基本介紹
- 中文名：第一推動·生命系列：生命是什麼
- 作者：埃爾·溫薛丁格
- 類別：科學與自然
- 譯者：羅遼復
- 出版社：湖南科學技術出版社
- 出版時間：2007年4月1日
- 頁數：192 頁
- 定價：25.00
- 開本：32 開
- ISBN：9787535737229
- 外文名：What is Life
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,媒體推薦,後記,序言,
內容簡介
《第一推動·生命系列：生命是什麼》把《生命是什麼？》和《意識和物質》合為一卷出版，後者也是他寫的散文，文中研究了那些自古以來就使哲學家困惑迷離的問題，和這兩篇經典著作放在一塊的是薛丁格的自傳。通過對他一生的回顧和引人入勝的描述，提供了他從事科學著作的背景材料。
圖書目錄
第一部分 生命是什麼
前言
序言
第一章 經典物理學家走近這個主題
1 研究的一般性質和目的
2 統計物理學 結構上的根本差別
3 一個樸素物理學家對這個主題的探討
4 為什麼原子是如此之小
5 有機體的活動需要精確的物理學定律
6 物理學定律是以原子統計力學為根據的，因而只是近似的
7 它們的精確性是以大量原子的介入為基礎的第一個例子（順磁性）
8 第二個例子（布朗行動，擴散）
9 第三個例子（測量準確性的限度）
10 ∫n律
第二章 遺傳機制顯示全部信息第一部分 生命是什麼
前言
序言
第一章 經典物理學家走近這個主題
1 研究的一般性質和目的
2 統計物理學 結構上的根本差別
3 一個樸素物理學家對這個主題的探討
4 為什麼原子是如此之小
5 有機體的活動需要精確的物理學定律
6 物理學定律是以原子統計力學為根據的，因而只是近似的
7 它們的精確性是以大量原子的介入為基礎的第一個例子（順磁性）
8 第二個例子（布朗行動，擴散）
9 第三個例子（測量準確性的限度）
10 ∫n律
第二章 遺傳機制
1 經典物理學家那些絕非無關緊要的構想是錯誤的
2 遺傳的密碼本（染色體）
3 通過細胞分裂（有絲分裂）的個體生長
4 在有絲分裂中每個梁色體是被複製的
5 染色體數減半的細胞分裂（減數分裂）和受精（配子與合）
6 單倍體個體
7 減數分裂的突出性質
8 交換，特性的定位
9 基因的最大尺度
10 小的數量
11 持久性
第三章 突皮
1 “跳躍式”的突變——自然選擇的工作場地
2 它們生育同樣的後代，即它們是完全地遺傳下來了
3 定位，隱性和顯性
4 介紹一些術語
5 近親繁殖的有害效應
6 一般的和歷史的陳述
7 突變作為一種罕有事件的必要性
8 X射線誘發的突變
9 第一定律，突變是個單一性事件
10 第二定律，事件的局域性
第四章 量子力學的證據
第五章 對德爾勃呂克模型的討論和檢驗
第六章 有序，無序和熵
第七章 生命是以物理學定律為基礎的嗎
後記 決定論與自由意志
第二部分 意識和物質
第一章 意識的物質基礎
第二章 了解未來
第三章 客觀性原則
第四章 算術悖論：意識的單一性
第五章 科學與宗教
第六章 感知的奧秘
自傳
譯後記
作者簡介
作者：（奧地利）埃爾溫·薛丁格 譯者：羅遼復 羅來鷗
埃爾溫·薛丁格（1887-1961），奧地利物理學家。20世紀的前30年中物理學經歷了一次大革命，解決了微觀運動的基本規律問題。薛丁格生活在這個時代，1926年他提出了波動力學，是量子力學的標準形式之一。薛丁格因此而獲得諾貝爾獎。後來他的興趣轉向生命科學，1943年寫的《生命是什麼》，為分子生物學的誕生作了概念上的準備。
媒體推薦
這本書是一塊有著多個晶瑩刻面的瑰寶……人們可用僅僅幾個小時去閱讀它，而在一生中不再忘卻。
