
从MOSS叛逃的角度,我们如何看待“生命”与“遗传物质”呢?
欢迎大家抒发自己对生命的看法。不过还得说,生命是弥足珍贵的。
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