生命是什麼活細胞的物理面貌

A. 生命是什麼

19世紀末、20世紀初是物理學革命風雲際會的時代，奧地利物理學家薛定諤無疑是這個需要巨人、也產生了巨人的時代的驕子——他是波動力學之父，是量子力學集大成者之一。多少有點出人意料的是，正是他，後來從物理學闖入生物學，在1944年出版了《生命是什麼——活細胞的物理學觀》一書。 這是一部石破天驚的書，它奏響了揭示生命遺傳微觀奧秘的先聲。 薛定諤在書中提出了一系列天才的思想和大膽的猜想：物理學和化學原則上可以詮釋生命現象；基因是一種非周期性的晶體或固體；突變是基因分子中的量子躍遷引起的，突變論是物理學中的量子論，基因的持久性和遺傳模式長期穩定的可能性能用量子論加以說明；染色體是遺傳的密碼本；生命以負熵為生，是從環境抽取「序」維持系統的組織；……這些觀念在當時的確是十分新奇的，也是特別引人入勝的。 在薛定諤鴻文的感召下，一批物理學家投身到生物學和遺傳學的研究洪流中，紐西蘭物理學家威爾金斯（1945年轉向）和英國物理學家克里克（1947年或1949年轉向）就是其中的二位。正是《生命是什麼》，使克里克放棄了粒子物理的研究計劃，鍾情於從未打算涉獵的生物學。它也使威爾金斯告別了物理學，熱中探究生命大分子復雜結構的奧妙。此外，美國生物學家沃森在芝加哥讀大學時，就被薛定諤的書牢牢地吸引住了，以此為契機，他立志獻身於揭開生命遺傳的奧秘。1951年，年輕的沃森來到克里克所在的卡文迪什實驗室，二人在威爾金斯等的X射線衍射分析資料的基礎上潛心求索，終於在1953年提出了DNA雙螺旋分子結構模型。這個模型成功地說明了DNA通過雙螺旋的解旋，以每條單鏈為模板合成互補鏈而復制，以及遺傳信息怎樣以長鏈上的鹼基序列的方式來編碼。就這樣，他們三人因對核酸分子結構和生物中信息傳遞的意義的發現，而榮膺1962年諾貝爾生理學或醫學獎。不僅他們，其他諾貝爾獎得主——如盧利亞、查爾加夫、本澤等——也都受到《生命是什麼》的感染，貝塔朗菲的生命系統論和普里高津的耗散結構理論也從該書中獲益匪淺。 歷史已經證明，《生命是什麼》著實是分子生物學中的《湯姆叔叔的小屋》，前者在生物學中所起的作用就像後者在解放黑奴的南北戰爭中所起的作用一樣（日本生物學家近藤原平之語）。在1991年為該書所寫的「前言」中，物理學家羅傑·彭羅斯的評價可謂深中肯綮：「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。」他認為，薛定諤是一位「具有高度獨創性和縝密思維的物理學家」，他的這本書「確實值得一讀再讀」。 仔細考察一下不難看出，薛定諤這位物理學家能夠寫出《生命是什麼》並非出於偶然，在某種程度上也許是水到渠成之舉。 首先，薛定諤從小愛好廣泛，喜歡博覽群書。在其父和朋友的影響下，他對生物學產生了濃厚興趣，是一位達爾文主義的追隨者。他早就認為進化論的基礎是因果關系而不是目的論，沒有任何諸如活力、隱德來希、直向進化力等作用於生命體的特殊自然法則，並思考了孟德爾定律和德萊弗斯的突變論與進化論兩者之間的聯系。後來作為物理學家，他還研究過生理光學問題。從物理學轉向生物學，對他來說並沒有不可逾越的專業鴻溝和心理障礙，甚至可以說是順理成章的事。

