什麼是生命?
」生命的本質就是信息,它通過消耗能量的方式來維持信息的傳遞「
概括如此精闢、巧妙的話不是我講的,我沒有那麼神奇。是薛定諤預言的。不過,更神奇的是,預言得到了科學的實證。不相信嗎?摘錄的報導如下:海洋微生物基因組計劃讓溫特對單細胞微生物產生了濃厚興趣,他的下一個目標就是用生物化學的方法製造出一個全新的單細胞微生物。要想完成這個目標,最大的困難就是人工合成一條完整的DNA長鏈,並將其激活。為了證明這個思路是可行的,溫特先在實驗室里人工合成了一條噬菌體DNA鏈,再將其混入大腸桿菌培養液中。噬菌體就是專吃細菌的病毒,它們不能單獨生活,而是依靠細菌宿主的細胞器複製自己,然後再殺死宿主,繼續轉播。溫特的這個噬菌體實驗很容易獲得了成功,進入細菌身體後的人工合成噬菌體DNA就像一個活病毒,成功地綁架了該細菌,將其變成了自己的繁殖工具,組裝出成千上萬的新噬菌體。
但是,噬菌體畢竟是一種不能獨立生活的病毒,除了DNA外就是一點蛋白質外殼而已,合成起來不難。真正的困難在於人工製造一個能夠獨立生活的細菌,有兩個巨大的障礙橫在溫特的面前,第一是如何能在實驗室里人工合成出細菌的全套染色體DNA,第二就是如何「激活」這條DNA長鏈,使之完成從「死的」有機大分子到「活的」生命之間的轉換。
為了攻克第一關,溫特決定從一種支原體開始做起。這種支原體的基因組是已知單細胞生命中最小的,只有58萬個鹼基。即使如此,僅憑目前的DNA合成技術要想合成出整條DNA長鏈也是非常困難的。科學家們採用了一種變通方法,先合成一段段大約6000個鹼基長的DNA片段,然後將其導入酵母菌,利用酵母菌自帶的基因重組功能將這些片段分步連接起來。經過4次組裝,終於得到了一條完整的DNA長鏈。 第二關更難一些,攻關過程中遇到過兩次大的麻煩。第一次的原因較為簡單,合成的DNA片段少了一個鹼基,於是後面的閱讀順序就都錯了一位,肯定亂套了。但是,在解決了這個問題後,新的DNA長鏈還是沒能被「激活」,經過兩年的不斷試驗後,科學家們終於發現了問題所在。原來支原體DNA上帶有特殊的甲基化標記物,它們就像識別裝置,可以防止外來DNA前來搗亂。解決了這個問題後,合成DNA終於順利地被激活了。而被轉入了新DNA的支原體細胞順利地接受了新的指令,變成了另一個全新的物種。 接下來,溫特做了一件大概只有他才會做的事情:他設計了一套密碼,將從事這項研究的主要工作人員的名字轉換成相應的鹼基順序,裝進了這個人造生命的基因組內。這就相當於給這個新生命加上了水印,從此這個新物種便永久性地帶上了溫特的烙印。這個做法有點囂張,不少人懷疑溫特想扮演上帝的角色,還有人擔心人造生命會帶來倫理問題。 事情真的是這樣嗎?溫特用另一個水印圓滿地為自己的行為做出了解釋。他把美國著名物理學家理查德?費曼(Richard Feynman)的一句名言加進了新生命的基因組當中: 對於我不能製造的東西,我就無法去了解。 原來,溫特的真正目的就是想通過製造生命來了解生命的奧秘。 2009年8月20日出版的《科學》雜誌首先報道了這一成果,西方媒體稱其為「人造生命」,其實僅就這篇論文看,這個支原體還遠沒有達到人造生命的水平。首先,溫特必須藉助酵母菌來完成人造DNA最後的組裝,嚴格說這還不能完全算是人造生命。其次,溫特必須藉助現有細胞內的細胞器來給新的基因注入活力,這就相當於給一台電腦換了軟體,使之成為一台新電腦,但電腦硬體畢竟不能算是人造的。針對部分媒體的質疑,溫特解釋說,這只是萬里長征的第一步,他手下的科學家們正在緊鑼密鼓地做實驗,爭取儘快解決這兩個難題,徹底擺脫酵母菌的幫助,製造出真正的人造生命。 但是,這個實驗最大的意義在於,溫特徹底回答了薛定諤當年提出的問題,那就是生命只不過是一個被DNA控制的機械裝置而已,不需要特別的「靈魂」就能運轉起來。在溫特看來,生命就是一個精巧的圖靈機,每個生命體都自帶一套完整的,能夠用來複制自己的圖紙。這台機器的部件是由蛋白質和RNA製成的,它們的任務就是按照DNA圖紙提供的信息,組裝成一個個新的機器,並在此過程中把DNA攜帶的信息傳遞下去。柯沃特教授把這525個基因以及相應的細胞器的功能完全數字化,讓計算機對這些基因的功能及其相互作用進行模擬,這就等於在計算機里給這個細胞做了一個備份,真實世界裡的細胞行為完全可以在虛擬世界裡重複出來。事實上,關於生殖支原體的性質已經有過很多研究,柯沃特在計算機上模擬了這些研究,得出的結果和真實的實驗結果完全吻合。
這篇具有劃時代意義的論文再次證明,生命的本質就是信息。薛定諤的預言終於得到了證實——生命的本質就是信息,它通過消耗能量的方式來維持信息的傳遞。這項研究不光具有哲學意義,還有很強的實用性。比如,今後關於生殖支原體的研究可以不用在實驗室里做了,直接在計算機上模擬就可以了。溫特預言,數字化生物學將為醫學帶來新的革命。
全文見 三聯生活周刊 12年第32期
1、地球的生命起源
地球上生命是怎麼來的?
