生命是什么
1、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”。
2、这部分，立铭首先提出了产生生命的物理先决条件——能量。立铭的偶像之物理学黄金时代的代表，量子力学奠基人之一薛定谔在1944年发表的影响深远的科普名著《WhatIsLife？》(也是立铭本书取名的原因)里就提到，由热力学第二定律推论，在一个封闭系统中，熵只会增加，即变得无序。而生命是高度有序的系统，所以生命应以负熵为生，需要能量的摄入来维持稳定而有序的存在(注：负熵这个概念薛定谔本人后来也有修改，感兴趣的可以进一步阅读相关文献)。这一推论显示出生命的基本法则不违背物理基本法则(实际上我们目前已知的所有生命的基本法则都不违背物理或化学的基本法则，不过迄今未止也没有任何一个物理学的理论能够把对生命的解释包含在内)。以此为引，作者请出了他非常喜欢的而且在书中非常不吝言辞赞美的ATP及其合成酶。这一部分立铭写的非常精彩，是本书的高潮之一。我不敢在此剧透，强烈推荐读者自己阅读体验。
3、特别是到了19世纪末，在检测了市面上能找到的数百种化学物质之后，英国科学家内斯特·欧福顿(ErnestOverton)发现，并不是把细胞丢在什么溶液里它都会像变戏法一样长大缩小的。各种各样的盐溶液都没有问题，但是如果换成脂类分子溶液(比如大家耳熟能详的胆固醇)，这种戏法就不灵了。那么根据上面的逻辑继续推论，我们还可以进一步猜测脂类分子也能自由通过细胞膜。这样在脂肪和水的环境里，细胞膜就像筛子一样，完全起不到“分离之墙”的作用，当然也就谈不上能控制细胞的大小了。在此观察的基础上，欧福顿天才地设想，这层薄薄的细胞膜可能是脂类分子构成的，特别是胆固醇和磷脂这两种脂类分子。
4、哥白尼觉得这套理论过于繁琐，他提出了“日心说”。“日心说”只是一种假说，而且并不能更好地解释天体运行，因为哥白尼假设天体运行轨道是圆形的，现在我们都知道，天体的运行轨道其实是椭圆形的。后来，丹麦科学家第谷观测了大量天体数据，他的助手开普勒利用这些数据，提出了我们现在熟知的行星运动三大定律。再到后来，牛顿认为，三大定律揭示的只是表面现象，还没有解释天体运行的本质。他认为，一个更基本的东西就是引力。牛顿提出的万有引力定律，把开普勒的三大定律做了更简洁的概括，把当时人们所能想到的力学运动都统一起来了。
5、尽管我们和所有已知的生命形式都依赖于碳基聚合物，但我们对生命的思考不应该受制于地球上的生物化学经验。我们可以天马行空地去想象，宇宙中其他地方的生命以别的方式运用碳，甚或压根就不是构建于碳基之上的生命体。比如说，英国化学家和分子生物学家格雷厄姆·凯恩斯-史密斯(GrahamCairns-Smith)就曾在20世纪60年代构想了一种原始的生命形式，它会基于结晶状黏土颗粒进行自我复制。
6、［1］罗夏墨迹测验:一种以图片为媒介的心理学测验。——译者注
7、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。
8、正如萨根所说：“人们总是倾向于用自己熟知的事物来定义，但最根本的事实也许是超出我们意识范围的。”
9、人工生命的研究可能最终会应用到更广泛的范围，甚至制造出与我们的期望大相径庭的生命。这类研究可能会帮助我们重新认识生命的定义。但是目前的研究者还没有走到这个阶段，Bedau说：“如何定义所有的生命形式暂时还不是让研究者操心的课题。他们可能会在喝啤酒的时候聊聊这个问题，但并不会把探究这个问题当作他们的工作。” (生命是什么)。
10、我们也不应该忘记，我们吃的每一口食物都是由其他生物体制造的。甚至有许多微生物，比如我研究的酵母菌，也完全依赖于通常由其他生物体制造的分子。比如那些包含葡萄糖和氨的分子，这些成分是制造含碳和氮的大分子所必需的。
11、生命科学和物理学有什么共通之处？既然生命体系是大自然的一部分，那就逃不掉最基本的物理定律。蜻蜓的翅膀和波音747的翅膀同样符合流体力学原理。菠萝、向日葵和松果都有螺旋圈，而这种螺旋圈都符合斐波那契数列规律，暗合黄金分割的美学原理。细胞里的内质网(endoplasmicreticulum)，是一种遍布于整个细胞内部的膜状网，连接并围绕着细胞核。科学家发现，内质网的结构很像是为了多停车辆而建造的螺旋型多层停车场。按照微分几何的描述，这种结构能使能耗最小化，而且还更稳定。