B. 生命是什麼活細胞的物理學觀

《生命是什麼？——活細胞的物理學觀 》是由湖南科學技術出版社於1973 年12月出版的圖書，作者是埃爾溫·薛定諤（奧）。
中文名
生命是什麼活細胞的物理學觀
隸屬
統計物理學
試驗
遺傳學試驗
內容
生命
一般都認為，一位科學家總是對某些學科具有深邃淵博的第一手知識，因而他是不會就他不太通曉的論題去著書立說的。這就是所謂的位高則任重。可是，為了目前寫這本書，如果我有什麼科學家的高位的話，那我懇請放棄它，並且從而免去隨之而來的重任。我的理由是：我們從祖先那裡繼承了對於統一的、無所不包的知識的強烈渴望。最高學府這個名稱使我們想起了從古到今多少世紀以來，只有普遍性才是唯一地享有盛譽的。可是，最近一百多年來，知識的各種各樣的分支在廣度和深度上的展開，卻使我們陷入了一種奇異的困境。我們清楚地感到，要想把所有已知的知識綜合成為一個統一體，我們現在還只是剛剛開始在獲得可靠的資料；可是，另一方面，一個人想要充分掌握比一個狹小的專門領域再多一點的知識，也已經是幾乎不可能的了。除非我們中間有些人敢於去著手綜合這些實事和理論，即使它們有的是第二手的和不完備的知識，而且還要敢於承擔使我們成為蠢人的風險，除此之外，我看不到再有擺脫這種困境的其他辦法了（否則，我們的真正目的將永遠達不到）。

C. 生命是什麼活細胞的物理學觀

生命是什麼活細胞的物理學觀
生命是什麼？這個古老而深刻的問題自從人類有了意識就被提出了，卻直到現在還沒終極答案。物理學家當然也從來沒有放棄過思考生命，並成功地用物理原理來解釋生命，他們是最靠近上帝的人!其中最著名的莫過於薛定諤和他的《生命是什麼》。而這篇文章也是也是受此書啟發，在這里分別從熵和量子力學簡要介紹一下有關生命的問題。
一.生命與負熵
在提及生命前首先先介紹一下負熵的概念。
我們應該都聽說過S=k lnΩ這個波爾茲曼的著名公式。其中Ω是系統的一個宏觀態包含的微觀態數，它可以用來描述宏觀態的混亂度，k是波爾茲曼常數，S是熵。也就是說熵可以度量系統的無序度，當系統趨向與宏觀平衡態時，此時系統擁有的微觀態數最大，而熵也最大，由此可得出熵增原理。而負熵，顧名思義，在熵前面加上負號，用來度量系統的有序度。
與負熵最先扯上關系的應該算是著名的「麥克斯韋妖」（可以和「薛定諤的貓」齊名）
1867年，麥克斯韋曾設想過一個能觀察到所有分子速度的小精靈把守著一個容器中間隔板上小閥門，當看到右邊的高速分子來到閥門時就打開讓高速分子進入左室，當看到左邊低速分子來到閥門時也打開讓低速分子進入右室。設想閥門無摩擦，於是一個小精靈無需做功可使左室越來越熱，右室越來越冷，從而使整個容器的熵降低了。這個小精靈被人們稱為麥克斯韋妖。當時科學家對其展開了激烈的討論，因為若這個模型成立就似乎違背了熱力學第二定律（熵增原理）。後來在1929年，希拉德分析妖精若想控制開關，必須獲得信息，而為獲得信息所付出的代價就是系統熵的產生，而這額外的熵的產生抵消了整個容器的熵的減少，總的說起來，總的熵還是增加的。此時信息表徵為負熵。信息雖然可以在很低的能量代價下傳遞，但要獲得准確信息所需的能量則因為海森堡測不準原理而多得多。（在這個模型中可以看到生命的影子，而這個麥克斯韋的妖可以看成是酶）
但真正負熵概念的引進還是要追溯到薛定諤在上世紀四十年代寫的《生命是什麼》書中。
之前當時存在一種矛盾：熱力學第二定律指出自然界的所有過程運動都將最終趨向無序化，而這與生命本身的高度有序化和已經在生物界廣為接受的進化論顯然不可調和，甚至可以說是兩個 「風馬牛不相及」的極端。
為此薛定諤提出生物有機體在吃喝、呼吸時是一個攝取「負熵」的過程，而又為了不違背熵增原理，生物有機體又不斷地排放代謝終產物和散發熱，把熵排放到環境中，而排放的熵要大於攝取的負熵，所以滿足熵增原理。
而動物在利用食物時，排泄出來的是大大降解了的東西。然而還不是徹底的降解，因為植物還能利用它（當然，對植物來說，太陽光是負熵的最有力的供應者）。
需要強調的一點是散熱這個過程不是可有可無的，而是必不可少。因為這正是我們去除生理過程中不斷產生的剩餘熵的方式。因此，溫血動物的體溫較高有利於以較快的速率排除熵，因而能產生更強烈的生命過程。（現在已經知道這和酶的活性有關，酶在這個溫度效率最高）

