跨界視閾下對(duì)生命本質(zhì)的追問(wèn)：薛定諤《生命是什么》的科學(xué)思想與當(dāng)代啟示(二）
張長(zhǎng)峰
國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術(shù)研究中心 發(fā)育生物學(xué)博士、教授
四、《生命是什么》的影響與評(píng)價(jià)
（一）分子生物學(xué)的“思想催化劑”
該書(shū)最直接的影響是推動(dòng)了“物理學(xué)家轉(zhuǎn)向生物學(xué)”的浪潮。玻爾的學(xué)生馬克斯?德?tīng)柌紖慰?932年受玻爾《光與生命》演講啟發(fā)開(kāi)始關(guān)注生物學(xué)，1937年進(jìn)入加州理工學(xué)院研究噬菌體；直到1945年閱讀《生命是什么》后，才系統(tǒng)整合量子力學(xué)與遺傳學(xué)，明確將基因突變歸因于量子躍遷，并與盧里亞共同設(shè)計(jì)“波動(dòng)實(shí)驗(yàn)”驗(yàn)證了這一猜想。1969年他與盧里亞、赫爾希獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，在其諾貝爾獎(jiǎng)演講中強(qiáng)調(diào)“薛定諤式追問(wèn)”是研究起點(diǎn)?？死锟伺c沃森的研究更直接受其啟發(fā)。物理學(xué)家克里克1946年讀完《生命是什么》后，放棄雷達(dá)技術(shù)研究，于1947年進(jìn)入劍橋大學(xué)斯坦格威斯實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始自學(xué)生物學(xué)，他回憶：“‘基因是儲(chǔ)存信息的非周期性晶體’這句話像閃電擊中了我?！?953年兩人提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的論文中“非周期性堿基序列攜帶遺傳信息”的核心表述，與《生命是什么》第二章的猜想高度吻合。1962年獲獎(jiǎng)時(shí)，克里克專門致謝：“這本書(shū)讓我們相信物理化學(xué)方法可解基因之謎，這一信念支撐我們度過(guò)艱難探索期?！?/span>
該書(shū)更深遠(yuǎn)的影響在于奠定了分子生物學(xué)的核心范式——用物理化學(xué)方法研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，使生物學(xué)從“描述性科學(xué)”轉(zhuǎn)向“機(jī)制性科學(xué)”。當(dāng)代X射線晶體學(xué)、核磁共振等技術(shù)，以及中心法則、DNA復(fù)制機(jī)制等理論，其底層邏輯均可追溯至薛定諤的思想。
（二）對(duì)量子生物學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)的長(zhǎng)遠(yuǎn)影響
薛定諤“量子力學(xué)與生命關(guān)聯(lián)”的猜想，催生了量子生物學(xué)這一新興學(xué)科。該學(xué)科研究的光合作用量子相干、候鳥(niǎo)量子磁感受等現(xiàn)象，均源于其“基因突變?cè)从诹孔榆S遷” 的假說(shuō)。2014年《自然》研究證實(shí)，植物通過(guò)量子相干將光能轉(zhuǎn)化效率提升至95%以上，印證了他“生命利用量子效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)化”的預(yù)見(jiàn)。量子生物學(xué)家吉姆?艾爾 - 哈利利評(píng)價(jià)：“薛定諤70年前播下的種子，如今已長(zhǎng)成參天大樹(shù)?！?/span>
其“生命是開(kāi)放系統(tǒng)” 的觀點(diǎn)，為系統(tǒng)生物學(xué)提供了方法論基礎(chǔ)。薛定諤指出：“單獨(dú)研究某個(gè)分子無(wú)法理解生命全貌，其有序性依賴與環(huán)境的持續(xù)互動(dòng)。”這一思想直接反駁了極端還原論，當(dāng)代代謝網(wǎng)絡(luò)建模、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析等技術(shù)，正是對(duì)“開(kāi)放系統(tǒng)”思想的量化實(shí)現(xiàn)。
（三）科學(xué)界的多元評(píng)價(jià)與爭(zhēng)議
正面評(píng)價(jià)集中于其跨界思維與科學(xué)預(yù)言?？死锟苏J(rèn)為它“打破了物理與生物學(xué)壁壘，證明生命可被物理規(guī)律解釋”；德?tīng)柌紖慰朔Q其為 “分子生物學(xué)圣經(jīng)”；霍金在《時(shí)間簡(jiǎn)史》中提及：“它展示了理論物理思維的普適性，深刻思想能跨越學(xué)科邊界?！?/span>
爭(zhēng)議則圍繞還原論的局限性。生物學(xué)家恩斯特?邁爾批判其“忽視生命的涌現(xiàn)性特征”——基因表達(dá)受細(xì)胞環(huán)境、表觀遺傳等多因素影響，并非單純量子過(guò)程；生態(tài)學(xué)家康拉德?洛倫茲指出，“負(fù)熵理論”無(wú)法解釋生物利他主義等種群行為，需進(jìn)化論闡釋。當(dāng)代科學(xué)史學(xué)者的共識(shí)是：該書(shū)的價(jià)值不在于終極真理，而在于“開(kāi)啟對(duì)話”。羅伯特?奧爾拜在《通往雙螺旋之路》中強(qiáng)調(diào)：“它讓物理學(xué)家看到生物學(xué)價(jià)值，讓生物學(xué)家意識(shí)到物理方法潛力，這種對(duì)話比具體結(jié)論更重要。”
五、《生命是什么》的當(dāng)代啟示
埃爾溫?薛定諤的《生命是什么》作為20世紀(jì)科學(xué)跨界研究的里程碑，其核心價(jià)值既在于“生命以負(fù)熵為生”“遺傳物質(zhì)為非周期性晶體”等觀點(diǎn)對(duì)分子生物學(xué)的方向性指引，更在于它打破了物理學(xué)與生物學(xué)的學(xué)科壁壘，示范了“問(wèn)題優(yōu)先于學(xué)科”的跨界思維——這種思維不僅催生了分子生物學(xué)，推動(dòng)生物學(xué)從“描述性科學(xué)”轉(zhuǎn)向“機(jī)制性科學(xué)”，更在當(dāng)代社會(huì)仍具深刻啟示意義。