地球上為什麼會有我們人類的存在?
是否存在外星人?
首先我們知道人類是生物,並且是有思想的生物。
但我們也知道有比人類低等的生物例如狗、貓、豬等稍有思想的生物,也是生物。
我們還知道像細菌這種沒有意識,只是一些結構複雜的分子就可以構成生物,他們沒有思想。
甚至DNA RNA 或蛋白質的有機大分子就可以構成一些病毒,他們也屬於生物。
而且我們知道高等生物是由低等生物經過長年的變異進化出來的。因為他們都是」活「,所以我們賦予他們定義叫」生物「。但事實上這些所謂的」生物",也只是一個可以發生各種「生化反應的一團分子「進化而來的(例如一些簡單的病毒只是一段DNA)。再高等的生物就是一個更大團的生化反應堆而已(例如一些細菌),在非常非常長久的時間裡,由於環境的變化使得這些生化反應堆,有了更高等的進化,產生了一些更複雜的結構和聯繫,使得生物結構複雜超出我們所能理解的複雜。
所以生物也只是一座」反應堆「,利用原料發生反應,得到部分產物,排掉部分產物。如果環境不適宜那麼這個反應堆就無法進行,或解體或變異進化等,這就是生物。(思想的進化,在這裡我們暫不討論)
關於地球上生物的來源,我們知道。在最原始的年代是沒有人類或高等生物的存在的。我們的考古化石,發現最古老的的化石都只有以原生生物這些低等生物。現存的高等生物都是由低等生物,經過長達億萬年的進化而來的。
開始接觸生物的時候,我堅信地球上的生物是外星帶來的。
因為我們所能理解的時間和空間讓我們很難理解,生命從無到有的艱難過程,以及這個過程的必然和偶然性。(以後會和大家講講,進化是怎麼一回事。)
生命起源的科學假說。」自然發生說「:認為生命是從無生命物質自然發生的。
古代中國人相信」腐草化為螢「腐肉生蛆等,埃及人認為蛙和鱔魚是淤泥中產生的,亞里士多德還認為腐爛的屍體和排泄物能產生絛蟲。」鵝樹學說「還認為針葉樹的樹脂和海水的鹽分結合可生出鵝和鴨,因而鵝、鴨肉曾一度被劃分為素食。
很明顯,上面的假說是錯誤的。
因為後來的幾個實驗,擊破了這些假說的不合理性。(科學的發展就是建立在假說的基礎上的,如果這個假說沒被證實是錯誤的。那麼我們就認為它是正確的,這就是科學)
給大家直接上圖:
這是17世紀義大利醫生Redi腐肉生蛆的實驗。他證明了事實腐肉不能生蛆。
腐肉生蛆是因為蒼蠅下的卵在上面,然後長出來的蛆。
接著做了另一個類似的實驗:18世紀義大利生物學家L.Spallanzani肉湯實驗(如下圖)
18世紀義大利生物學家L.Spallanzani肉湯實驗
把肉湯煮沸是為了把肉湯里的生物全部殺死,煮沸後的肉湯內不含有生物。
當我們不密封瓶口的時候,一段時間後,肉湯里就會長了很多的微生物(空氣中存在微生物)。
如果我們密封了瓶口則不會長出生物。
事實上,讓更多人知道的是這個實驗,著名的19世紀法國微生物學家巴斯德」鵝頸瓶實驗」(如下圖)
因為但是人們認為上面的2個實驗,密封了瓶口。把肉湯的「折磨」得失去了「生命力」所以不適於生命的生存了,所以密封的那瓶不能長出生物。「鵝頸瓶實驗」用的是同一個瓶子,並且末端是開口的,空氣可以進去瓶內。微生物則被阻沉在彎部那裡,不能進入肉湯。
靜置不能長微生物的瓶子,打斷」鵝頸「後很快就長滿了生物。證明了生物只能來自生物,不能來自無生命的物質。
這樣看來,那麼地球的生物是從哪來的呢? 如果這樣反推的話,只能來自外星了?