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書名：生命是什麼

作者：[奧] 埃爾溫·薛定諤

譯者：張卜天

豆瓣評分：9.3

出版社：商務印書館

出版年份：2018-10

頁數：97

內容簡介：

作者埃爾溫·薛定諤（1887—1961），奧地利著名物理學家，量子力學的奠基人之一，曾於1933 年獲諾貝爾物理學獎。《生命是什麼？》是二十世紀最有影響的科學經典著作之一。書中以純物理的觀念對生物體遺傳現象的本質進行了簡要探討並提出了一些深刻觀點。這些思想對DNA的雙螺旋結構的發現者沃森和克里克等後來的研究者產生了很大影響。從現在的觀念來看，書中有些觀點並非完全正確和完善，但考慮到生命現象的極端復雜性，如果從還原論的角度來研究生命現象，那麼本書的思維模式（尤其是提問的方式）無疑是這方面的典範。

作者簡介：

埃爾溫·薛定諤，奧地利著名物理學家，與P.A.M.狄拉克同獲1933 年諾貝爾物理學獎。概率波動力學的創始人。主要研究有關熱學的統計理論問題，寫出了有關氣體和反應動力學、振動、點陣振動（及其對內能的貢獻）的熱力學以及統計等方面的論文。他還研究過色覺理論，他對有關紅綠色盲和藍黃色盲頻率之間的關系的解釋為生理學家們所接受。 薛定諤曾先後發表了《生命是什麼》《科學與人文主義》，《自然與希臘人》，《科學理論與人》，《心與物》，《我的世界觀》和去世後出版的《自然規律是什麼》等哲學論著和文集，甚至一度設想過在教書之餘，以哲學為主要興趣，以至於被當代著名物理學家西蒙尼認為「是我們世紀的物理學家中最為引人注目的哲學家」。

張卜天，北京大學科學哲學博士，國內傑出的中青年翻譯家，譯有著作40餘部。

E. 薛定諤所整理的《生命是什麼——活細胞的物理學觀》一書主要講述的是什麼

1943年2月5日，薛定諤在愛爾蘭都柏林三—學院開始了題為「生命是什麼」的系列通俗講座。1944年，他把講稿整理成一本不到100頁的小冊子《生命是什麼——活細胞的物理學觀》。書中說講述的是提出用物理學、化學的理論方法研究生物學。

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書名：生命是什麼

豆瓣評分：8.7

作者:埃爾溫•薛定諤

出版社:湖南科學技術出版社

副標題:生命是什麼

譯者:羅來歐/羅遼復

出版年:2007-4-1

頁數:190

內容簡介

科學，特別是自然科學，最重要的目標之一，就是追尋科學本身的原動力，或曰追尋其第一推動。同時，科學的這種追求精神本身，又成為社會發展和人類進步的一種最基本的推動。

科學總是尋求發現和了解客觀世界的新現象，研究和掌握新規律，總是在不懈地追求真理。科學是認真的、嚴謹的、實事求是的，同時，科學又是創造的。科學的最基本態度之一就是疑問，科學的最基本精神之一就是批判。

諾貝爾獎獲得者埃爾溫·薛定諤的《生命是什麼》是20世紀的偉大科學經典之一它是為門外漢寫的通俗作品，然而事實證明它已成為分子生物誕生和隨後DNA發現的激勵者和推動者，本書把《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定諤的自傳。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。

作者簡介

埃爾溫·薛定諤（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。薛定諤生活在這個時代，1926年他提出了波動力學，是量子力學的標准形式之一。薛定諤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准備。