——《科學美國人》
在這本小書中，薛丁格清晰而簡明地回答了一個科學家企圖解開生命奧秘時碰到的概念上的問題，它是大學生的必讀書。
——保羅戴維斯
後記
奉獻在讀者面前的這本小書是薛丁格的名著《生命是什麼及對意識和物質的思考》。這本書分兩大部分，第一部分《生命是什麼》是基於作者1943年在英國都柏林三一學院高等研究院的系列講演，曾單獨發表於1944年，以後在1945，1948，1951，1955，1962年多次再版。第二部分包括有關意識和物質的討論的6篇論文，發表於1956年10月劍橋三一學院的TameI·講座，以《意識和物質》的書名首次發表於1958年，除了上述兩部分外，書末還附了薛丁格本人在1960年寫的自傳。1967年上面兩個部分合在一起，由劍橋大學出版社出版，至今已重印過20餘次，這個譯本是根據2000年版譯出的。
埃爾溫·薛丁格1887年生於維也納，1920～1933年往來於德國、瑞士等地，1925年發現了波動力學（量子力學的一種標準形式），1933年由於這個重大發現獲諾貝爾物理獎。1939年後開始在英國定居，直到1956年回維也納，1962年去世。本書的兩個部分都是他在英國時期作的演講和寫的論文。薛丁格的父親是植物學家，受到父親的薰陶，薛丁格在幼年時期就對生物學和達爾文進化論有著濃厚的興趣。也許這提供了一個基礎和動力，使他能在物理學中取得如此重大成就後，又轉向生命科學的研究。
薛丁格的《生命是什麼》這本小冊子在生物學界極負盛名，被稱為“分子生物學中的《湯姆叔叔的小屋》”，意思是指這本書可看做分子生物學的開端，好像《湯姆叔叔的小屋》是黑奴文學的開端一樣。在那個傳統生物學占統治地位的年代，“這本書的出版給生物學增添了異彩”。很多在生物學中做出過重要貢獻的科學家如霍爾丹和克里克，都承認受到過這位具有高度獨創性的縝密思維的物理學家在本書中提出的許多觀念的影響；事實上，沃森和克里克就是在薛丁格的影響下去分析遺傳物質DNA的。正如彭羅斯1991年在本書前言中說“這本書一定會躋身於本世紀最有影響的科學著作之列，它代表了一位物理學家力圖理解真正的生命之謎的有力嘗試。這位物理學家的深刻洞察力在很大程度上已經改變了人們對世界組成的理解”。
那么， 《生命是什麼》這本著作中談了一些什麼問題呢？主要談了三個問題，一是從信息學的角度（儘管那時中農的資訊理論還沒有誕生）提出了遺傳密碼的概念（儘管伽莫夫提出DNA密碼假設是10年後的事），提出了大分子——非周期固體——作為遺傳物質（基因）的模型；二是從量子力學的角度論證了基因的持久性和遺傳模式長期穩定的可能性；三是提出了生命“以負熵為生”，從環境中抽取“序”來維持系統的組織的概念，這是生命的熱力學基礎。
從20世紀的30年代開始，物理學家就開始闖到生物學的前沿——遺傳學中來了。因為那個年代生物學已經發展到染色體和基因的水平，為了用實驗方法研究遺傳就必須研究突變。1927年繆勒發現X射線是強有力的基因突變劑，短時間內就能人工產生幾百個突變體。德布呂克在玻爾的影響下，轉向了生物學。1932年玻爾在“光和生命”的論文中宣稱“用嚴格的物理學術語來解釋生命的本質，我們是否還缺少某些用來分析自然現象的基本資料……在這種情況下，人們不得已把生命的存在看做是無須再作解釋的生物學研究起點”。為了尋找玻爾所說的基本資料，德布呂克和生物學家通力合作，研究x射線誘發基因突變的規律。在1935年的論文中指出基因所占的體積大體上與10個原子距離作為邊長的立方體相同，也就是說一個基因大約只包含1000個原子。這個結論比遺傳學的繁育實驗和直接細胞學觀察得到的基因體積小三四個數量級。薛丁格緊緊抓住了這個事實進行了透徹分析。