12、有关生命的主题总是充满神秘难解的特性。爱因斯坦说，“我们所能感受到的美是神秘的，神秘性是一切真正的艺术与科学的来源”。所以，只要对这个世界、对我们自己还抱有好奇和兴趣，都可以试着去拨开生命迷雾，一窥究竟。
13、当然，即便没有这层薄膜，化学家也仍然可以设想出许多场合能够聚拢能量分子和遗传物质。比如，我们可以设想最早的生物化学反应并不是在海洋里进行的，而是固定在某种固体的表面(例如海底矿床和火山)，我们也可以设想岩石内部存在微小的孔隙，生命物质可以在空隙里维持很高的浓度。但是不管是矿床还是岩石孔隙，都不会跟着生命自我复制的节奏扩张。生命的最终出现，仍然需要有一座分离之墙，一层生命自身能够制造和储备的薄膜。(生命是什么)。
14、自上世纪30年代以来，生物学从一门偏描述性的科学逐渐发展成一门探索机制的科学。正是因为许多像遗传学家摩尔根(ThomasHuntMorgan)的果蝇实验之类的研究，科学家开始从基因传递的角度去理解遗传，把基因看作染色体上的大分子。
15、我还想提到一个鲜为人知的人，最近我在《德国》杂志上见到了他。他就是德国探险家约享·哈森迈尔。哈森迈尔七岁时在父亲的书柜里发现了一本《与珊瑚和鲨鱼作伴》的书，他入了迷。十年以后，他开始了洞穴探险的生涯。后来，他发现了二百多个洞穴和洞穴的延伸，并受法国政府的委托在地中海进行了水下探险。不幸的是，有一次他受美国电视公司委托在奥地利的沃尔夫冈湖底拍摄时遇险，身体高位截瘫。
16、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。
17、夜晚，我们仰望满天繁星，当流星在天空划过一道美丽的弧线，我们不会想到，有一个只能用头脑工作的人，正在为揭开宇宙的奥秘而沉思；阳光明媚的日子，当我们泛舟湖上，在碧波清风中流连的时候，我们也不会想到，在幽深的湖底探寻的是一个身体截瘫的人。
18、结构上下电码0730区位3592统一码547D
19、我们正在这个镜像世界的创世故事中华丽登场……
20、到了1985年，关于莫奇森陨石的研究又一次震动了科学界。美国人大卫·蒂莫(DavidDeamer)证明，从陨石上提取出来的脂类分子也可以自发形成类似于细胞膜的结构。如果说在此之前，借由米勒-尤里实验和莫奇森陨石的研究，科学家们已经不怀疑生命物质出现在宇宙中是一件平淡无奇的事情。那么蒂莫的发现说明，就连第一个真正的生命——细胞——的出现可能都没有人类想的那样复杂，它同样可能是一件自然而然、平淡无奇的小事件！
21、从这种更广泛的生命观出发，我们看待生命世界的眼光也会变得更丰富。地球上的生命都从属于一个单一的、巨大的、相互关联的生态系统，其中包含了所有生物。这种基本的关联不仅来自生命体之间相互依存的深刻关系，还源于一个事实：追根溯源，所有生命体都有一些共同的进化根源，因而在基因层面相互关联。
22、“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。
23、乔治·丘奇：美国著名学者、现代生物学领域最重要的意见领袖之一。他是遗传学与分子工程学的双料专家，哈佛大学和麻省理工学院的双料教授，美国科学院与美国工程院的双料院士，学术研究与科技创业的双料成功者；而这一切的代价，就是要两个行政助理才能管理得过来、精确到分并塞得满满的日程表。
24、周东，译言东西文库专职译者，古登堡项目负责人。
25、 终于有一天，他远远地望见了大海，啊!他已到了行程的终结，这大海，使他屏息，使他低头，她多么辽阔，多么伟大，多么光明，又多么黑暗!大海庄严地伸出臂儿来接引他，他一声不响地流入她的怀里。他消融了，归化了，说不上快乐，也没有悲哀!也许有一天，他再从海上蓬蓬的雨点中升起，飞向西来，再形成一道江流，再冲倒两旁的石壁，再来寻夹岸的桃花。然而我不敢说来生，也不敢信来生!生命又像一棵小树，他从地底聚集起许多生力，在冰雪下延伸，在早春润湿的泥土中，勇敢快乐地破壳出来。他也许长在平原上，岩石上，城墙上，只要他抬头看见了天，啊!看见了天!他便伸出嫩叶来吸收空气，承受日光，在雨中吟唱，在风中跳舞。他也许受着大树的荫4遮，也许受着大树的覆4压，而他青春生长的力量，终使他穿枝拂叶地挣脱了出来，在烈日下挺立抬头!
