《生命是什么》（全稱：《生命是什么——生物細胞的物理學見解》）是奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤創作的生物學著作，于1944年首次出版。在《生命是什么》一書中，薛定諤通過熱力學和量子力學理論來解釋生命的本質，引入非周期性晶體、負、遺傳密碼、自發輻射式突變等概念來說明有機體物質結構、生命的維持和延續、遺傳和變異等現象，從而推動了分子生物學的誕生。《生命是什么》因出諾貝爾物理學獎薛定諤之手，在物理學陣營中有較強的號召力，吸引了一大批物理學家投身于分子生物學研究。它直接啟發了脫氧核糖核酸雙螺旋結構模型和基因調控的操縱子學說的提出，以及后來對遺傳密碼的解讀。
創作背景
青年時期的埃爾溫·薛定諤就對生物學感興趣，并常常在業余時間關注著生物學領域的發展。20世紀中期，以馬克斯·德爾布呂克為代表的一批物理學家在生物學領域的研究成果深深印刻在他的頭腦之中，并開始形成了他對生命哲學的認識。1943年，他在愛爾蘭都柏林圣三一大學題為“生命是什么”系列講座中，闡述了他對生命本質現象等問題的思考。1944年，他將這些觀點和論斷整合出版成書。本書出版于1944年，基于1943年2月受都柏林高等研究院和都柏林三一學院贊助在都柏林三一學院開設的系列講座，愛蒙·德·瓦萊拉及其內閣出席了這場講座。當時，盡管人們知道脫氧核糖核酸是細胞核的組成部分，但尚未確定它就是遺傳的分子基礎，而“遺傳分子”的概念是嚴格理論上的，有很多候選者。當時物理學最成功的分支之一是統計物理學。埃爾溫·薛定諤本人是量子力學的奠基人之一，量子力學在本質上也是一門統計理論。
作者背景
埃爾溫·薛定諤（Erwin Schrodinger，1887.8.12—1961.1.4），奧地利物理學家，量子力學的奠基人之一，在固體的比熱、統計熱力學、分子生物學等方面均有建樹。最重要的成就是創立了波動力學，提出薛定諤方程，并于1926年證明自己的波動力學是與海森伯格、馬克斯·玻恩和約當所創立的矩陣力學在數學上是等價的。與英國物理學家保羅·狄拉克一起獲得1933年諾貝爾物理學獎。主要著作有《波動力學四講》《統計熱力學》等。
出版信息
原版于1944年由劍橋大學出版社出版。此后該書多次重印、再版，并有法、德、俄等文字譯本。中譯本根據劍橋大學出版社1948年版譯出，由上海外國自然科學哲學著作編譯組翻譯，于1973年12月上海人民出版社出版。
內容簡介
《生命是什么》書中主要談了三個問題：一是從信息學的角度提出了遺傳密碼的概念，提出了大分子――非周期性晶體――作為遺傳物質（基因）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的長期穩定性的可能性；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。
第一章埃爾溫·薛定諤首先涉及“古典物理學家對這個主題的探討”。這個主題討論的是：在一個生命有機體的范圍內，在空間和時間上發生的事件，如何用物理學和化學來解釋。薛定諤給出的初步答案是：當前的物理學和化學在解釋這些事件時顯得無能為力，決不能成為懷疑這些事件可以用物理學和化學來解釋的理由。
第二章討論遺傳機制問題。薛定諤先是介紹了當時遺傳學已取得的知識，而薛定諤所關心的是：基因作為遺傳信息的物質載體，首先它的體積有多大；其次是關于它的不變性。
第三章討論的就是突變。突變不同于查爾斯·達爾文所強調的那種連續微小的變化，而是一種顯著的改變。埃爾溫·薛定諤非常看重這種突變，這讓他想起了量子理論中的躍遷。于是，他將突變的機制歸之于基因分子中的自發輻射。
第四章量子力學的證據是針對上述突變現象的解釋。薛定諤認為，所謂的量子躍遷，就是從一種相對穩定的分子構型轉變為另一種構型。這就是突變的機理。
第五章對馬克斯·德爾布呂克模型的討論和檢驗。薛定諤作出推論，將原子結合成分子的力同把大量的原子結合成固體（或晶體）的力，其性質是一樣的。所以，分子表現出同晶體一樣的結構穩固性。這就是埃爾溫·薛定諤對于基因穩定性的解釋。
第六章 薛定諤所討論的“有序、無序和熵”。熱力學主要體現為統計學定律，而這些定律同事物走向無序狀態的自然傾向是大有關系的。而生命物質卻體現出一種高度的秩序和規律性。它如何抵消熱力學的無序傾向。死亡就是走向無序，走向熵的最大化。薛定諤提出了一個重要的思想：食物里包含的就是至關重要的“負熵”，生命體正是依賴負熵而生的，從而抵消了其體內自然生成的熵。
