《生命是什麼？》，薛丁格沒有解決的問題，它給出一個確定的答案

1943年，薛丁格將他在都柏林三一學院演講稿整理匯集寫成了一本《生命是什麼？》，此書站在物理學的角度解析生命，試圖將物理學與生命統一起來，並且對於生命進行定義。十分可惜，薛丁格沒有得到生命的定義，但是得到一條關於生命的定律：「自然萬物都趨向從有序到無序，即熵值增加。而生命需要通過不斷抵消其生活中產生的正熵，使自己維持在一個穩定而低的熵水平上。生命以負熵為生。」

今天要介紹的《生命是什麼？》與薛丁格的《生命是什麼？》有著非常大的不同處，在於它要是站在化學的角度對生命進行闡述，解釋生命是什麼，將化學和生命貫通，而非是物理學，雖然量子理論可能產生「萬物一統理論「，將萬物都納入物理的解釋範疇。從化學的角度來解析生命要比物理學更成功的地方在於化學規則管控著生命，雖然物理規律一樣對生命產生效力，但並不是在根基上直接產生。

化學與生命的統一基礎在於反應，準確說是複製和能量反應，尤其是複製反應，複製反應掌控著基因的遺傳，這是生命的基礎。通過用化學對生命全方面解析，將生命定義為「通過複製反應得到的一個能夠自我保持動力學穩定的動態反應網絡。」

化學與生命的貫通

眾所周知，生物學研究的重中之重就是基因。統治生物學的達爾文進化論就是建立在基因之上，沒有基因的進化論，總是有點虛無縹緲，找不到根基。生物學就是建立在基因之上的一門科學。基因是生命構造的藍圖，它支持著生命的基本構造和性能，儲存著生命的種族、血型、孕育、生長、凋亡等過程的全部信息；基因與環境的互相依賴，演繹著生命的繁衍、細胞分裂和蛋白質合成等重要生理過程；基因與生命體的生、長、衰、病、老、死等一切生命現象都息息相關；同時，它也是決定生命健康的內在因素。

遺傳是基因起作用的方式，更加具體來說是基因複製，子代的基因以上一代的基因為模板進行複製，生成一條一樣的新基因，就是子代的基因（這其中將變異的基因不包括在內）。而複製其實是一個化學反應過程，稱之為自催化反應，基因以自身為催化劑，進行化學反應催化自身的生成，完成基因的複製過程。反應速率高是自催化反應的特性，如果說常規反應的速率是線性的，那麼自催化反應的速率則是幾何指數性的。完整的基因鏈雖然由成千的核苷酸組成，但因自催化反應是指數級反應速率的存在，使得基因複製能夠在短時間內完成，快速完成細胞或個體的複製，滿足了生命繁衍的需求，同時這也是促使生物能夠複雜化多樣化的根本原因。

由此，在根本層面，生命的演化受到化學規律的控制。在表層，更是如此，生命的生存，保持「活著」的狀態，全是依靠化學規律在起作用。

生命體維持生存，最需要的就是食物，但是生命體並不能直接吸收食物，而是需要儲存在食物中的糖類、脂肪類、胺基酸類以及微量元素等物質。生命體之所以能吃下各種食物，源自於食物在生命體內消化系統中的降解。從我們所見到的麵包、米飯、麵條等食物，通過一系列的反應降解成可以吸收的糖類、脂肪類等物質。例如蘊含在食物中的澱粉，進入口腔時，在唾液的催化進行反應生成麥芽糖，麥芽糖進入腸胃之後，再一次發生催化反應生成葡萄糖，葡萄糖就是人體可以直接吸收的單糖，它隨血液循環系統輸送到身體各個器官，最終在細胞中的線粒體中，在催化酶的作用下和氧氣發生反應生成二氧化碳和水，同時釋放人體最需要的熱量，既是能量，這就相當於火電廠利用火燒熱能發電，人體利用反應釋放的熱量完成各種使命。