某些微生物可能付著在一些隕石內,彗星等來到了地球。
可是宇宙中苛刻的高紫外、高溫、高輻射等條件會殺死這些生物嗎?有可能,當也可能沒。因為4000m深高壓缺氧黑暗的海底都生物、深達2000m的地下石油礦也有細菌,甚至我們能再火山岩中找到活細菌。
1959年9月澳大利亞落下的一顆炭質隕石中含有地球上不存在的有機物酸和氨基酸。儘管這些有機大分子可能是在宇宙中經過光、電紫外衝擊生成的。光譜分析證明以上條件確實可以生成氨基酸、嘌呤、嘧啶等這些原始的生物分子。地球外確實存在有機物,也可能存在外星生命。
但如果地球的生物是外星帶來的, ---那麼外星的生命又是怎麼來的呢?
外星的外星的生物又是怎麼產生的呢?
所以說生物肯定是從無生命的物質,變成有生命的生物的。是從無到有的過程,但這個過程如何成為可能的呢?
又回到了我們最開始19世紀以前的「自然發生學說」。(這就是科學的發展路程,當我們證明一個結論是錯誤的時候,我們有得必須提出新的假說、或修改我們之前的結論)
我們把這個叫做「新的自然發生學說」。開闢這個先河的生物學家是前蘇聯的生物學家奧巴林1942發表的《生命起源》(1936年本人改寫)。是現在認可度最高的生命起源專著,並在深入研究中取得了很好的成果。證明了生命與無生命並不是不可以轉化的,是漫長的宇宙進化過程中,某個階段的從無生命物質發生的一個長期轉化過程。不能簡單理解為現在的條件下由非生命的有機物突然產生的。
這個過程比較複雜抽象,所以只能簡單的講。(為了大家更好理解,我會改動,不一定是正確的,但希望是能起積極作用)
儘管我們不能確定地球的生命是否來自外星。但我們知道地球條件能夠滿足化學進化的條件。
地球形成於大約45億年前。地球形成是並沒大氣存在的,整個地球就暴露在宇宙環境中。會有各種光、電、輻射、高溫、火山噴發等。這些條件光電、紫外輻射等,可以讓一些分子結合成有機大分子。但也也不足以形成生命。
後來在地質運動中火山噴發形成的各種氣體中包含了甲烷(最簡單的有機物)等氣體。當然從地下噴發的火山中是存在水蒸氣的。這些氣體由於地球的引力作用,被吸附在周圍。形成了原始的大氣層。後來水蒸氣越來越多,形成雨。1952年美國芝加哥大學的研究生S.L.米勒,在其導師H.C.尤里指導下,進行了模擬原始大氣中雷鳴閃電的實驗,共得到了20種有機化合物,其中11種氨基酸中有4 種(甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白質所含有的。其他的模擬者也得到了核酸分子等。
上面的大分子是怎麼,發展形成原始生命的呢?
