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物理学中什么是生命

发布时间:2022-09-27 21:23:09

‘壹’ 生命是什么

生命是什么?这个古老而深刻的问题自从人类有了意识就被提出了,却直到现在还没终极答案。物理学家当然也从来没有放弃过思考生命,并成功地用物理原理来解释生命,他们是最靠近上帝的人!其中最着名的莫过于薛定谔和他的《生命是什么》。而这篇文章也是也是受此书启发,在这里分别从熵和量子力学简要介绍一下有关生命的问题。
一.生命与负熵
在提及生命前首先先介绍一下负熵的概念。
我们应该都听说过S=k lnΩ这个波尔兹曼的着名公式。其中Ω是系统的一个宏观态包含的微观态数,它可以用来描述宏观态的混乱度,k是波尔兹曼常数,S是熵。也就是说熵可以度量系统的无序度,当系统趋向与宏观平衡态时,此时系统拥有的微观态数最大,而熵也最大,由此可得出熵增原理。而负熵,顾名思义,在熵前面加上负号,用来度量系统的有序度。
与负熵最先扯上关系的应该算是着名的“麦克斯韦妖”(可以和“薛定谔的猫”齐名)
1867年,麦克斯韦曾设想过一个能观察到所有分子速度的小精灵把守着一个容器中间隔板上小阀门,当看到右边的高速分子来到阀门时就打开让高速分子进入左室,当看到左边低速分子来到阀门时也打开让低速分子进入右室。设想阀门无摩擦,于是一个小精灵无需做功可使左室越来越热,右室越来越冷,从而使整个容器的熵降低了。这个小精灵被人们称为麦克斯韦妖。当时科学家对其展开了激烈的讨论,因为若这个模型成立就似乎违背了热力学第二定律(熵增原理)。后来在1929年,希拉德分析妖精若想控制开关,必须获得信息,而为获得信息所付出的代价就是系统熵的产生,而这额外的熵的产生抵消了整个容器的熵的减少,总的说起来,总的熵还是增加的。此时信息表征为负熵。信息虽然可以在很低的能量代价下传递,但要获得准确信息所需的能量则因为海森堡测不准原理而多得多。(在这个模型中可以看到生命的影子,而这个麦克斯韦的妖可以看成是酶)
但真正负熵概念的引进还是要追溯到薛定谔在上世纪四十年代写的《生命是什么》书中。
之前当时存在一种矛盾:热力学第二定律指出自然界的所有过程运动都将最终趋向无序化,而这与生命本身的高度有序化和已经在生物界广为接受的进化论显然不可调和,甚至可以说是两个 “风马牛不相及”的极端。
为此薛定谔提出生物有机体在吃喝、呼吸时是一个摄取“负熵”的过程,而又为了不违背熵增原理,生物有机体又不断地排放代谢终产物和散发热,把熵排放到环境中,而排放的熵要大于摄取的负熵,所以满足熵增原理。
而动物在利用食物时,排泄出来的是大大降解了的东西。然而还不是彻底的降解,因为植物还能利用它(当然,对植物来说,太阳光是负熵的最有力的供应者)。
需要强调的一点是散热这个过程不是可有可无的,而是必不可少。因为这正是我们去除生理过程中不断产生的剩余熵的方式。因此,温血动物的体温较高有利于以较快的速率排除熵,因而能产生更强烈的生命过程。(现在已经知道这和酶的活性有关,酶在这个温度效率最高)
综上则生命“以负熵为生”,从环境中抽取“序”来维持系统的组织。
但是他的理论还是只说明结果,却并不能解释过程,或者说还缺少一个动力学结构来解释生命。
生命的进化历程:从第一个单细胞无氧生命的诞生,到如今的生物多样性发展;从原生生物简单的趋避现象到现在人类高度发达的智力文明,这生命的进化历程显然是一个不断走向有序的不可逆过程。但为什么生命“以负熵为生”,从环境中抽取“序”来维持系统的组织便能推出这个过程呢?
因此之后普里高津提出耗散结构理论。普里高津在研究偏离平衡态热力学系统时发现,当系统离开平衡态的参数达到一定阈值时,系统将会出现“行为临界点”,在越过这种临界点后系统将离开原来的热力学无序分支,发生突变而进入一个全新的稳定有序状态;若将系统推离平衡态更远的地方,系统可能演化出更多新的稳定有序结构。然后,他就把这种结构称为“耗散结构”。普里高津提出系统形成有序结构需要的条件:
(1) 系统必须开放
即系统必须与外界进行物质、能量交换。
(2) 远离平衡态
开放系统在外界作用下离开平衡态,开放逐渐加大,外界对系统的影响逐渐变强,将系统逐渐从近平衡态推向远离平衡的非线性区,只有这时,才有可能形成有序结构,否则即使开放,也无济于事。
(3) 非线性作用
组成系统的子系统之间存在着非线性相互作用。正因为这样,子系统形成系统时,会涌现出新的性质。
关于非线性的放大机制的解释可以用右图解释。一个很小的
ΔX可以经过一级非线性放大成相对大得多的ΔY,而经过多级放大,一个很小的作用可以最终产生决定性的后果,也就是“蝴蝶效应”(南美的一只蝴蝶煽动一下翅膀引起了美国的一场飓风)
(4) 涨落
涨落是指对系统稳定状态的偏离,它是实际存在的一切系统的固有特征。在平衡态和近平衡态,涨落是一种破坏稳定有序的干扰,但在远离平衡态的条件下,非线性作用对随机的小涨落有可能迅速放大,使系统由不稳定状态跃迁到一个新的有序状态,从而形成耗散结构。
偏离平衡态的开放系统通过涨落,在越过临界点后“自组织”成耗散结构,耗散结构由突变而涌现,其状态是稳定的。
而地球上的生命体都是远离平衡态的不平衡的开放系统,它们通过与外界不断的进行物质和能量交换,经自组织而形成一系列的有序结构。可以认为这就是解释生命过程的热力学现象和生物的进化的热力学理论之一。
这里存在一个“自组织”的概念。(其实耗散理论是其中一个部分)德国理论物理学家H. Haken认为,从组织的进化形式来看,可以把它分为两类:他组织和自组织。如果一个系统靠外部指令而形成组织,就是他组织;如果不存在外部指令,系统按照相互默契的某种规则,各尽其责而又协调地自动地形成有序结构,就是自组织。从热力学的观点来说,“自组织”是指一个系统通过与外界交换物质、能量和信息,而不断地降低自身的熵含量,提高其有序度的过程; 从统计力学的观点来说,“自组织”是指一个系统自发地从最可几率状态向几率较低状态的方向迁移的过程; 从进化论的观点来说,“自组织”是指一个系统在“遗传”、“变异”和“优胜劣汰”机制的作用下,其组织结构和运行模式不断地自我完善,从而不断提高其对于环境的适应能力的过程。
自组织系统在自然界中不象无机物质那样,听凭环境因素的作用、自发地发生变化,而是按照内在机制规定的方向进行物质和能量运动的,这就是保存和发展自身。自组织系统既然具有保存和发展自身的趋向,而又生活在一个变动不居的既有有利因素、又有不利因素的环境里,因此它在生存、发展中需要关于环境的信息,借以调整自己的行动而适应环境的变化。自组织系统就是借助于信息的指导作用,使自身在和环境的相互作用中从无序走向有序、从低序走向高序的。
在此我们再次看到了前面在麦克斯韦妖中提到的信息的概念,也可以说负熵在这里已经上升为信息,而我们现在正处在信息时代,信息的概念已经渗透到我们的日常生活之中。而物理原理是研究理想化的物质模型,之后再发展的理论因其复杂性便隶属于信息学,不再归物理范畴,可却能看到其诞生中的物理的影子。