如是，生命完全在化學規律掌控下形成、生長、死亡，化學和生命得以貫通。

生命定義的解析

生命個體是按照基因構建形成的一個獨立的系統，基因是由複製反應得到的，也就是說生命個體可以解釋成「複製反應得到的一個獨立系統」。同時這個系統要保持穩定性，這種穩定性不同於熱力學的穩定性，它強調的是此複製反應得到的系統在一段時間內保持自身狀態的能力。但此種穩定的能力只適用於描述群體，而不是群體中的個體。這恰恰符合了生命的本質，因為生命是一個進化現象，而進化僅作用於群體而不是個體。在理解生命的過程中，我們應該關注生命的群體特徵而非個體特徵。生命群體的穩定性表現在不斷複製於繁殖過程中維持自身的狀態，也就是相同於達爾文進化論中適應性，反饋在化學中就是動力學穩定。

動力學是化學中專門研究化學反應速率的分支學科，它給出了一個適用於絕大多數情況的預測方法，那就是複製速度更快的分子比速度慢的分子更具優勢，並且複製慢的分子會逐漸滅亡，通過計算複製分子之間的相對反應速率就可做出預測。動力學穩定反饋的是複製分子在維持相同的速率進行反應，在複製分子不發生改變的前提下。因此，動力學穩定涵括了生命系統的穩定。

網絡該如何理解？如前文所說，個體生命在生物學中，或者在自然界中，甚至是宇宙中，都不具有真正的意義，因為生命群體才是根本，是物種進化的根源，生命個體在源源不斷地生成然後再消亡，就像是噴泉中的水滴不斷被替換一樣。生命個體具備的進化優勢特質沒有任何意義，即便此生命個體在競爭獲得巨大優勢，但也僅是個體而已。對於整個生命種族來說，競爭態勢以前如何現在還是如何，未來可能還是如此。只有種族具備這個優勢特質的進化基因，才能使得種族在競爭中獲得優勢，將基因遺傳下去，使得整個種族繼續繁衍生息。因此在定義生命時，所參考不是生命個體，而生命群體。

整個生命群體就是一個網絡，一個完整的生命網絡，一個在自然選擇下的進化生命網絡。在這個網絡中，任何一個生命個體或種族的生死興衰都會引起其他個體或種族的改變，從而引發整個網絡變化。每個人都是由數以億計的獨立細胞構成，這些種類繁多的細胞大約是有1013個，同時在人體內的細菌數量約是細胞數量的10倍，如此數量的細胞和細菌圍繞著人體構成一個巨大的網絡，我們肉眼看不到的網絡，其中任何一個細胞或者細菌的變異、死亡可能導致這個網絡的癱瘓。這就是生命網絡，生命從來都不是孤單的。

最後說說動態，在我們的視角看來，生命彷佛是靜止，一切生命都是「不動」。但是實際上，生命是動態，化學反應必要持續的進行，供給生命體以能量以及基因複製，保持生命系統的「動」，不動的只能是死物，非生命物質。大約在28天，人類的皮膚會全部更新；大約在4個月，全身的血液都會更新；大約在10年，身體的骨骼都會更新。從生命發展歷史來看，生命從是一個單細胞開始，逐漸展開，演化成細菌、昆蟲、植物、動物等等多種多樣的物種，也就形成現在看到的生命樹，這一過程的實現依靠的是複製反應的持續進行。從生命個體來說，必須要抵抗熱力學第二定律帶來的影響，規避從有序走向無序，依靠的是化學反應分解食物提供能量，生命系統內的化學反應必須時刻進行著才能保證生命系統的有序。

因此，生命是通過複製反應得到的一個自我保持動力學穩定的動態反應網絡。

結語

生命是什麼？不管是在科學上，還是哲學上，都纏繞著人類已有千、百年，無數的先賢曾就此問題提出自己的見解，如達爾文、愛因斯坦、薛丁格等等，但都未能成功定義出生命。直到現代科學發展下，貫通化學與生命之間的隔閡，用化學定義出生命。

本書給出生命定義也許不夠完美，還不能概括到所有的生命，但是它向生命大統一理論又邁進了一步，比薛丁格的《生命是什麼？》更近一步。它可能解不開你對生命的迷思，但一定能幫忙對於生命的理解前進一步。