26、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。
27、我不擅书评，立铭花两年打造的精品，也不是我一天写就的书评就能揭示其全部精彩的，之所以成此文是衷心推荐本书给各个层面的读者，此书老少咸宜，希望您有自己的收获。当然我尤其推荐给对科学感兴趣的青少年，我女儿就非常喜欢“戴森球”的故事。我想，作为科普作家的立铭一定不止一次想象过这样的一天，一位中国科学家在斯德哥尔摩的领奖台上致获奖辞：“我踏上科学之路是因为小时候读的一部王立铭教授的科学名著，《生命是什么》。”
28、这番简洁明了的总结确实概括了生物体的行为表现，但对于“生命是什么”，却算不上令人满意的解释。我想换一种思路。根据我们已经逐步理解的五个生物学的重要概念，我将总结出一套可以用来定义生命的基本原则。这些原则将让我们更深入地了解生命是如何运作、如何开始的，以及将我们星球上的所有生命联系在一起的关系的本质。
29、在薛定谔之后，生命科学出现了两次革命。一是分子生物学的革命，标志是DNA的发现。分子生物学的出现，受到薛定谔等物理学家的极大影响。同时，物理学还为生物学提供了X射线、磁共振、电子显微镜、高速离心机等工具。二是基因组学，就是我们说的测序，这是数学、计算机科学和生物学的交叉。分子生物学使得我们像了解一辆汽车的零部件一样，对细胞、染色体、DNA等有了透彻的了解。基因组学则是把“生命天书”拷贝了下来。这好比是汽车的修理手册，出来什么故障，怎么修理，这本书上都有。甚至像我们为什么会衰老，怎样防止人们衰老这些问题的答案，其实都在这本天书里面，但是，我们对这本天书还没有完全读懂。
30、这些发现立刻引发了完全不同的两种解读。在一部分人看来，地球生命可能就来自这些从天而降的陨石，考虑到早期地球经历了密集的陨石雨轰击，来自天外的生命物质很可能足够多，因此构成了地球生命的物质基础。
31、遗憾的是，“不管是思辩式的费米悖论和德雷克公式，还是实践中的SETI(SETI@home是一项利用全球联网的计算机共同搜寻地外文明的科学实验计划)和各种主动广播，都还没有提供任何线索”。那么，当下可行的办法就是回望地球的历史，回望人类自身是如何演化出现，并成为今天的样子的。
32、进化论是人们思考生命本质的关键|Pixabay
33、“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。”
34、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。
35、许多人将生命理解为一种全或无、非黑即白、非正即反、非此即彼的现象，泾渭分明毫无重叠。然而，让我们来设想这样一种可能性：生命或许是一种连续的、可标准化、也可度量的属性。同样的，许多思想家也试图将生命奉为“复杂性的巅峰”。但让我们试着将这句话中的“复杂性”换成“再现复杂性”(replicatedcomplexity)或是“互信息”(mutualinformation)吧。两张由大量随机分布的墨点所组成的图像看上去可能同样复杂，相似之处与不同之处一样多。同样的，两块石头的原子排布形式也许看起来也是一样的复杂。但是如果我们看到的是呈镜相对称的复杂墨点，譬如罗夏墨迹测验［1］中的图案，抑或是一块“有生命的石头”(生石花［2］)，我们就会产生这样一种感觉：这么多信息应该不是通过一种可预测的方式从上一张到下一张、从上一片叶子到下一片叶子、或者从每一片叶子中的上一个细胞到下一个细胞这样复制或传递的。两种复杂的随机图案可能是无机无生命世界的一个微不足道的产物，但两种看起来几乎近似的复杂范式则往往是生命的一个标志。
36、科学研究在带来新知的同时总是带来新的未知。曾经被生命科学吸引的物理学天才费曼戏言，在生物学领域，随便一个问题我们都没有答案，而物理学则是你要花相当多的时间才能找到没有解决的重要问题。这样的现状并没有改变太多，而立铭之后讨论的生命科学的已知和未知也会让读者浮想联翩，我想这部分对于有抱负的下一代科学家会有相当的吸引力。所以，读完本书，你可能找不到“生命是什么？”的答案，但你对“生命是什么？”这一问题的理解定会有质的提升。
37、——以上内容节选自《再创世纪——合成生物学将如何重新创造自然和我们人类》
38、《生命是什么》是浙大生命科学研究院教授王立铭的第三本科普著作。这次大胆的尝试，既有来自他对理解生命的信念，也来自他对科学写作的自信。
39、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。