2.生命与量子力学
这里量子力学主要和遗传物质相联系。
众所周之,生命中的一个重要特征就是遗传变异。这个特征决定了生命必须拥有一种的遗传物质,它既能够足够稳定地精确保存其绝大部分的遗传信息,又能在特殊的环境下产生变异来应对变化使生命特征得以延续。
而根据传统经典统计力学,可以推出一个有机体为了使它的内在生命以及它同外部世界的相互作用,都能为精确的定律所描述,它就必须有一个相当巨大的结构。因为传统经典统计力学,关于物理学定律的不确定度的期望值满足所谓的√n定律。比如若告诉你某气体在一定的压强和温度下具有一定的密度,比如说一定的体积内正好有n个气体分子,那么你可以确信,若能在某一瞬间进行检验,将会发现这个说法是不准确的。偏差的量级,若n=1oo,则为10,相对误差为10%,而n=1000 000,偏差大约为1 000,误差为0.1%。所以物理学和物理化学的相对不准确性总是可能发生在1/√n的相对误差范围之内。
可有机体内许多极其小的原子团,小到不足以显示精确的统计学定律。(比如一个基因结构包含1000或还要少个原子,用类似√n定律来算,则变异概率高达到3%这是不可能的)而它们在极有秩序和极有规律的事件中确实起着支配作用,它们控制着有机体在发育过程中获得的、可观察的大尺度性状,决定了有机体发挥功能的重要特征;在所有这些情况下,都显示了十分确定而严格的生物学定律。此时统计物理学似乎很难协调地来解释这方面事实,可以说陷入困境了,但量子理论可以提供解释。更确切的说,遗传机制是建立在量子论基础上的。
量子论的最大启示是在“大自然之书”中发现了不连续特点,并由此提出了能级的概念。而从一种不连续的状态转变为另一种,则称之为“量子跃迁”。
在给定的一组原子的若干个不连续状态中,不一定有但其中可能有是原子核彼此靠拢的最低能级,此时,原子组成了分子。需要着重指出的是分子必须具有一定的稳定性;除非外界供给给它以“泵浦”到邻近的较高能级所需的能量差额,否则构型不会改变。因此,这种数量十分确定的能级差定量地决定了分子的稳定程度。
下面只考虑不同温度下的分子稳定性,这是生物学问题中最感兴趣的一点。假定我们的原则系统一开始处在它的最低能级状态,物理学家把这个系统称为绝对零度下的分子。要把它提高到相邻的较高的状态或能级,就需要供给一定的能量。最简单的方式是给分子“加热”。把它带进一个高温环境(“热浴”),让周围的系统(原子、分子)冲击它。考虑到热运动的极度不规则性,不存在预感确定的、立即产生“泵浦”的、截然分明的温度界限。更确切的说,在任何温度下(只要不是绝对零度),都有出现“泵浦”的机会,这种机会是有大有小的,而且是随着“热浴”的温度而增加。表达这种机会的最佳的方式是,指出为了发生“泵浦”必须等待的平均时间,即“期待时间”。
而“期待时间”主要取决与两种能量之比,一种是为了“泵浦”而需要的能量差额(用W表示),另一种是描述有关温度下的热运动强度特性的量(称为特征能量kT,用T表示绝对温度,k表示波尔兹曼常数)。可以用数学表达式表示t=τexp(W/kT),期待时间t是通过指数函数的关系依赖与比值W/kT的,τ是10^(-10)或10^(-11)秒这么小的常数(代表这个时间内系统里发生的振动周期的数量级)。由于是指数形式,比值W:KT的相当小的变化,会大大地影响期待时间。例如w是kT的30倍,期待时间可能短到1/10秒;但当w是KT的50倍时,期待时间将延长到16个月;而当w是kT的60倍是期待时间将延长到3万年!
但在一些情况下,两个能级之间的自由通路被堵塞了,谈不上供给所需要的能量产生跃迁了;事实上,即使从比较高的状态到比较低的状态的通路也可能被堵塞了。
比如化学中的同分异构体,且分子愈大,同分异构体也愈多(有机化学中尤其典型)两个同分异构体的所有的物理常数和化学常数都是明显不同的。它们的能量也不同,代表了“不同的能级”。
而这种理论恰好可以解释基因遗传结构的特征。由振动能的偶然涨落所产生的分子某个部分构型的异构变化,实际上是非常罕见的事件,这就很好地解释了统计力学难以解释的基因结构的稳定性。而罕见的事件又对应与一次自发突变。因此,从量子力学出发,我们解释了关于突变的最惊人的事实。且突变是不出现中间形式的、跳跃式的变异。
再检验突变可能性公式:t=τexp(W/kT)(t是阈能W的突变的期待时间)可由此得出温度上升则期待时间减少,突变可能性增加。实际的动物实验比如果蝇实验证明这种可能性随温度上升提高得很明显(对于T+10和T的t的比值大约在1/2到1/5之间,也就是突变的可能性增加约两倍至五倍不等的差异)
而这种理论也解释了为什么X射线能诱发突变,用X射线照射亲代,可使后代中出现突变的百分比,也就是突变率,比很低的自然突变率增高好多倍,且突变率与射线的剂量严格地成正比例。因为克服阈值的能量一定是由爆炸式的过程(电离或激发过程)供给的。且X射线的电离作用或类似的过程恰好能克服阈值的能量,所以可以显着地提高突变率。
总的来说, 量子力学存在的能级概念是DNA等遗传物质变得相对稳定,要改变其结构须跨越一个势垒,于是出现突变的几率足够小,使物种得以在繁衍中缓慢进化。
结语
的确,世界是物质的,所以物理无处不在。对于神秘的生命,物理原理肯定远远不仅这些,而我所说的又只是已有理论的凤毛麟角罢了,深怕乱放阙词,所以便以“生命中的一些物理原理”作为题了。相信物理学家在生命科学以及任何其他学科的的研究中一定能写出最终回答“生命是什么?”的文章,到时候用什么标题应该都不为过了吧!

‘贰’ 请问用物理学怎么来解释生命

同学我告诉你吧,生命的本质不能用物理方程解决。 因为生命是一个系统,系统中各要素不是孤立地存在着,每个要素在系统中都处于一定的位置上,起着特定的作用。要素之间相互关联,构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素,如果将要素从系统整体中割离出来,它将失去要素的作用。正象人手在人体中它是劳动的器官,一旦将手从人体中砍下来,那时它将不再是劳动的器官了一样。 倘若你把生命分解成物理成分,然后用物理方程来研究的话,那么你研究的就不是生命了。部分有部分的属性,整体有整体的属性。 你的观点属于还原论,在自然哲学上早就落后了。 很不错哦,你可以试下
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‘叁’ 生命是什么薛定谔

薛定谔提出的量子力学基本方程 。建立于 1926年。它是一个非相对论的波动方程。它反映了描述微观粒子的状态随时间变化的规律,它在量子力学中的地位相当于牛顿定律对于经典力学一样,是量子力学的基本假设之一。设描述微观粒子状态的波函数为Ψ(r,t),质量为m的微观粒子在势场U(r,t)中运动的薛定谔方程为。在给定初始条件和边界条件以及波函数所满足的单值、有限、连续的条件下,可解出波函数Ψ(r,t)。由此可计算粒子的分布概率和任何可能实验的平均值(期望值)。当势函数U不依赖于时间t时,粒子具有确定的能量,粒子的状态称为定态。定态时的波函数可写成式中Ψ(r)称为定态波函数,满足定态薛定谔方程,这一方程在数学上称为本征方程,式中E为本征值,是定态能量,Ψ(r)又称为属于本征值E的本征函数。
量子力学中求解粒子问题常归结为解薛定谔方程或定态薛定谔方程。薛定谔方程广泛地用于原子物理、核物理和固体物理,对于原子、分子、核、固体等一系列问题中求解的结果都与实际符合得很好。
薛定谔方程仅适用于速度不太大的非相对论粒子,其中也没有包含关于粒子自旋的描述。当计及相对论效应时,薛定谔方程由相对论量子力学方程所取代,其中自然包含了粒子的自旋。