第一，他認為基因中存在一種微型密碼，“一個基因，也許是整個染色體纖絲，是一種非周期性的固體”，正是它，包含了足夠多的信息，可以充當密碼的負載者；第二，他強調一個基因包含原子數量之少，是無法克服漲落效應的；而一種遺傳性狀可維持若干世代，達幾百年之久，這種持久性無法用經典物理學解釋。但是上述矛盾可以從剛剛發現的量子力學獲得滿意解釋。因此基因的奧秘中蘊藏了量子力學。薛丁格從空間大小（微型）和時間範圍（持久性）兩個方面對基因研究後，得到了上面兩個極為重要的結論，這構成了生命的分子基礎。
20世紀50年代以後分子生物學的發展如火如荼，90年代以後基因信息學的崛起，如旭日東升，究其起源，都和薛丁格這本小書中闡述的觀點緊密相關。
基因序列資料的積累已如天文數字，並且還在以指數方式增長。基因信息學向何處去？重溫薛丁格的論著，我們受到了進一步的啟發。例如：第一，由微型密碼構成的序列如何決定生物大分子系統的結構，從而決定這個系統的生命功能？從密碼和序列到生命功能之間，有一個重要環節，這就是結構。因此，由DNA序列預測編碼蛋白質的基因及蛋白質三維結構是一個核心問題；第二，如何由序列的各種單元間的相互作用給出基因表達的順序？生命密碼的信息如何在時間軸上展開？第三，如果說，薛丁格微型密碼概念的正確性和價值在今天已經得到了充分展示，那么，他的關於遺傳穩定性和可變性的量子力學解釋似乎尚有更多發揮的餘地，這是否將會引起分子進化理論的重大變革呢？
本書第二部分《意識和物質》主要討論了四個問題（除了第五章科學與宗教中介紹了時間的觀念及愛因斯坦、玻耳茲曼有關時間的物理工作外）：
第一，意識的形成與生物體的學習密切相關。當一個情景一旦出現，對它的正確反應便形成意識。如果再不斷重複這些情景，它又從意識中逐漸隱退，成為無意識反應。從套用的角度講，構造學習機器（如基於神經網路的學習機）可從這個觀點中獲得啟示。
第二，意識對於生物進化有反作用。行為的變化與體質的變化相平行，後者的偶然變化（據達爾文）會引起前者的變化；而前者的變化，某些特徵的有效使用又影響選擇，影響體質、器官，使其朝著有利的方向變異。薛丁格認為光靠達爾文的“偶然積累”，無法解釋某些物種具有的那些特殊技能和習慣的形成和遺傳固定。為了避免人類這個物種的停滯不前，必須注意行為對於進化的意義，因為“高智商的人類可以按自己的選擇來行事”。
第三，闡明“客觀性原則”作為一種科學方法的必要性。即使對於感知過程的研究，也必須堅持這一原則，即把認知主體排除在客觀世界之外。同時薛丁格也深刻地指出這一方法的局限性，“建成我們世界的材料完全產生於作為意識器官的感知……但意識本身在它構建的世界裡又是一個陌生者，在這個世界裡沒有它的生存空間”，“無論生理學發展到多么先進的水平……在任何地方你都看不到性格特徵……雖然它們的存在對你來說如此肯定”。科學研究必須藉助儀器，但儀器永遠無法代替觀察者，觀察者的感官最終還是要介入，因此上述矛盾仍然存在。
第四，為什麼眾人意識中的世界是相同的，合成一個單一的世界？為什麼單一意識的形成能以許多細胞許多次大腦為基礎？前半主要是一個認識論問題，後半則是一個可能尚未完全解決的科學問題。
讀了薛丁格的這本小書，給人兩個突出的印象。第一，他總是面對原始的科學問題，緊密聯繫實驗，抓住關鍵。第二，他的縝密的邏輯。儘管受生物問題的複雜性和本書的性質所限，沒有使用數學，但論述處處體現出嚴格的邏輯關係。因此，這本書像其他對人類思想有巨大影響的著作一樣，“提出了一系列一旦被掌握其真實性就顯而易見的論點”。
