张芮菁职业博客
我的日志
什么是生命?
给生命体下个定义并非易事. 普遍认同的生命的特征是可以自我繁殖, 有能量新陈代谢, 可与周围环境间进行物质交换. 除此以外, 与热力学第二定律截然相反, 生命体纷繁的结构下掩藏着秩序与协调, 因而生命必须消耗能量以抵消不断增加的熵(entropy), 从而维持热力学平衡. 一旦生命终结, 生命体的补偿作用就会结束, 于是尸体按照自发臻于最大混乱度的自然定律重新回到大自然之中. 从这个意义上说, 能量和熵之间的界限成了判断是否具有生命的判据.
然而特例不可避免. 由母马和公驴杂交产生的骡子和雄狮和雌虎杂交所生的狮虎都没有繁殖能力, 难道我们就漠视它们的存在, 或者说它们虽然看上去像活体, 其实不是生物体? 另外, 一些病毒或植物种子可以在坚固的表皮中存活几百甚至千年而没有新陈代谢. 从狭隘的生命观很难判定它们是否具有生命. 二十世纪70年代英国科学家Lovelock 在其Gaia理论中提出岩石, 溪流, 山峦甚至泥土都应当被看作生命. 事实上许多人支持该理论. 这个理论认为地球有自我再生能力, 因而乐观地认为地球可以自己解决所有人类产生的污染问题. 如果地球认为人类对其生存构成极大威胁, 大地女神就很可能通过诸如厄尔尼诺, 拉莉娜等气候异常变化和地震来根除这些麻烦制造者以维持地球健康.
在我们现有的观测范围内我们可以发现一些看似生命却无生命的晶体违背熵原理, 自身繁殖其特有构型. 它们通过将周围物质转变为其自身以繁殖. 这些晶体绝大多数是金属氧化物, 但是也有一些含碳的有机物自生长. 尽管不是先决条件, 我们可以看到的生物都具有碳架结构的含碳有机物. 之所以是碳而不是地球上含量较丰的硅是因为碳原子之间的键较硅原子间牢固, 更易形成稳定结构.
与含碳的生物体相类似, 计算机病毒被称作“硅生物体”. 它们最初是由程序员编制并传染给计算机的一些程序, 通过磁盘或网络传播, 自我复制, 甚至可以通过变异来抵抗杀毒软件. 这与<<圣经>>中"主造万物, 置地上而后观之. 其自复以繁衍."何其相似. 因而有人戏谑说“拂晓骇客造病毒, 上传至网络而观之. 其自复以繁衍." 当然这会引起众多非议. 计算机病毒仅能在计算机上生存, 一旦关机或下网, 复制和传播就不可能实现. 那么生物体呢? 它们一旦脱离了地球还能生存么?
从70年代Vikings到现在Pathfinder号宇宙飞船在探索火星生命, 以及最近关于从火星陨石中发现生命痕迹的争论都很容易证明对生命的定义是如何困难. 关于生命的定义在科学和哲学上都有重要意义, 但我之关于生命定义困难的讨论仅是为了辨析生命特征. 生命的基本单位是细胞, 细胞的基本成分是酯类, 蛋白和烃, 它们是由核心元素碳与氧氢氮等元素组成的. 细菌仅有一个细胞, 随着物种等级的提高细胞数逐渐增多. 人类有1000亿细胞. 如此复杂的有机体是怎样完全相同的自我复制的呢?
你可以通过这个链接引用该篇文章:http://zrj2007.bokee.com/viewdiary.17839977.html
我的广告
我的搜索