‘肆’ 什么是生命

生命泛指有机物和水构成的一个或多个细胞组成的一类具有稳定的物质和能量代谢现象(能够稳定地从外界获取物质和能量并将体内产生的废物和多余的热量排放到外界)、能回应刺激、能进行自我复制(繁殖)的半开放物质系统。生命个体通常都要经历出生、成长和死亡。生命种群则在一代代个体的更替中经过自然选择发生进化以适应环境。病毒在有寄主可寄生的时候,会表现出生命现象;但在没有寄主可寄生的时候,不会表现生命现象,所以病毒是介于生命与无生命之间的一种奇妙的生物。
生命概论
生命就是物质系统。目前主要分为二大类:一是无机生命如一粒光子、一台电脑、一颗星;二是有生命
机生命如细胞、动物、植物。有机生命是地球这样的星体环境中所特有的,以水为载体组成的具有自行吐故纳新、精度复制、温和分裂等能力,不可逆转但总是持续不停地重复着或延续着这些能力的物质系统。根据人类的约定俗成,有机生命简称为生命。一般人不难区分什么东西是有生命的,什么东西是没有说生命的。但给生命下一个科学的定义却是千百年来一个困难的问题,至今没有完全解决。这个问题直接关系这对人类自身的理解。
编辑本段问题的复杂性
生命是生物体所显现的种种现象的总的抽象观念。从古至今随着人们对这些现象的逐步理解,生命的概念也在不断的改变。现代常用的定义即生命是生物体所表现的自身繁殖、生长发育、‘新陈代谢’(与环境进行物质和能量交换)。遗传变异以及对刺激的反应等复合现象。但这些复合现象中任一单一现象都不是生物所特有的。从“物质和能量交换”来说,为生命的火焰不断把燃料变成其他物质,进行着剧烈的物质和能量交换,在有足够的燃料供应情况下,它也会“繁殖”,但人们并不认为他有生命。相反在适当条件下保存着的‘种子’(如古莲子)在一个长时间内可以没有物质和能量交换, 但仍然具有生命,因为环境适宜它就会萌发。“生长”也是一样,无机的形体在形成时候(如水结冰),就有一个生长的过程;相反,有一些生命体由于生殖系统的先天缺陷也不能繁殖(如骡子)。至于说到外界刺激会引起反映这一点,自从有了机器,特别如计算机以后,那也就不能认为是生命所特有的性质了。
编辑本段古代思想家对生命的看法
古希腊的哲学家倾向于把一切尚不了解的产生运动的原因称之为“力”。以后的学者们就借用了这个“力”的概念,研究了各种运动,如物理学中的“引力”、“电磁力”,化学中的“亲和力”等。他们的研究取得了很多成果,但至今还没有弄清楚古希腊哲学家很早就提出了所谓“活力”或“生命力”是什么。中国古代的哲学家倾向把尙不了解的产生运动的原因归之为“气”生命被看做是“气”的活动。例如,“人之生也,气之聚也,聚则为生,散则为死。.....故曰通天下一气耳”“气”也是不明确的概念,不同的学者有很不同的解释如:“人之生,其犹冰也,水凝而为冰,气积而为人。”这里把生命的形成比作结冰的过程,也有把生命比作火的。,如:“人含气而生,精尽而死,死犹撕,灭也。譬如光焉,薪尽而火灭,则无光矣。故灭火之余,无遗炎矣;人死之后,无遗魂矣。”这种观点则强调生命是一个无知的代谢过程。正因如此,所以中国古代哲学家把生命看作一个物质运动过程,常把生与死连起来讨论,这也是中国哲学家的思想特点,例如“有血脉之类,无有不生,无生不死,以其生,故知其死也”把生命看作与死亡对立的。
编辑本段现代的几种生命观
根据生命形态的表现特征所归纳的生命定义 现代科学出现后,人们就对自然现象分门别类地研究,各门科学从不同的角度来研究生命,因此看法也不尽相同。20世纪50年代以前,人们从所有生命形态的共同表面特征归纳出一个“生命”的定义认为:生命是一个具有与环境进行物质和能量交换(即新陈代谢)、生长繁殖、遗传变异和对刺激作出反应的特性物质系统。这种类型的定义,描述了生命活动的一搬特征,具有一定的认识价值。但是随着科学的发展,愈来愈觉得这种定义有很大的局限性。因为所有的这些特征都可以有一些例外。 从生命物质微观构成的共性来概括生命定义 根据分子生物学的研究,人们对构成生命活动的基本物质有了比较详细的了解。生命体的形状、大小和结构可以千差万别,但他们都是由脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和蛋白质等大分子为骨架构成的。 DNA是由四种不同的叫做脱氧核苷酸的小分子(单体)按一定排列次序组成的一条非常长的分子链。列如大肠杆菌的 DNA就是有约两万个脱氧核苷酸分子组成的长链。在各种不同形式的生命体中,DNA相当于同样的字母写出的长短不同、排列次序不同、因而意义也不同的书。RNA也是有四种不同的叫做脱氧核糖核苷酸的单体连接而成的分子链。其情况与DNA相似,但链较短。各种不同形式的生命体重有着各式各样长短不一的 RNA蛋白质是由20种不同的氨基酸单体按照一定次序连接起来长链分子,各种不同的生命体中具有各式各样的单体排列次序的长短不同的蛋白质链,链的折叠、卷曲形状也不同。总之各种生物的DNA、RNA和蛋白质都分别由四个脱氧核苷酸、四种脱氧核糖核苷酸和20种氨基酸单体组成,也就是说它们都是由通用的“元件”组成的。这些核酸、蛋白质在各种生物的生命活动中所起的作用也基本相同。 由于DNA可以自身复制,因而使生命物质具有繁殖和遗传的能力;由于DNA能通过转录和翻译决定RNA及蛋白质的结构,从而控制了生物的形态结构和生理功能;而复制、转录及翻译这些过程又都需有蛋白质酶及RNA参与。这样,就有了一个分子生物学的生命定义:生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作用产生的。可以不断的繁殖的物质反馈循环系统。这种说法是对生命物质的微观结构及其运动过程的描述。他概括了分子生物学的一些重要的理论突破,但仍然有一些界限不清楚的地方。自然界有一列东西称为病毒,病毒是由核酸链和蛋白质外壳构成,单独存在时,好像一种纯粹的化学物质,并可结晶;但一旦进入了活的特定的宿主细胞中,就可利用宿主细胞内单体和能量的供应,以及复制、转录和翻译的“机器”自我繁殖。近来又发现一些被称为质粒的物质。它更为简单,只是一些裸露的环状核酸,但可以进入活得细胞中间,利用活细胞内的复制“机器”自我繁殖。此外,类病毒也有类似的情况。这些物质是肉具有生命,目前还有争论。有人认为,只要能控制自身繁殖和遗传变异并对进化力量独立做出反应的都应称之为生命。如果这样讲,那么病毒,噬菌体、质粒和病毒之类的东西就都可划为生命体必能能够独立自主地复制。转录。翻译和一共单体及所需的能源,而病毒、类病毒和质粒之类的东西是一种不完整的生命形态,它们都是寄生的,不能独立存在。但后一种观点也不能成为明确的生命定义的划分界限。因为生命体从来就不是一个孤立的存在物,它与周围环境以及与其他生命都有着不可分割的联系。这就使得什么是独立生活、什么什么事寄生生活失去了明确的意义。因此还需要从宏观的角度、也就是从生态学去研究生命观。 生态学的生命观 就已知的事实看,太阳系内,生命活动只见于地球的生物圈——由高约离地表20公里的大气层(当然不包括航天器中的生命),直至地表十几公里的深处,这一相对来说不厚的空间构成。在生物圈内有的生命具有叶绿素,可进行光合作用,大部分植物、蓝藻和部分细菌属于这类生命。还有一些生物没有叶绿素、不进行光合作用,必须依靠摄取自养生物活或其他生物为食而生存,称为异养生物。真菌、动物(包括人在内),以及大部分细菌属于这类生命体。生物圈中的无机物质,通过了自养生物的光合作用,进入了生物体,以后部分通过自养生自身的代谢活动而回到无机世界;部分为异样生物所摄取,通过代谢活动(包括呼吸、排泄等)又回到了无机世界。而大部分植物秸秆和动物尸体最后都经腐生生物(异养生物)的降解作用而返回无机世界。这样就形成了生物圈内的物质运动循环。这种循环运动都是单方的进行,不可逆转在这个循环运动中少了哪个一环或那一个环不畅通,都会影响到整个生物界。没有自养生物或自养生物不足,异养生物当然难以生存;但只有自养生物,没有异养生物,大量有机物质积累后不能解释,也不会阻塞自养生物继续生存的道路。 从物质的简单形势来看,例如在大气中的以二氧化碳形式存在的碳元素,经过自养生物的光合作用,与水化合成糖类进入生命体内,部分经过自养生物自身的呼吸作用,从新成为二氧化碳回到大气中,。其他部分有被各种异养生物所利用,通过它们的呼吸作用,回到无机世界。这样就形成了一个碳元素的循环。这个碳元素循环再生命中还必须与其他很多元素(如氢、氧、氮、磷、硫等)的循环通过化学反应藕合起来,同时也推动了这些元素的空间进行循环运动,不仅在宏观的生物圈中存在,同时在生物体的微观运动中也是存在的。生态学把生命看作是上述生物圈中种种不可能的逆物质循环过程的中心环节。但它近描述了生命外部条件极其所处的地方,却未指明生命本身的质的特点。 生物物理学的生命观 着重从物质运动的一般规律上指明生命特征。 有序和熵 物质和能量是守恒的,地球与外界没有物质交换只有从太阳辐射得到能量,而又反射和辐射到太空之中。太阳辐射到地球上的能量以地球反射和辐射到太空中的能量相等。尽管地球的物质和能量都没有显着的变化,但地球上各种元素由于太阳辐射发生不同反应就可以产生不同程度和不同方式的运动,即产生了上述的各种循环运动。这些运动导致了地球上物质的不均匀分布。因太阳辐射所造成的能量流动对地球的影响在一个长时期内的是稳定的、有节奏的和有规律的。所以,地球上物质分布的不均匀也是有节奏和有规律的。这就产生了地球上物质分布和运动的有序状态。热力学第二定律用一个叫做“熵”的函数来衡量一个系统的均匀程度。一个孤立系统,即与外界没有物质和能量交换的系统,运动总使熵增加。当熵达到极大值时,宏观物质运动就会停止,成为热力学平衡。此时系统处于均匀的、无序状态。地球不是一个孤立系统,而是一个闭系,即与外界只有能量交换而无物质交换系统。它受到太阳辐射的能量,同时他又向太空反射和辐射能量。太阳辐射出来的能量是太阳表面呈高温状态(约5800℃)根据熵的定义,它属于相对低熵形势。而地球向太阳辐射的能量,由于地球表面温度远低于太阳,故处于相对高熵形式,因此有这样一个公式:
这里S代表熵,dS/dt代表熵随时间的变化率。Q代表能量,dQ/dt是能量随时间的变化率。T太阳和T地球代表太阳表面温度和地球表面温度。这个公式小于0表示在太阳转化过程中,地球的熵在下降。地球上的物质和能量由此处于不均匀和有序状态。 获得生命是个开放系统 它与外界不仅有能量的变换,而且有物质交换。生命体实际上是从环境中取得以食物形式存在的高熵状态的物质和能量,把它们转化为了低熵状态并把废物排出体外,从而保持自身的熵处于比环境更低的水平,也就是维持着自身的有序状态。生命体的有序性从分子水平看就很明显。他们的大门子如核酸、蛋白质在各种细胞中都有一定的排列顺序,以至一个生态系统都有一定的空间结构。有序性不但表现在空间分布上,也表现在生命体活动的规律上。他们都有一定的特性:生长、发育、生殖、衰老、死亡、以及对外界刺激作出有规律的反应等。从热力学的观点来看,这些现象都出自太阳辐射的推动,但只有地球上有生命活动。生命的出现必然还有它自身的因素。 机械论与生机论 对生命的起源于自住性问题即生命的本质问题,长期以来存在着争论。机械论有时也被称为还原论;认为生命现象可以用物理科学的规律加以阐明,高级复杂的规律可以还原为比较简单、跟为基本的规律。机械论把生命看作是一种机器,并且在不起采取不同的表达形式。16、17世纪钟表机械很时髦,有人认为微生物无非是像钟表那样的机器;19实际发明了蒸汽机,又有人认为生物不过是个热机