近代科學是從伽里略、牛頓開始的，已經形成了一種規範，這個科學規範有兩個特點。第一是實證性，伽里略繼承了文藝復興的先進思想，“我們的一切知識全都來自我們的感覺能力”，“經驗是一切可靠知識的母親，那些不是從經驗里產生，不接受經驗檢定的學問，那些無論在開頭、中間或末尾都不通過任何感官的學問是虛妄無實的，充滿謬誤的”。惟有充分重視實驗，才能擺脫中世紀哲學的桎梏，這是伽里略成為近代科學之父的原因。第二是理性，任何實驗都必須與推理相結合，才能去粗取精、棄偽存真，最好的最嚴密的推理工具是邏輯、是數學，看上去非常隱晦、非常複雜、非常困難的問題，如果懂了邏輯精神，一步一步推理，就變成很簡單、很明了、很容易的了。伽里略十分重視數學，他說“自然之書是用數學語言寫成的，沒有數學，一個人只能在黑暗的迷宮裡徘徊”。牛頓《自然哲學的數學原理》一書的寫法就是借鑑歐幾里得的《幾何原本》。試問，如果沒有數學的精密的推演，如何能證明天體運動和地面上拋物，是由於同一種力——萬有引力呢？所以實證性和理性的結合便形成了四百年來的科學傳統和規範，這種結合在物理學中特別是20世紀的物理學中表現得最為完美和富有成果。相對論和量子論是這種結合的典範。薛丁格正是把近代物理學的這種思維方法運用到生命科學的基本問題中來的：這本書取得巨大成功的原因也就不言而喻了。
楊振寧在回答成功“秘訣”的問題時，特別提到了兩個原因，一個是面對物理學的原始問題，另一個是不排斥數學，要成功地運用數學。這兩點和薛丁格在本書中體現出的特點和方法不謀而合。
讀這本書，給人以享受。當我們學到牛頓定律，F=ma；學到量子論，E=hz；學到相對論，E=mc2。；學到統計物理學，S=kin W，不禁大為驚訝，原來自然界的基本規律是如此簡單而美妙！一個對科學懷有興趣，對自然沒有喪失好奇心的人都會想：“那么下一個自然科學領域內的自然界的基本規律在哪裡呢？”薛丁格這本書似乎告訴我們：“你看，它就在那裡！閃閃發光！它就埋藏在那裡！等待人們去發現。”
在這本書的翻譯過程中，我們深感專業科學工作者和語文工作者的密切合作，對於譯好一本普及科學思想的名著是多么重要。老版的“What is life？”每一小節都加了序號，而新版沒有序號，為了閱讀查閱的方便，我們在翻譯中按老版加了節序號。另外，為了便於讀者理解本書的思想，譯者在頁下增加了一些注，並標明“譯者”字樣，以區別於原注。
羅遼復 羅來鷗 2002年9月
序言
在1950年初，當我還是一名學數學的年輕學生時，我讀的書並不是很多，但我還是讀了一些埃爾溫·薛丁格的論著，至少是讀完了這本書。我總是發現他的著作很吸引人，包含令人興奮的新發現，能使我們對生活其間的這個神秘世界獲得一些真正的新了解。在他的論著中，沒有比他的短篇名著《生命是什麼》更具有上述典型特徵的了。我認識到這本書一定會躋身於本世紀最有影響的科學著作之列。它代表了一個物理學家力圖理解一些真正的生命之謎的有力嘗試，這位物理學家的深刻洞察力在很大程度上已經改變了人們對世界組成的理解。儘管這本書所涉及的交叉科學內涵之廣博在當時是罕見的，但對於非專業讀者和希望成為科學家的年輕人來說，它的筆觸又是那樣親切、輕鬆和謙虛。的確，很多在生物學領域做出過重要貢獻的科學家（如霍爾丹和克里克），都承認受到過這位具有高度獨創性和縝密思維的物理學家在本書中提出的諸多觀念的影響，儘管他們並不總是完全同意他的觀點。
正如許多對人類思維有較大影響的著作一樣，它提出了一系列一旦被掌握，其真實性就顯而易見的論點；然而令人不安的是這些觀點至今仍被大部分人所忽視，雖然他們本應對此有更深入的了解。例如，我們不是經常聽到“量子效應與生物學研究沒有多大關係”，或者“我們吃東西是為了獲取能量”這樣的議論嗎？這說明了薛丁格在《生命是什麼》一書中所論述的內容直至今日仍然適用。它確實值得一讀再讀。
羅傑·彭羅斯
1991年8月8日