第七章關于“生命是以物理學定律為基礎的嗎”這個問題，埃爾溫·薛定諤強調的是，當時的物理學尚不足以說明生命活動的特點，這不是說物理學在生命領域已經失效，而是在生命領域存在尚未被發現的物理學定律，正如在微觀領域有不同于宏觀領域的量子理論一樣。薛定諤的這一大膽猜測極大地鼓舞了物理學家。
作品思想
薛定諤提出了三個觀點：
（1）生命是非平衡系統并以負熵為生。自然界中正在進行著的每一件事，都是意味著它在其中進行的那部分世界的熵的增加。因此，個生命有機體在不斷地增加它的熵，或者可以說是在增加正熵，并趨于接近最大值的熵的危險狀態,那就是死亡。要擺脫死亡活著，必須從環境里不斷地汲取負熵。負熵是十分積極的東西，有機體就是依賴負熵為生的。埃爾溫·薛定諤提出：食物里包含至關重要的“負熵”，生命體正是依賴負熵而生的，從而抵消了其體內自然生成的熵。
（2）第一次提出了“遺傳密碼”的概念，提出遺傳的物質基礎是有機化合物，遺傳是以密碼的形式通過染色體來傳遞的，而這種密碼是由復雜的物質的空間排列體現的。薛定諤認為，基因大分子是一種由同分異構元素連續組成的非周期晶體，像穩固的晶體結構一樣．它的穩定是由于原子間的瓦爾特·海特勒——倫敦鍵的作用。他指出，染色體是以遺傳密碼的形式來決定生物體、遺傳性狀以及生物體物體未來發育的模式的。這種內分異構的非周期晶體結構，提供了各種可能的（異構的）排列，在它的一個很小的空間范圍內，足以體現出一個復雜的決定系統。
（3）生命體系中存在自發輻射現象。埃爾溫·薛定諤第一次把量子力學中的“躍遷”概念用來解釋基因突變的原因。量子躍遷就是從一種相對穩定的分子構型轉變為另一種構型，這就是基因突變的機理。
主要成果
19世紀末、20世紀初是物理學革命風云際會的時代，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，后來從物理學闖入生物學，在1944年出版了《生命是什么——活細胞的物理學觀》一書。這是一部石破天驚的書，它奏響了揭示生命進化里遺傳微觀奧秘的先聲。
作品影響
埃爾溫·薛定諤對生物學研究的前瞻性思考，引導年輕的科學家們開始用物理學和化學的方法去研究生命的本質。這對于促進一些物理學家注意生物科學領域中提出的課題，推動生物學家運用物理學和化學的成就來探索生命活動的本質，加強學科間的相互滲透，起了一定的作用。《生命是什么》出自物理學家薛定諤之手，它在物理學陣營中有很強的號召力。不少物理學家正是受此召喚，加盟生物學研究，其中著名的有弗朗西斯·克里克和本澤。前者是脫氧核糖核酸雙螺旋模型的發現者之一，后者是突變子概念的提出者，兩人均是諾貝爾生理學或醫學獎的獲得者。他們曾坦言，正是讀了《生命是什么》這一小冊子之后，他們的研究興趣從物理學轉向了生物學。盡管該書中的一些具體論點與后來的實驗結果并不符合，但它主張深入到細胞層次之下探索基因活動的具體機制，為分子生物學的誕生作了概念上的準備。在薛定諤鴻文的感召下，一批物理學家投身到計算分子進化和遺傳學的研究洪流中，新西蘭物理學家莫里斯·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《生命是什么》，使克里克放棄了粒子物理的研究計劃，鐘情于從未打算涉獵的生物學。它也使威爾金斯告別了物理學熱衷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，就被埃爾溫·薛定諤的書牢牢地吸引住了，以此為契機，他立志獻身于揭開生命遺傳的奧秘。1951年，年輕的沃森來到弗朗西斯·克里克所在的卡文迪什實驗室，二人在莫里斯·威爾金斯等的X射線衍射分析資料的基礎上潛心求索，終于在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脫氧核糖核酸通過雙螺旋的解旋，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堿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《生命是什么》的感染，貝塔朗菲的生命系統論和伊利亞·普里高津的耗散結構理論也從該書中獲益匪淺。
參考資料 >