编辑本段哲学定义
生命的哲学定义:生命是生物的组成部分,是生物具有的生存发展性质和能力,是生物的生长、繁殖、代谢、应激、进化、运动、行为表现出来的生存发展意识,是人类通过认识实践活动从生物中发现、界定、彰显、抽取出来的具体事物和抽象事物。生命
生命的本质 生命是条件产物,从出生到成长,到衰老,死亡, 整个过程的完成都时时伴随着各种条件,有些条件具备延续生命则为福,有些条件具备结束生命则为祸。生命于自然,社会中就处于自我选择,自然选择,社会选择。 人的生命是指有意识得存在,生命具有感情,生命的由来是伟大富有精神意义的,对人类具有重要作用。作为人来说,不仅要有信念,精神,意志,更重要的是怀有对生命的敬意与感怀,认同生命,使它灿烂无比。人能认同生命更能用爱对待他人,也不会出现对于社会的犯罪心理。所以认同生命并爱它是极为重要的自爱表现。 生物是具有生命、生存意识、生存性能的自然物体。生命和生物既相互对立又相互统一,生命、生存发展性能、生存发展意识是生物具有的本质、属性、规定和规律,是生物的组成部分和组成元素。 生物是非生物长期运动变化产生的结果。自然事物普遍具有相互作用相互影响的性质和能力,当一个非生物经过长期复杂的相互作用、相互影响的过程,逐步形成了自主的生存发展性质和能力,形成了自主的生存发展意识的时候,一个具有生命的生物就产生了。 生命、自主生存性能、自主生存意识是特殊形式的自然规律和自然意识。意识是自然事物具有的存在、运动、变化的性能、趋势和规律。生物是自然规律、自然意识和物组成的统一体,是包含存在、运动、变化性能、趋势、规律,包含生存意识的自然事物。 生物的生长、发育、繁殖、代谢、应激、运动、行为是生命、生存发展性能、生存意识的表现形式。我们通过观察一个自然物体的存在和表现形式,就可以判断出这个物体是否具有生命,是否具有自主的生生命
存发展性质和能力,是否具有自主的生存发展意识,是生物还是非生物。 生命是具体事物和抽象事物组成的对立统一体。 生命是生物的组成部分和组成元素,是人通过认识实践活动从一般生物和个别生物中发现、界定和抽取出来的,包含两个对立组成部分的抽象事物。 生命首先是人通过认识实践活动从各种生物中的发现、界定、彰显、抽取出来的共性规定。生命其次是人通过认识实践活动从个别生物中的发现、界定、彰显、抽取出来的个性规定。 经验告诉我们,虽然不同的生物个体都具有共同的自主生存性质和生存意识,但是不同生物个体所具有的自主生存能力是不同的,不同生物所具有的生命活力、不同生物个体所具有的生命都具有特殊性。 世界上既不存在两个完全相同或完全不同的事物、两片完全相同或完全不同的雪花,也不存在两个完全相同或完全不同的生命。 生命是生物共同具有的生存发展性质和分别具有的生存发展能力综合组成的事物,是普遍性规定和特殊性规定组成的对立统一体。 生命既是依存在生物中作为生物组成部分或元素存在的抽象事物,也是有自身多种规定组成的独立整体,是有别于生物及其它事物、相对独立存在的具体事物。 时间、空间、价值是一切事物具有的一般规定和内容,也是生命具有的一般规定和内容。任何事物都是处在一定时空之中的事物,都具有相互作用相互影响的性能,都是对人类的生存发展具有价值的事物。任何生命都是处在一定时空之中的生命,都是对人类生存发展具有一定价值、一定意义的生命。 个人生命的价值和意义是有差别的,一个人只要努力奋斗、顽强拼搏就能充分发挥和展现自己生命的价值和意义。 生命是一个事物,是一个对立统一体或矛盾体。生命是生物的组成部分和组成元素,是世界大家庭里生命
的一个成员,是具体事物和抽象事物、特殊性规定和普遍性规定、时间和空间、正价值和负价值组成的对立统一体或矛盾体。 人们对生命的认识经历了漫长的历史过程,从不同学科给生命下了各种各样的定义,但是这些定义都是有缺陷、有错误的定义。 恩格斯关于生命的定义:生命是蛋白体的存在形式,这个存在形式的基本因素在于和它周围外部自然界不断地新陈代谢,而且这种新陈代谢一旦停止,生命就随之停止,结果便是蛋白质的分解。 恩格斯的生命定义不符合生命是生物的生存性能或生存意识的客观实际,把生命错误地表述为蛋白体的存在方式,表述为蛋白体(生物体)的新陈代谢运动,没有认识到生命同生物的新陈代谢、生长、繁殖、应激、行为的差别,没有认识到新陈代谢同生物的生长、发育、繁殖、应激、行为都不是生物的生存性能、生存意识,而仅仅是生命、生存意识、生存性能的具体存在和表现形式。 现代生物学给生命下的定义:生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。 现代生物学的这个生命定义把生命表述为生物的复合现象,表述为生物的生长、代谢、变异、应激等行为,抹杀了生命和生物现象、生物行为的差别,混淆了生命和生物现象、生物行为的概念,同恩格斯的生命定义具有相同的缺陷和错误,不符合生命的客观实际,违背了认识的逻辑规律。 分子生物学给生命下的定义:生命是有核酸和蛋白质等物质组成的分子体系,它具有不断繁殖后代以及对外界产生反应的能力。 分子生物学的这个生命定义把生命表述为分子体系,表述为具有繁殖、应激反应能力的分子体系。这个定义根本不是生命的定义,而是关于生物的定义、关于分子体系的定义,把生命和生物完全混为一体,真是好难得的糊涂。
编辑本段恩格斯关于生命的定义
恩格斯在《反杜林论》中给生命下了一个定义:生命是蛋白体的存在形式,这个存在形式的基本因素在于和它周围外部自然界不断地新陈代谢,而且这种新陈代谢一旦停止,生命就随之停止,结果便是蛋白质的分解。 恩格斯的这个定义是在批判杜林的生命定义的基础上提出来的。杜林曾把生命定义为细胞的新陈代谢活动。恩格斯认为,高级的生物确是由简单的类型“细胞”组成的,但有低于细胞的生物,它们和高级的生命
生物相联系,只是因为它们的基本组成部分是蛋白质,从而它们执行着蛋白质的职能——生和死。 恩格斯的生命定义是和他关于物质的运动形式的思想是统一的。恩格斯认为自然界存在五种运动形式:即机械运动、物理运动、化学运动、生命运动和社会运动。这五种运动形式从历史的角度看,反映了自然界演化发展的顺序,每一种后面的运动形式都是由前面的运动形式演化来的。不同的运动形式有不同的物质承担者,有不同的运动规律,高级的运动形式包含低级的运动形式。生命运动是一种高级的运动,它是由化学运动发展而来的,它的物质承担者及其运动规律都不同于化学运动,但生命运动包含化学运动。恩格斯当时非常强调自然界的连续性。如果把生命定义为细胞结构之上的活动,就难以解释生命的起源问题。恩格斯特别重视从无机界到有机界的辩证发展过程,所以恩格斯选择了蛋白体作为生命活动的物质。 恩格斯所理解的蛋白体和现在所说的蛋白质是不同的。他说:“在这里,蛋白体是按照现代化学的意义来理解的,现代化学把构造上类似普通蛋白或者也称为蛋白质的一切东西都包含在蛋白体这一概念之内,这个名称是不恰当的,因为普通蛋白在一切和它相近的物质中,是最没有生命的,起着最被动的作用,它和蛋类一起仅仅是胚胎发育的养料,但是在蛋白体的化学构造还一点也不清楚的时候,这个名称总生命
比一切其它名称好些,因为它比较一般。可见,恩格斯所指的蛋白体是广义的,它甚至不是现化意义上的一种高分子,而是一个物质系统。恩格斯在不同场合用这个词,他有时甚至把细胞 也叫“蛋白质小块”。比如他说:“一切有机体,除了最低级的以外,都是由细胞构成的,都由很小的,只有经过高度放大才能看到的,内部具有细胞核的蛋白质小块构成的。 总之,恩格斯把生命和蛋白体等价。生命是“蛋白质所固有的,生来具备的,没有这种过程,蛋白质就不能存在。 20世纪前半叶,随着生物化学的研究进展,人们对蛋白质的结构和功能有了越来越清楚地了解,蛋白质形态复杂,功能各异,在生命活动过程中的作用异常重要。所有这些使得很多人更加坚信生命的分子基础就是蛋白质。 恩格斯说的“蛋白体”就是指核酸和蛋白质。也就是说没有蛋白质就没有生命。由此从根本上否定了上帝造人的神创说。恩格斯的生命定义在一定程度上揭示了生命的物质基础,即具有新陈代谢功能的蛋白体。100年来,这个定义一直指导人们认识生命的思想武器。 恩格斯并且大胆地提出,既然生命是物质运动的高级形式,那么只要条件合适,生命之花当然也可以在别的星球上开放。现代天文学家肯定了这种说法。
编辑本段生命的现代生物学定义
生命的生物学定义:生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象,以上现象叫“生命”。生物个体在一些关键期根本就不会体现生命现象:比如受精的鸡蛋,空气中的细菌、病毒,各种种子,甚至冬眠的蛇等等,它们没有新陈代谢,没有生长发育等生命特征,但是,它们同样是生命的范畴,我们不可能叫它们为“非生命”,现在心理学上叫它们为“原命”,就是生命的原始状态的意思。生命和原命总称为“双命”。每种生命都有其生存的方式,它们是生命的一部分,但是没有它们,生命就会结束,比如进食,比如人类的交流,比如动物交媾之前的一些行为,所有这些非生命特征但是每个生物个体都必须拥有的行为我们叫着“人命”。双命和人命组成“生物”。同时,生命个体全部是复合体,不是单一体,我们看到的张三,他绝对不是一个纯净的生命体,在他的体内,一定还有很多生命体存在,这些生命体甚至可以影响到他的思维和行为,比如口臭杆菌的存在,可能使得他的一生都羞于与人交往,比如重感冒,可以使他头晕,甚至可以使他产生很严重的判断失误,这种失误如果发生在驾车阶段,还可以要他的命。 物理学家普里高津的耗散结构学说从物理角度为探索生命本质给予新的启示:生命是一个耗散结构,任何生命都要与外界环境不断地交换物质和能量,否则生命就会导致死亡。生物微观层次上的一些变化,比如遗传基因的合成、糖的代谢等,都与耗散结构理论相吻合并可用此理论进行解释。 生命是由高分子的核酸蛋白体和其他物质组成的生物体所具有的特有现象。与非生物不同,生物能利用外界的物质形成自己的身体和繁殖后代,按照遗传的特点生长、发育运动,在环境变化时常表现出适应环境的能力。
编辑本段生命的分子生物学定义
生命的分子生物学定义:生命是有核酸和蛋白质等物质组成的分子体系,它具有不断繁殖后代以及对外界产生反应的能力。

