生命与非生命有什么区别？亚里士多德认为，生命的特殊性就是“生命拥有灵魂”——植物、动物、人都是有灵魂的。 中国人称之为“气”。  什么叫做“活”的？ 这套理论看似解释了一切，但从另一角度来说，所谓“灵魂”只不过把人人都能看到的东西，换了个抽象的名词重新说了一遍而已。 笛卡儿却提出了完全相反的理论——“生命就是冷冰冰的科学定理”，人就是生物机械体。 这其实是两个极端。 不过，从纯物理学的角度，可以看出一些明确的规律。薛定谔写过一本“跨界著作”——《生命是什么》，在本书中指出——“尽管在高度复杂的生命系统中会涌现出全新的定律，但是它们绝不会违背物理定律”。  薛定谔——从物理角度看生命 薛定谔在书中提出了很多条自信的预言，比如他设想“遗传物质是一种非周期性晶体”、“遗传变异可能是基因分子量子跃迁”，他还提出一条很敏锐的观点——“生命必须从环境中摄取负熵”。 熵——自然之道熵，就是“一个系统的混乱程度”，无序状态就比有序状态有更高的熵值。 热力学第二定律告诉我们一个大自然的真理——孤立系统的熵一定会越来越大的，也就是自然力是趋向于变得更混乱的。 简单地比喻，无人照顾的大楼，一定会慢慢腐蚀、分解、倾颓、化为灰尘，这是大自然的大趋势。  Entropy——熵 从熵的角度讲，从混乱中产生秩序是非常困难的事情，像人类诞生这样的概率几乎就可以认为是不可能的。 有个很好的比喻，宇宙中产生人类的概率，就如同你把一块瑞士手表700多个小零件小齿轮散落在一个泳池中，而完全依靠水浪的波动重新组装为一块完整的手表。  就是这样的概率。 不过，我们也很容易想到，如果一个大厦有人维护、一块手表有人装配，不就是可以“维持有序”么？是的，那么这个系统就不是热力学第二定律中的孤立系统了，这是定律给我们开的一个小口子。 所以，生命系统想要维持生存（有序），唯一的途径就是以“负熵”为生，输入能量、物质与信息。 绵延不绝的生命生命是脆弱的，环境的变化很容易导致生命的丧生。拿人来说，空气中的氧气含量少一些，就会出现缺氧；氧气含量大一些，又会出现氧中毒。 并且，环境中的意外时有发生，因此，生命之所以奇迹般地绵延不绝，最主要的原理就在于——生命是可以“自我复制”的。 科学家已经了解生命复制的基本原理，称为“中心法则”——  从名字中的“中心”二字，也能看出这个法则的重要性 不过，这里有个明显的疑点。自然之道，是倾向于简单的，因为简单意味着高效、节约、更易自发产生，但是，如何解释在DNA与蛋白质中间，为什么凭空多出一个第三者“RNA”呢？为什么地球生命都不约而同地选择了这样一种复制方式呢？ 按理说，DNA是遗传信息的存储器，蛋白质是生物机械的元件，那RNA有什么用呢？ 结合现在的研究，最有可能的情况是，RNA在生命诞生之初，既可以像DNA一样存储遗传信息，也可以像蛋白质一样作为一种生物机器。而可能在RNA世界出现甚至统治地球之后，DNA与蛋白质才崭露头角，它们利用各自的优势，从RNA那里抢走了原本属于它的荣耀。 从这个角度讲，地球生命诞生之前，数不清的RNA大分子中有这样一种组合恰好产生了自我复制的催化能力，于是它就“活”了，成为了当世的“生命”，是真正生命诞生的前夜。 更为复杂的地球生命如果我们单纯地认为，在地球上“成功”的生物一定是复杂的，或者说，为了抢占更多的资源，生命不得不演化出更多的机能，那就错了。 从整个生物演化史、地球生物圈来看，生物的“成功”与否与复杂程度没有什么必然关系。无论从数量还是种类，从能量利用的效率还是自我复制的速度，人类完全无法与单细胞的细菌真菌相提并论。所以，其实地球真正的主人还是人家单细胞生物。 正在游泳的小细菌 那么问题来了，更复杂的生物如何产生的呢？ 首先我们要先理解一个基本的原理——“尺度效应”。尺度效应是导致单细胞生物不可能很大的核心原因，当一个细胞变得很大，那么相对它的内容物来说，细胞膜就太小了；另外，细胞内空间的增加必然导致对蛋白质分子的需求会以直径三次方的速度增加，但DNA模板却仅有一套，除非发展出难以想象的超高工作效率，否则就不可能完成任务。 这些都导致一个结论：细胞大不起来。 因此，如果想要成为更大的生物，唯一的途径就是用很多细胞组装起来。最直观的产生方式，就是细胞分裂后，细胞与细胞之间不分离开，整体体型就会变大，成为一个多细胞的生物。 体型变大有什么好处呢？ 不容易被吃掉啊，这就是最大的好处，也很有可能是多细胞生物最初诞生的原因。 细胞越来越多，生物体为了提高效率，自然向细胞分工进化，不同的细胞完成不同的工作，最终产生了复杂的生命形式。 感知这个世界我们可以通过各种神奇的感观认知世界，这是多么的让人不可思议。尤其是通过视觉看到世界的五彩斑斓，这么复杂的感知是如何实现的呢？ 事实上，人类目前已经可以理解视觉的原理，在电子显微镜下可以看到（下图），视网膜上密布着感光的细胞，特别是棒状的视杆细胞（绿）和尖尖的视锥细胞（紫），这些细胞上密布着能够吸收光的蛋白质，将光信号转换为化学信号与电信号，这样才能实现生物体对于光的真正的感知。  电镜下的视网膜细胞 但是，这些感知归根结底还只是一个个的光斑，而我们看到的却是整个世界呀！ 其实，光点信号被汇合一次就能产生关于朝向的信息，那么方向信息再汇合一次就能产生形状的信息，形状再叠加色彩，对能形成对于五彩世界的感知。而这些所谓的汇合，其实就是大脑对信息的处理。 换句话说，视觉是我们对于感知到的光点的脑补后的结果。 记住，看到的，未必是真实的。 自我意识我们必须承认，以上所有的结论，都远不足以为“智慧”这个词给出一个完整的描绘。 那么，在一台精致复杂、可自我复制、能采集环境信息的机器，与智慧的人类之间，到底还差什么东西呢？ 答案也许就是那一个字——“我”。 科学家们研究动物是否具有自我意识的方法也是简单可爱，就是让动物“照镜子”——  判断自我意识的镜子实验 有些动物马上可以认出“镜子里的动物是自己”，而有些动物却会把镜子里的形象当成是另一个同类。 当然，这种实验的方式也有诸多争议。假如我们制造出一个人工智能可以从镜子里识别出自己，难道它就有意识了么？当然不是。 人类智慧中的自我意识，是一种和我们为人工智能设定的所谓自我意识截然不同的东西。我们的意识丰富庞杂，时刻经历着微妙的变化，驱动着闪耀着智慧光芒的人类情感、记忆、交流和对未知世界的探索。 关于生命认知的判断对于地球生命和智慧，别说今天的我们远没有做到深入理解，即便是要给出一个关于我们到底能不能最终理解、什么时候能最终理解、可能通过什么思路和途径得到这一理解的猜测，都显得过分轻狂和盲目。  生命 关于生命，关于智慧，关于我们自己，我们知道一些，我们不知道许多，还有更多东西远在想象之外。 但是，我们一定会知道，我们必须知道。
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