薛定諤在該書(shū)序言中曾坦言，人類從先輩那里繼承了“對(duì)統(tǒng)一的、無(wú)所不包的知識(shí)的強(qiáng)烈渴望”，而“大學(xué)（University）”這一名稱本身，就時(shí)刻提醒著我們“從古至今數(shù)千年，普遍性一直都是人類至高的追求”。這種對(duì)知識(shí)統(tǒng)一性的信仰，正是其跨界探索的核心動(dòng)力，也為當(dāng)代發(fā)展提供了指引：
從教育層面看，面對(duì)知識(shí)體系日益細(xì)分的現(xiàn)狀，更需以這種“統(tǒng)一科學(xué)觀”為內(nèi)核重構(gòu)培養(yǎng)模式。一方面要打破學(xué)科割裂的壁壘，通過(guò)跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)與知識(shí)整合，讓學(xué)生理解 “學(xué)科邊界是人為的，自然本身是連貫的”——正如薛定諤用物理規(guī)律解讀生命現(xiàn)象所展現(xiàn)的，不同領(lǐng)域知識(shí)本就存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)；另一方面要延續(xù)其“核心問(wèn)題驅(qū)動(dòng)探索”的思維邏輯，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者跳出碎片化知識(shí)點(diǎn)的記憶，像追問(wèn) “生命為何能對(duì)抗熵增”那樣主動(dòng)探究本質(zhì)，同時(shí)兼顧科學(xué)理性與人文視野的培育，避免單一學(xué)科思維造成的認(rèn)知局限。
在科研領(lǐng)域，該書(shū)的啟示尤為鮮明。面對(duì)癌癥治療、量子生物學(xué)、生態(tài)平衡等復(fù)雜議題，必須重拾“問(wèn)題優(yōu)先于學(xué)科”的原則，推動(dòng)物理學(xué)家、生物學(xué)家、生態(tài)學(xué)家等不同領(lǐng)域研究者的深度協(xié)作——正如薛定諤將熱力學(xué)與量子力學(xué)引入生命研究的嘗試，跨學(xué)科視角往往能照亮單一領(lǐng)域無(wú)法觸及的盲區(qū)。同時(shí)更要重視基礎(chǔ)研究的 “長(zhǎng)期價(jià)值”，薛定諤提出“非周期性晶體”猜想后，歷經(jīng)近十年才迎來(lái)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的證實(shí)，這提醒我們對(duì)暫無(wú)明確應(yīng)用價(jià)值但關(guān)乎本質(zhì)探索的研究，需給予“不問(wèn)短期回報(bào)”的耐心與支持，避免“唯應(yīng)用論”的短視傾向。
從社會(huì)層面而言，該書(shū)的思維范式為應(yīng)對(duì)全球性挑戰(zhàn)提供了關(guān)鍵方法。在科學(xué)傳播中，應(yīng)借鑒薛定諤 “用通俗語(yǔ)言傳遞嚴(yán)謹(jǐn)思想”的智慧，平衡專業(yè)性與可讀性，讓“負(fù)熵”“開(kāi)放系統(tǒng)”等核心概念真正走進(jìn)公眾認(rèn)知；在應(yīng)對(duì)氣候變化、資源短缺等問(wèn)題時(shí)，則需踐行其“生命是開(kāi)放系統(tǒng)”的認(rèn)知——人類社會(huì)與生命體一樣，需通過(guò)減少“無(wú)序消耗”、構(gòu)建“有序循環(huán)”實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這種系統(tǒng)思維正是破解局部思維困境的關(guān)鍵。
作者簡(jiǎn)介：張長(zhǎng)峰，1976年8月出生，湖北五峰人，土家族；博士、教授、國(guó)務(wù)院特殊津貼專家、山東省政府特殊津貼專家；山東省政協(xié)委員、民盟山東省委委員。國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術(shù)研究中心（山東省商業(yè)集團(tuán)有限公司）科技研發(fā)部部長(zhǎng)、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）主任?？萍疾?、山東省科技廳入庫(kù)專家，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“科創(chuàng)中國(guó)”果蔬貯藏物流產(chǎn)業(yè)服務(wù)團(tuán)副團(tuán)長(zhǎng)，全國(guó)物流標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)第三屆冷鏈物流分技術(shù)委員會(huì)副主任委員，山東省人民政協(xié)理論研究會(huì)第四屆理事會(huì)理事。
國(guó)家“十二五”以來(lái)，連續(xù)承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題8項(xiàng)；作為首位發(fā)明人獲發(fā)明專利15項(xiàng)；以第一或通訊作者發(fā)表SCI和EI收錄文章27篇；制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)；出版專著4部；獲教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)、省政府科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)等。立足本職工作，50余件建言被全國(guó)政協(xié)、中央統(tǒng)戰(zhàn)部、民盟中央和省委辦公廳采納，以及獲得省委省政府主要領(lǐng)導(dǎo)批示。多次獲民盟中央、民盟省委建言獻(xiàn)策突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)； 2024年度山東省政協(xié)“履職優(yōu)秀委員”；2020年獲“省直機(jī)關(guān)最美職工”榮譽(yù)稱號(hào)。