‘伍’ 什么是生命

生命是一种诠释宇宙存在的存在

宇宙中为什么会有生命这种现象的出现,生命的出现是必然的吗,这是一个难以回答的问题。但是,如果我们反过来思考,如果没有生命这种能够感觉感知宇宙存在的存在出现,那么宇宙的存在有意义吗,不能被感觉感知也就无所谓存在,由此我们是否可以得出这样的结论,宇宙与生命是互为存在的。

什么是生命,以前人们认为生命是一个复杂、不可思议、包含着神秘的现象,然而,随着科学的发展,人类逐渐发现,生命这种现象在一定程度上是可以被认知的。
根据当今的认知水平,简单地说,生命是一个能够生长、繁殖、代谢、应激、进化的复杂的物质系统。从生物学上描述,生命泛指有机物和水构成的一个或多个细胞组成的一类具有稳定的物质和能量代谢现象(能够稳定地从外界获取物质和能量并将体内产生的废物和多余的热量排放到外界)、能回应刺激、能进行自我复制(繁殖)的半开放物质系统。生命个体通常都要经历出生、成长和死亡,生命性状则在一代代个体的更替中通过适应环境发生改变,即通常所说的生物进化。

长期以来,有这样的问题一直困扰人们,生命是如何运转起来的。我们知道,组成生命的主要物质是蛋白质、水分和无机盐三大类,而构成蛋白质、水分和无机盐的物质主要有碳、氢、氧、氮,此外还有硫、磷及其他一些微量元素。现在的问题是,为什么这些物质组合在一起就构成了被称之为生命的存在呢。
我们的宇宙是一个变化着的宇宙,变化是宇宙的固有禀性。在宇宙变化过程中,物质结构有着由简单向复杂演变的过程,而整个过程由宇宙规律所决定(物质规律之外更高深的东西不是我们今天的认知能企及的)。组成生命的物质主要有碳、氢、氧、氮等,这些元素是宇宙物质演化过程中的产物,在宇宙规律的作用下,各种元素被赋予了不同的力学属性,这些不同力学属性元素的产生和存在为之后更加复杂的物质结构及生命的出现创造了条件。
就单个元素结构而言,它由原子核和核外电子组成,原子核质子带正电,核外电子带负电,电子在电磁力作用下绕核子作环绕运动。质子数决定原子的种类,原子的性质主要决定于最外层电子数。由于不同的元素有着不同的原子结构,因而表现出不同的物质属性,这种不同属性作为不同元素之间相互作用的基础,或者说化学作用的基础。(其实,原子的属性是非常复杂的,不是几句话就能表述清楚的,到今天为止,原子内部的秘密也没有被完全解开,物理学家们的使命依然任重道远。)
在地球上,最初阶段的物质演化是单质元素合成无机化合物的化学反应过程,化学反应表现为原子核外电子运动状态的变化。地球的自然环境为某些物质之间的作用提供了条件,当一些元素在空气或水中相遇,它们之间会发生相互作用,化学上把原子间(有时原子得失电子转变成离子)的强烈作用力叫做化学键。单质元素之间经过化学反应,形成了化合物,化合物是一种比单质元素更加复杂的作用力关系结构,它们表现出不同于单质元素的物质属性。
无机化合物形成后,这些具有新的属性的物质之间又会构成了新的作用力关系形式,无机物不仅会与单质元素发生化学反应,而且无机物之间也会发生化学反应。在地球环境的持续演化过程中,在某些区域无机物的数量和种类在不断增加,在一定的外在条件下,一些无机物向着更加复杂的物质结构——有机物进行演化。
有机物是指含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、金属碳化物、氰化物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。在有机结构中,最重要的构成元素是碳。碳原子有着这样的特性:它具有可形成与其他原子相连的长链或环的能力,这在所有元素中独一无二;它不但能与其他原子或其他碳原子产生键,形成小到仅有几个原子,大到含有成百万个原子的分子。而且,它还有一个重要特性,就是能够成为大分子(有机分子)以及更大的聚合物(生化物质)的核心物质。和无机物相比,有机物不仅数目众多,结构也更加复杂多变。有机化合物的碳原子的结合能力非常强,互相可以结合成碳链或碳环。有机化合物的氢原子可以被不同的功能团(官能团)取代产生不同类的有机物,功能团决定分子的主要性质。
有机化合物虽然有复杂的结构,但它们并不具有生命的特征。随着地球上有机化合物的产生和累积,它们为更加复杂的物质结构——有机生物分子的出现做了准备。物质演化是一个逐步递进的过程,在复杂的物质结构基础上会产生更加复杂的物质结构,表现为新的环境体系中会有新的事物登场。可以认为生命的迹象从有机生物分子的出现开始。相比于一般的有机大分子,有机生物分子的功能团比其烃骨架在化学上活泼得多,它们能改变邻近原子的几何形状及其上的电子分布,从而改变整个有机分子的化学反应性。从有机分子中的功能团可以分析和推测其化学行为和反应。大多数生物分子是多功能的,含有两种或多种功能团。在这些分子中,每种类型的功能团有其自己的化学特征和反应。如氨基酸具有至少两种功能团——氨基和羧基。丙氨酸的化学性质就基本决定于其氨基和羧基。又如葡萄糖也是多功能的生物分子,其化学性质基本决定于羟基和醛基两种功能团。生物分子的功能团在其生物活性中起着重要的作用。
生物体的重要组成成份是生物大分子,生物大分子不仅分子量大,其结构也比较复杂。在生物大分子中除主要的蛋白质与核酸外,另外还有糖、脂类和它们相互结合的产物。如糖蛋白、脂蛋白、核蛋白等。它们的分子量往往比一般的无机盐类大百倍或千倍以上。蛋白质的分子量在一万至数万左右,核酸的分子量有的竟达上百万。这些生物大分子的复杂结构决定了它们的特殊性质,它们在体内的运动和变化体现着重要的生命功能,如进行新陈代谢供给维持生命需要的能量与物质、传递遗传信息、控制胚胎分化、促进生长发育、产生免疫功能、对环境变化作出反应等等。
根据以上叙述,我们可以这样来理解生命。每个原子都有其特定的属性,当一个原子与其它相同或不同的原子结合在一起的时候,这种组合就成为一种具有新的物质属性的存在,而生命是由无数原子结合在一起的一种非常复杂的物质组合。同时,组成生命体的无数原子不是一种杂乱无章地堆砌,而是按照一定的结构和秩序结合在一起的,这种结构和秩序与环境所施加的外力相对应,或者说是与特定环境相对应的一种作用力关系结构。

在生命出现以前,地球上的物质演化过程被称为化学进化,虽然它有别于生物体出现以后的生物进化,但却为随后的生物进化打下必要的基础。无机物、有机物和生命体都可以被表述一种作用力结构,不同的作用力结构表述了不同的环境状况,生命体所表述的是一种更加复杂的环境状况。在原始地球的条件下,无机物可以转变为有机物,有机物可以发展为多分子体系和生物大分子,直到最后出现原始的生命体。
所以,要揭开生命的本质,可以从认识物质结构演化过程着手,生命现象看似神秘,而实际它是遵循着物质运动变化规律,逐步由简单的物质结构演化而来的。物质相互作用基于其力学属性,非生命物质经过长期的复杂的相互作用、相互影响,逐步形成了复杂的生命结构。如果将原子作为认知生命的起点,那么正是这些直径在1-2埃之间的原子(1埃相当于1厘米的百亿分之一)所具有的属性,它们相互之间能够结合成无机分子结构,接着再由无机分子结合成有机分子,然后构成含着无数原子的生物大分子,即生命现象的出现。
从组成生命体的组成成分来看,在已经发现的一百一十余种化学元素中,各类生物体所必需的元素差不多都是特定的一二十种,其中碳、氢、氧、氮、硫、磷、钙、镁、钾占了绝对多数,生物用这些元素构成小分子构件,如氨基酸、核苷酸、单糖等;再用简单的构件构成复杂的生物大分子;由生物大分子构成更加复杂的分子集合体,进而形成细胞器,细胞,组织,器官,系统和生物体。生物大分子是生命的物质基础,生命是生物大分子的存在形式。生命现象通过生物大分子的特殊运动来体现。
从生物体结构来看,生物体的各种化学成分在体内不是随机堆砌在一起的,而是严整有序的。生命的基本单位是细胞。细胞内的各结构单元都有特定的结构和功能。生物大分子,无论多复杂,还不是生命,只有当大分子组成一定的结构,或形成细胞这样一个有序的系统,这种有序的结构或系统才显现出生命的特征。
在今天,对于生物结构或特性我们可以从DNA结构来解释,DNA双螺旋结构的发现将人类对生命的认识提高到一个新的高度。DNA由两条核苷酸链组成,它们沿着中心轴以相反方向相互缠绕在一起,两侧是两条多核苷酸链的糖一磷交替结合的骨架,之间是按一定规则排列的碱基对。
DNA是非常大的有机分子,但构成DNA的基本化学单位只有4种。它们分别是:A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)。它们数以亿计地散处于DNA分子结构中。尽管DNA只有4个要素构成,这种简单的物质结构里却隐含着非常复杂的信息。这里我们可以想到今天的计算机,即使是只有0和1这两个简单的数字,我们可以计算机编程,用来表达无限复杂的信息。
4种碱基的排列组合表达出20种氨基酸,蛋白质是由氨基酸结合在一起形成的,氨基酸的序列决定蛋白质分子的性状。现在知道至少存在3万种不同的蛋白质分子,每个都是由20种氨基酸排列成不同的组合,它们像字母一样排列常常形成有几百个单元长的链子。DNA片段上的核苷酸不是任意排列的,而是以有含意的密码顺序排列的。一定结构的DNA,可以控制合成相应结构的蛋白质。蛋白质是组成生物体的重要成分,生物体的性状主要是通过蛋白质来体现的。蛋白质的特殊性质和生理功能与其分子的特定结构有着密切的关系,这是形形色色的蛋白质所以能表现出丰富多彩的生命活动的分子基础。
尽管不同生命体表现出来的性状有很大差异,但这许许多多的差异都可以由生命密码的不同排列组合、结构大小来区分,每一种生物在遗传、长期与环境作用过程中,形成了有自身特点的生命性状。
如果说大自然中所有物质都根源于92种元素,那么自然界中所有的生命物质则根源于共同的一组生命遗传密码子。构成DNA的四个基本化学单位任取三个按不同顺序排列,每一组即为一个三联体,或构成一个特定的代码或“词”。每个三联体成为一个密码子。这样一共有64种密码子,这些由“3个字母”组成的代码使单个的氨基酸能够按照指定的顺序组合成蛋白质,这便是所有生物,包括人类的生命基本结构基础。每一种生物(从细菌到植物、到动物)以及其中的每一个个体,都拥有自己一套不同的遗传密码,由此构成它们全部的遗传基因。
DNA结构的出现是宇宙物质演化中的一个重要里程碑,前一个里程碑是自然界92种元素的出现。物理学的成果表明一切物质的原子都由为数不多的基本粒子根据相同的规律所组成,说明了物质世界结构上的高度一致,揭示了物质世界的本质。分子生物学的成就表明生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如,不论在何种生物体中,都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质,除某些病毒外,都是DNA,并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。分子遗传学的中心法则和遗传密码,除个别例外,在绝大多数情况下也都是通用的。

很早就有科学家做过预言:生命最终都可以用物理学或化学的语言来进行说明。有人将生命体比喻为是由各拼图块组成的类似于模型一样的物体,即它是一种分子机械,然而这种分子机械结构不同于我们通常所说的机械结构,经过长期的自然进化,与动态环境之间所形成的对应关系结构,这种结构里面蕴含着一种“动力”,或者说特定分子结构对环境变化的反应机制。在长期与环境的共同演化过程中,这种结构不断得到“改良”,变得超乎想象的复杂与精巧。如果要对生命做进一步的定义,它是一种能够对环境变化作出主动反应的复杂的作用力关系结构。
说到底,生命现象是可以被认知的,生命结构与原子的结构及属性有关,生命的奥秘存在于最基本的原子结构,以及这种结构组合与环境的相互关系中。

自从地球上诞生了生命,宇宙物质演化便进入到一个新阶段。那么,生命这种存在有什么不同于其它物质的属性。
自我复制、自我调节和对应环境产生适应性变化是生命区别于非生命的特征。生命系统的这些特征,就其基础而言,无疑是物理化学过程,服从物理化学规律。可是,这些物理化学变化的结果,却转化为生命的东西,成为生命所特有的属性。虽然这三个基本属性的某一个,或某个属性的某些侧面,在无机界有机界也可能存在,但只有在生命中这三个属性才有可能联系并相互结合在一个系统中。
首先,生命是能够进行自我复制的系统。遗传基因的本质是一种叫做脱氧核糖核酸(DNA)的物质,生命进行自我复制是以DNA的双螺旋结构为载体。自我复制是生命系统不同于化学系统的特征。自我复制是指DNA分子的解旋、两链分开,各自合成互补链,从而形成两个新的然而又相同的分子。细胞分裂、生命繁殖是在分子复制基础上进行的。生命存在的状态下,或为一个活体时,总存在自我复制,它是贯串生命过程始终的属性。
生命的另一属性表现为生物体的新陈代谢功能。生物体是一个半开放的结构,它和周围环境不断进行着物质的交换和能量的流动。一些物质被生物体吸收后,在其中发生一系列变化,体内的一些物质被新物质替代,它们与未被吸收的物质一起被排出体外,这被称作新陈代谢。通过新陈代谢为生物体提供养分,补充能量。生物能通过新陈代谢而生长发育。一粒种子可以成为大树,一只蝌蚪可以成为青蛙。虽然环境条件可以影响生物的生长发育,但每种生物的生长发育都是按照一定尺寸范围、一定的模式和稳定的程序进行的。
而作为生命最重要的特征,是它所具有的反映环境变化的能力,能通过与环境的互动不断取得进化。生物从约38亿年前至今,经历了由简单到复杂,由低级到高级的演变过程。这里有一点要说明,进化不是生物单方面的表现,生物进化与环境演化是互相关联的,即生物结构机能与生态体系的共同演化。
说生物体是一种结构不如是一种机制,它是一种能够解读环境及其变化的复杂的力学系统。最初的生命体是相对简单的,生命的演化是一个不断对环境进行解读的过程,这个过程中生物体与环境都在发生变化。环境中有各种各样影响生物体存在的因素,像光线、温度、压力、声音、其它无生命或生命的存在等以及这些存在的变化,这些因素都会以某种力学形式作用于生物体,而生物体会以自身结构的变化来反映或应对这些力的作用,在这样的作用过程中生物结构演变得越来越复杂。
在长期的生物进化过程中,各种生物机能因生存的需要不断被发展和完善,或者说产生了对环境的适应性变化。例如植物由藻类演化到裸子植物,再由裸子植物到被子植物,经过长期演化,有了今天丰富的植物物种及精巧的植物结构,这是生物不断适应环境的结果。对于动物来说,动物机体结构的变化更加丰富复杂。动物因生存环境的不同表现出不同的机能和形态。陆地动物有适合在陆地运动的肢体以及适应呼吸空气的肺结构,鱼有适合在水中游动的鳍和适合在水中呼吸的腮结构。动物最基本的生物机能像消化系统、血液系统、内分泌系统、生殖系统等不断得到进化,用于感觉环境中声音、气味、色彩如听觉、嗅觉、视觉的感官系统在结构和功能上不断完善。而最神奇的是用来感知环境的中枢神经系统——大脑的进化,动物的大脑所反应的是各种事物的属性、存在状态、相互间的关系、自然规律等。我们可以看到,只要自然界中存在的,对生命存在有影响的,生物都会以某种结构或方式对其进行诠释。
如果对上述对生命的叙述进行总结,生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。生命是由非生物经过长期复杂的相互作用演化而来的,表现为生长、发育、繁殖、代谢、应激、运动、生存意识的形式。生命是能够反应环境变化并且与环境之间存在互动关系的实体,代与代之间因环境变化而产生变异,它能把自己的特征及对应环境产生的变化通过繁殖而重组,使下一代的特征与自身并不完全一模一样。
说到底,生命是一种复杂的作用力关系结构,它能够感觉、感知宇宙或自然的存在,并且这种感觉、感知随生命的演化不断深化,这是生命的本质特征。

‘陆’ 什么是生命

生命的哲学定义:生命是生物的组成部分,是生物具有的生存发展性质和能力,是生物的生长、繁殖、代谢、应激、进化、运动、行为表现出来的生存发展意识,是人类通过认识实践活动从生物中发现、界定、彰显、抽取出来的具体事物和抽象事物。
生物是具有生命、生存意识、生存性能的自然物体。生命和生物既相互对立又相互统一,生命、生存发展性能、生存发展意识是生物具有的本质、属性、规定和规律,是生物的组成部分和组成元素。
生物是非生物长期运动变化产生的结果。自然事物普遍具有相互作用相互影响的性质和能力,当一个非生物经过长期复杂的相互作用、相互影响的过程,逐步形成了自主的生存发展性质和能力,形成了自主的生存发展意识的时候,一个具有生命的生物就产生了。
生命、自主生存性能、自主生存意识是特殊形式的自然规律和自然意识。意识是自然事物具有的存在、运动、变化的性能、趋势和规律。生物是自然规律、自然意识和物组成的统一体,是包含存在、运动、变化性能、趋势、规律,包含生存意识的自然事物。
生物的生长、发育、繁殖、代谢、应激、运动、行为是生命、生存发展性能、生存意识的表现形式。我们通过观察一个自然物体的存在和表现形式,就可以判断出这个物体是否具有生命,是否具有自主的生存发展性质和能力,是否具有自主的生存发展意识,是生物还是非生物。
生命是具体事物和抽象事物组成的对立统一体。
生命是生物的组成部分和组成元素,是人通过认识实践活动从一般生物和个别生物中发现、界定和抽取出来的,包含两个对立组成部分的抽象事物。
生命首先是人通过认识实践活动从各种生物中的发现、界定、彰显、抽取出来的共性规定。生命其次是人通过认识实践活动从个别生物中的发现、界定、彰显、抽取出来的个性规定。
经验告诉我们,虽然不同的生物个体都具有共同的自主生存性质和生存意识,但是不同生物个体所具有的自主生存能力是不同的,不同生物所具有的生命活力、不同生物个体所具有的生命都具有特殊性。
世界上既不存在两个完全相同或完全不同的事物、两片完全相同或完全不同的雪花,也不存在两个完全相同或完全不同的生命。
生命是生物共同具有的生存发展性质和分别具有的生存发展能力综合组成的事物,是普遍性规定和特殊性规定组成的对立统一体。
生命既是依存在生物中作为生物组成部分或元素存在的抽象事物,也是有自身多种规定组成的独立整体,是有别于生物及其它事物、相对独立存在的具体事物。
时间、空间、价值是一切事物具有的一般规定和内容,也是生命具有的一般规定和内容。任何事物都是处在一定时空之中的事物,都具有相互作用相互影响的性能,都是对人类的生存发展具有价值的事物。任何生命都是处在一定时空之中的生命,都是对人类生存发展具有一定价值、一定意义的生命。
个人生命的价值和意义是有差别的,一个人只要努力奋斗、顽强拼搏就能充分发挥和展现自己生命的价值和意义。
生命是一个事物,是一个对立统一体或矛盾体。生命是生物的组成部分和组成元素,是世界大家庭里的一个成员,是具体事物和抽象事物、特殊性规定和普遍性规定、时间和空间、正价值和负价值组成的对立统一体或矛盾体。
人们对生命的认识经历了漫长的历史过程,从不同学科给生命下了各种各样的定义,但是这些定义都是有缺陷、有错误的定义。
恩格斯关于生命的定义:生命是蛋白体的存在形式,这个存在形式的基本因素在于和它周围外部自然界不断地新陈代谢,而且这种新陈代谢一旦停止,生命就随之停止,结果便是蛋白质的分解。
恩格斯的生命定义不符合生命是生物的生存性能或生存意识的客观实际,把生命错误地表述为蛋白体的存在方式,表述为蛋白体(生物体)的新陈代谢运动,没有认识到生命同生物的新陈代谢、生长、繁殖、应激、行为的差别,没有认识到新陈代谢同生物的生长、发育、繁殖、应激、行为都不是生物的生存性能、生存意识,而仅仅是生命、生存意识、生存性能的具体存在和表现形式。
现代生物学给生命下的定义:生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。
现代生物学的这个生命定义把生命表述为生物的复合现象,表述为生物的生长、代谢、变异、应激等行为,抹杀了生命和生物现象、生物行为的差别,混淆了生命和生物现象、生物行为的概念,同恩格斯的生命定义具有相同的缺陷和错误,不符合生命的客观实际,违背了认识的逻辑规律。
分子生物学给生命下的定义:生命是有核酸和蛋白质等物质组成的分子体系,它具有不断繁殖后代以及对外界产生反应的能力。
分子生物学的这个生命定义把生命表述为分子体系,表述为具有繁殖、应激反应能力的分子体系。这个定义根本不是生命的定义,而是关于生物的定义、关于分子体系的定义,把生命和生物完全混为一体,真是好难得的糊涂。 [编辑本段]恩格斯关于生命的定义:恩格斯在《反杜林论》中给生命下了一个定义:生命是蛋白体的存在形式,这个存在形式的基本因素在于和它周围外部自然界不断地新陈代谢,而且这种新陈代谢一旦停止,生命就随之停止,结果便是蛋白质的分解。
恩格斯的这个定义是在批判杜林的生命定义的基础上提出来的。杜林曾把生命定义为细胞的新陈代谢活动。恩格斯认为,高级的生物确是由简单的类型“细胞”组成的,但有低于细胞的生物,它们和高级的生物相联系,只是因为它们的基本组成部分是蛋白质,从而它们执行着蛋白质的职能——生和死。
恩格斯的生命定义是和他关于物质的运动形式的思想是统一的。恩格斯认为自然界存在五种运动形式:即机械运动、物理运动、化学运动、生命运动和社会运动。这五种运动形式从历史的角度看,反映了自然界演化发展的顺序,每一种后面的运动形式都是由前面的运动形式演化来的。不同的运动形式有不同的物质承担者,有不同的运动规律,高级的运动形式包含低级的运动形式。生命运动是一种高级的运动,它是由化学运动发展而来的,它的物质承担者及其运动规律都不同于化学运动,但生命运动包含化学运动。恩格斯当时非常强调自然界的连续性。如果把生命定义为细胞结构之上的活动,就难以解释生命的起源问题。恩格斯特别重视从无机界到有机界的辩证发展过程,所以恩格斯选择了蛋白体作为生命活动的物质。
恩格斯所理解的蛋白体和现在所说的蛋白质是不同的。他说:“在这里,蛋白体是按照现代化学的意义来理解的,现代化学把构造上类似普通蛋白或者也称为蛋白质的一切东西都包含在蛋白体这一概念之内,这个名称是不恰当的,因为普通蛋白在一切和它相近的物质中,是最没有生命的,起着最被动的作用,它和蛋类一起仅仅是胚胎发育的养料,但是在蛋白体的化学构造还一点也不清楚的时候,这个名称总比一切其它名称好些,因为它比较一般。可见,恩格斯所指的蛋白体是广义的,它甚至不是现化意义上的一种高分子,而是一个物质系统。恩格斯在不同场合用这个词,他有时甚至把细胞 也叫“蛋白质小块”。比如他说:“一切有机体,除了最低级的以外,都是由细胞构成的,都由很小的,只有经过高度放大才能看到的,内部具有细胞核的蛋白质小块构成的。 总之,恩格斯把生命和蛋白体等价。生命是“蛋白质所固有的,生来具备的,没有这种过程,蛋白质就不能存在。 20世纪前半叶,随着生物化学的研究进展,人们对蛋白质的结构和功能有了越来越清楚地了解,蛋白质形态复杂,功能各异,在生命活动过程中的作用异常重要。所有这些使得很多人更加坚信生命的分子基础就是蛋白质。
恩格斯说的“蛋白体”就是指核酸和蛋白质。也就是说没有蛋白质就没有生命。由此从根本上否定了上帝造人的神创说。恩格斯的生命定义在一定程度上揭示了生命的物质基础,即具有新陈代谢功能的蛋白体。100年来,这个定义一直指导人们认识生命的思想武器。
恩格斯并且大胆地提出,既然生命是物质运动的高级形式,那么只要条件合适,生命之花当然也可以在别的星球上开放。现代天文学家肯定了这种说法。 [编辑本段]生命的现代生物学定义:生命的生物学定义:生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。
物理学家普里高津的耗散结构学说从物理角度为探索生命本质给予新的启示:生命是一个耗散结构,任何生命都要与外界环境不断地交换物质和能量,否则生命就会导致死亡。生物微观层次上的一些变化,比如遗传基因的合成、糖的代谢等,都与耗散结构理论相吻合并可用此理论进行解释。
生命是由高分子的核酸蛋白体和其他物质组成的生物体所具有的特有现象。与非生物不同,生物能利用外界的物质形成自己的身体和繁殖后代,按照遗传的特点生长、发育运动,在环境变化时常表现出适应环境的能力。 [编辑本段]生命的分子生物学定义:生命的分子生物学定义:生命是有核酸和蛋白质等物质组成的分子体系,它具有不断繁殖后代以及对外界产生反应的能力。
下面我们通过列举生物的一些变化和特征来认识生命。
一、化学成分的同一性
从元素成分来看,在已经发现的一百一十余种化学元素中,各类生物体所必需的元素差不多都是特定的一二十种,其中C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K占了绝对多数。
从分子成分来看,生物体的重要特征在于,它们基本都含有被称作生物分子的蛋白质、核酸、脂质、糖、维生素等有机物,这些有机分子在各种生物中有着相同的结构模式和功能。如一切生物的遗传物质都是DNA和RNA,生命体内其催化作用酶都是各种蛋白质,各种生物都利用高能化合物(ATP、NADH...)等,都说明生物界在化学成分上存在高度同一性。
二、严整有序的结构
生物体的各种化学成分在体内不是随机堆砌在一起的,而是严整有序的。生命的基本单位是细胞(病毒、类病毒、朊病毒等是否属于生命范畴至今存在争论,但它们都需要在细胞结构内才能正常完成生命活动)。细胞内的各结构单元都有特定的结构和功能。生物大分子,无论多复杂,还不是生命,只有当大分子组成一定的结构,或形成细胞这样一个有序的系统,才能表现生命。失去有序性,如将细胞打成匀浆,生命也就完结了。
生物界是一个多层次的有序结构。细胞之上还有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等层次。每一个层次中的各个结构单元,如人体九大系统中的各器官,都有它们各自特定的结构和功能,它们的协调活动构成了复杂的生命系统。
三、新陈代谢
生物体是开放系统,生物体和周围环境不断进行着物质的交换和能量的流动。一些物质被生物体吸收后,在其中发生一系列变化,成为最终产物而被排出体外,这被称作新陈代谢。新陈代谢是严整有序的过程,是一系列酶促化学反应所组成的反应网络。如果代谢过程的有序性被破坏,如某些环节被阻断,全部代谢过程就可能被打乱,生命就会受到威胁,甚至可以导致生命终结。
四、应激性
生物能接受外界刺激而发生反应。包括感受刺激和反应两个过程。反应的结果是使生物“趋利避害”。在一滴草履虫悬液中滴一小滴醋酸,草履虫就纷纷游开;一块腐肉可以招来苍蝇;植物茎尖向光生长,这都是应激性。
应激性是生物的普遍特性。但动物的应激性表现及较明显,更富有多样性。动物的感觉器官和运动器官是应激性高度发展的产物。
五、稳态
100多年前,贝尔纳(C. Bernard)发现,尽管外界环境波动很大,哺乳动物总有某些机制使其内环境维持不变,后来坎农(W. B. Cannon)把这一概念加以发展名为稳态。后来发现,不仅仅哺乳动物,所有的生物体,细胞,群落以至生态系统,在没有激烈的外界因素的影响下,也都是稳定的,他们各有自己特定的机制来保证自身动态的稳定。
六、生长发育
生物都能通过代谢而生长发育。一粒种子可以成为大树,一只蝌蚪可以成为青蛙。虽然环境条件可以影响生物的生长发育,但每种生物的生长发育都是按照一定尺寸范围、一定的模式和稳定的程序进行的。
七、遗传变异和进化
任何一个生物个体都不能长期存在,他们通过生殖产生子代使生命得以延续。子代与亲代之间在形态构造、生理机能上的相似便是遗传的结果。而亲子之间的差异现象由变异导致。而生物从约38亿年前至今,由简单到复杂,由低级到高级的演变过程便是进化的结果。
八、适应
每一种生物都有自己特有的生活环境,特定的结构和功能总是适合于在这种环境条件下的生存和延续。例如,鱼腮的结构适合鱼在水中呼吸,陆地脊椎动物的肺结构则适应陆地呼吸作用。适应是生命特有的现象。
任何一种生物对所处环境的适应总是相对的。同种个体由于遗传和表型上的差异,对环境的适应也总是存在程度上的差别。只要存在这种差别,哪怕是很轻微的,自然选择就会发生作用,推动群体向更适应环境的方向进化。 [编辑本段]生命的基本功能:①自我调节。它是生命的一个本质属性。任何生命在其存在的每一瞬间,都在不断地调节自己内部的各种机能的状况,调整自身与外界环境的关系。高等生物的自我调节是多层次的,其中包括分子的、细胞的、整体的调节。即使是原核生物也有自我调节,而且它也是通过多种途径实现的。例如,细菌有能力合成许多自身所需要的分子,可是某一分子是否合成,合成的速度如何,则随自身内部状态与环境的不同而不同。细菌内部所需要的分子,既不过多地产生,也不感到缺乏,而是靠自身的调节机制完成的。某一分子合成途径中的第一个酶的结构基因兼有调节的功能,即第一个酶既有酶的功能,又起着阻遏蛋白的作用。在遗传学和生物化学中,这种功能被称为自我调节系统。这种调节系统最初是在沙门氏杆菌组氨酸生物合成中发现的,随后在噬菌体、霉菌、哺乳动物中也同样发现其存在。实际上,反馈抑制和诱导系统与阻遏系统的调节也可视为生物自我调节的方式。因为在反馈抑制中,生物合成途径中的第一个酶通过与代谢的终产物相结合而发生可逆性失活,使许多化合物的合成速率得到调节。在诱导系统和阻遏系统中,甚至酶本身的产生都受到调节。其间的差别在于:在诱导系统中,只有当底物存在时,才产生出为该底物所需要的酶,其方式是底物与阻遏物相结合并使阻遏物失活,从而打开结构基因,以诱导基因活性;在阻遏系统中,终产物抑制着酶的产生,其方式则是阻遏物与终产物相结合而被活化,然后与操纵基因相结合,从而关闭结构基因,以阻遏酶的产生。生物的许多调节系统都比较复杂,它们往往同时具有正向与反向的调节作用。机体的调节机制是自我完成的过程,而调节程序或指令是遗传下来的、本身固有的,因而这类自我调节系统为生命所独有。
②自我复制。它是生命系统不同于化学系统的特征。狭义地说,自我复制是指DNA分子的解旋、两链分开,各自合成互补链,从而形成两个新的然而又相同的分子。广义地说,包括细胞分裂、繁殖在内。就根据而言,分裂、繁殖也是在分子复制基础上进行的;就结果来说,所形成的是两个相同的个体。由于生物繁殖有周期性,同时也由于疾病、杂交等原因会造成某些生物失去繁殖力,所以繁殖难以作为生命的基本属性。但自我复制则不同,只要不是处于解体状态下的生命,总存在自我复制。因此,它是贯串生命过程始终的属性。在离体实验中,细胞的裂解产物在一定条件下仍然维持 DNA的合成,某些单链 DNA在人为的条件下也可以转变为双链形式。然而,非生命系统自身却不能实现 DNA复制,尽管在人工条件下给予各种必要的核苷酸和解旋酶、聚合酶、连接酶等,DNA也能复制,但其造成的过程是短暂的。自我复制这种功能是生命系统固有的特点。
③选择性反应。对体内外环境的选择性反应是生命系统的又一重要特征。反应是非生命物质与生命物质都具有的属性。不同的是,发生于非生命物质中的物理的、化学的反应,都不是自我完成的过程。只有生物有机体才独立地发生反应,而且这种独立的反应是有选择性的,它受着有机体自身的控制,并随体内外环境条件的不同而不同。细胞与外界进行物质交换,固然也存在扩散与渗透作用,但是细胞膜吸收什么,排除什么,却有高度的选择性。一个明显的实例是,在细胞膜的主动运输中,物质逆浓度梯度而运转。又如,大肠杆菌既可利用葡萄糖,也可利用乳糖作为碳源。当环境中既有葡萄糖又有乳糖时,大肠杆菌的代谢反应首先利用的是葡萄糖而不是乳糖,这时只有组成酶系在起作用,而诱导酶系则是无关的。生物的选择性反应也是几个系统协调活动的结果。简单原核生物的反应是如此,高等生物的选择性反应更是如此。因为,高等生物体内存在各种不同的酶系,这些酶不仅以其高效率的催化为无机催化剂所不可比拟,而且具有严格的选择性。同时,生物体内酶的活性受到多方面因素的调节和控制,酶与酶之间、酶和别的蛋白质之间存在的相互作用,都会影响酶的活性,而且一个酶的产物对另一个酶的活性也有正的或负的影响。在外部行为上,生物的选择性反应表现得更为明显。例如,饱食状态下的动物对食物不发生反应;新奇的动因最初能引起动物的注意,但久而久之,其反应就变得很弱,等等。事实上任何生物对环境的反应都是有所反应,有所不反应,或者同一动因有时以这种反应形式,有时又以另一反应形式出现。
自我调节、自我复制和独立的选择性反应是生命区别于非生命的特征。生命系统的这些特征,就其基础而言,无疑是物理化学过程,服从物理化学规律。可是,这些物理化学变化的结果,却转化为生命的东西,成为生命所特有的属性。虽然这三个基本属性的某一个,或某个属性的某些侧面,在无机界也可能存在,但只有在生命中这三个属性才有可能联系并相互结合在一个系统中。 [编辑本段]生命的各种起源观念特创论 认为生命是由超物质力量如神或上帝等所创造,或者是一种超越物质的先验所决定的。这是在人类认识自然能力很低的情况下产生出来的观念,后来又被社会化了的意识形态有间或无意地利用,致使崇尚精神绝对至上的人坚信特创论。
无生源论上古时期人们对自然的认识能力较低,但已能进行抽象的思维活动,根据现象作出了生命是自然而然地发生的结论,代表思想有中国古代的“肉腐生蛆,鱼枯生蠧”和亚里士多德的“有些鱼由淤泥及砂砾发育而成”等。
生源论随着人们认识的深入,认识到蛆是由苍蝇产卵而来,巴斯德之后,人们认为生命由亲代和孢子产生,即生命不可能自然而然地产生。但是生源论没有回答最初的生命是怎样形成的。
宇宙胚种论世纪随着天文学的大发展人们提出地球生命来源于别的星球或宇宙的“胚种”,这种认识风行于19世纪,现在仍有极少数人坚持这种观点,根据是地球上所有生物有统一的遗传密码及稀有元素钼在酶系中有特殊重要作用等事实。
化学进化论主张从物质的运动变化规律来研究生命的起源。认为在原始地球的条件下,无机物可以转变为有机物,有机物可以发展为生物大分子和多分子体系直到最后出现原始的生命体。1924年苏联学者A.N.奥帕林首先提出了这种看法;1929年英国学者J.B.S.霍尔丹也发表过类似的观点。他们都认为地球上的生命是由非生命物质经过长期演化而来的;这一过程被称为化学进化,以别于生物体出现以后的生物进化。1936年出版的奥帕林的《地球上生命的起源》一书,是世界上第一部全面论述生命起源问题的专着。他认为原始地球上无游离氧的还原性大气在短波紫外线等能源作用下能生成简单有机物(生物小分子),简单有机物可生成复杂有机物(生物大分子)并在原始海洋中形成多分子体系的团聚体,后者经过长期的演变和“自然选择”,终于出现了原始生命即原生体。化学进化论的实验证据越来越多己为绝大多数科学家所接受。 [编辑本段]生命科学家1美国科学家贝纳塞拉夫、斯内尔因创立移植免疫学和免疫遗传学、法国科学家多塞因研究抗原抗体在输血及组织器官移植中的作用而共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
2美国科学家斯佩里因研究大脑半球的功能、瑞典科学家维厄瑟尔、美国科学家休伯尔因研究大脑视神经皮层的功能结构而共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
3 瑞典科学家伯格斯特龙、萨米尔松、英国科学家范恩因对前列腺的化学与生物学研究而共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
4美国科学家麦克林托克因研究玉米的传座因子获诺贝尔生理学或医学奖
拉马克(最早提出进化伦的人)
达尔文(这个应该不用说了)
邹承鲁(我国1965年成功合成牛胰岛素的功臣,曾有机会获诺贝尔奖)
施莱登、施旺(细胞学说的建立者)
麦金农(03年因对细胞膜通道蛋白研究而获诺贝尔化学奖)
孟德尔(遗传学之父)
摩尔根(染色体遗传理化的奠基人)
沃森、克里克、威尔金斯(发现了DNA的双螺旋结构)
袁隆平
童第周

‘柒’ 生命的定义是什么

生命是由核酸和蛋白质等物质组成的分子体系,它具有不断繁殖后代以及对外界产生反应的能力。

现代生物学给出的一般的科学定义大致上是这样的:生命是生物体所表现的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等的复合现象。在这里,其中任何单一的现象都不是生物所特有的。

火焰也能进行新陈代谢和繁殖,但多数人不会认为它是生命。许多植物的种子能保存相当长的时间并不出现生命特征,如古莲子、缓步类动物等可能会在一个相当长的时间内并不进行新陈代谢,当条件适当时其就会出现生机。

生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象,叫“生命”。

生命结构

生物体的各种化学成分在体内不是随机堆砌在一起的,而是严整有序的(严整结构)。生命的基本单位是细胞(病毒、类病毒、朊病毒等是否属于生命范畴至今存在争论,但它们都需要在细胞结构内才能正常完成生命活动)。

细胞内的各结构单元都有特定的结构和功能。生物大分子,无论多复杂,还不是生命,只有当大分子组成一定的结构,或形成细胞这样一个有序的系统,才能表现出生命现象。失去有序性,如将细胞打成匀浆,生命也就完结了。

以上内容参考:网络—生命

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