那就需要我們理解前面講的:生物也只是一座」反應堆「,利用原料發生反應,得到部分產物,排掉部分產物。
當原始的一些大分子由於紫外等宇宙條件生成後,當他們有發生化學反應的可能的一些分子碰到一起的話,那麼他們就可能發生一系列的化學反應。從而行成一個反應的小團體。例如某些RNA片段被光電作用下,結合,再分開。事實上這就是RNA病毒的生物行為。(例如原生動物四膜蟲的RNA,它本身的部分片段就是自己的催化酶,可以複製自己的片段,來催化自己的複製活動。這事實就是生化反應,但也是生命活動)。由此可見上面的小團體是能夠變現出一定的生命現象的。
當我們「巧合」反應的分子越來越多的時候。就會有部分的分子能夠像上面的那個RNA一樣,利用周邊的環境中的原料來進行反應,產生廢物。(有2個專業名詞叫:團聚體學說和微球體學生。感興趣的童鞋可以去查查)
這也是我們所說的化學進化,單單化學進化,地球就用了整整10億年的時間。
當上面的小團體分子團和一種磷脂的分子反應越來越多時,就會被這種分子包圍起來。而這種分子就像一層薄薄的紙一樣。可以透水和透過一些物質。也是以後發展成細胞膜的基礎。
當這些反應體系把周圍的原料用完後,那麼就無法再反應下去了。那反應停止,就相當於死亡了。這些反應小團就不存在了。但某個小團的反應體系需要的是A物質釋放B物質,另一個小團需要的是B物質釋放A物質是,當他們靠攏,那麼又可以繼續反應下去。並且這樣就形成了更為複雜的反應體系小團。
還有地球存在一種物質叫:卟啉。可以利用光能(葉綠素中就含有)。如果某些小團反應體系中含有卟啉的話,那麼他就可以不需要吸收周邊的物質來維持這個反應體系了。只要小團體在有水的地方,在光能的作用下就能自己養活自己(自養型)。(事實上還有一些細菌可以利用自然界中的一些反應產生的能來來維持自己的反應---化能自養型)當自養型的小團體出現後,那麼那些 需要用外界原料去反應的小團體也得救了(異養型)。只要他在自養型的小團體旁邊,而且它需要的原料剛好是自養型的廢物或是小團體本身。
下面我們加快進度來講。
當很多的自養型或異養型的小團體互相結合之後,就可能形成一個更加複雜的反應體系。類似我們的細胞,經過長時間的環境選擇,造就了多種多樣的小團體。我們現在很多研究認為 線粒體是一個異養型的小團體合併到了一個大團體里而已,葉綠體是一個自養型的小團體合併到了一個團體。當這些團體互相靠近得到更好的反應時,是就會越反應越多,形成了多細胞的團體。這些團體各有各的反應體系和條件。事實上這就是原始的生命了。
目前地球年齡約為45億年,就以上的化學進化就要用上約10億年的時間。
生物那些事1_maomao_新浪博客
關於什麼是生命,這個問題涉及到人類自我認識的問題,已經爭論了很久,我不敢說自己已經解決了這個問題,但至少嘗試著總結和提供一些思考思路。
一拿到這個問題,如果直接拿起一本《生物學》翻翻看,我們通常會看到這樣具有一定誤導性的答案:書上會說生物具有以下特徵:
1、有共同的物質和結構基礎 2、有新陳代謝現象 3、有應激性 4、有生長,發育,生殖的現象 5、有遺傳變異的特徵 6、能夠適應一定環境和改變環境 7、生物的生活需要營養8、生物能進行呼吸
9、生物能排除身體內的廢物我們首先來看看這些講得靠不靠譜。
第一條肯定是錯的,太狹隘。在之前,科學家們說到要找地外生命,都會提到那個星球要有水,氧氣什麼的,不過比較令人欣慰的是這種情況已經改觀很多,現在主流生命學界不再認為水是生命的必要條件,也不再主流認為生命必須要有和地球生命一樣的分子化學結構。事實上,地球生命之所以以水為原料,只是因為水是地球上大量存在的液體,而對於生命體,其體內的物質能量傳遞和轉化通過某種大量存在的液體為載體是有效的,因此是地球生命『選擇』了水作為自己的必要原料。同樣的,科學家認為,地外星球上要是存在大量液氨那也也能起到和水一樣的效果,也能存在生命,或者其他大量存在的液體。因此,尋找地外文明以尋找水的存在是很low的,但是大概可以肯定的是,存在生命的星球基本上存在某種大量存在的液體,而這種液體就是這個星球生命的基本原料。液體一方面不像氣體那麼不穩定,又不像固體那樣過於穩定,因此是生命的良好原料,有人說地外生命靠吃沙子存活也是不靠譜的,因為沙子不好吃。另外,我們也不能要求地外生命必須要有和我們一樣的碳結構,其他的結構如果同樣也有碳結構的優點,那麼也能成為生命的化學形式。這些討論還是比較狹隘,只是在生命的分子化學層面的描述。
第二條,有新陳代謝現象,事實上,第二條說的是生命應該與外界有物質交換和轉換關係,我都不知道新陳代謝是什麼意思,說生命能新陳代謝有些同義重複描述之嫌,對探索生命本質沒有什麼幫助,很多非生命的物體照樣和外界物質交換和轉換,但是有人會說你這種交換怎麼能和新陳代謝相提並論啊,新陳代謝是多麼高尚的事情啊,可問題就是你如何嚴格界定區分呢?說一台機器吃進去一塊鐵,排出一堆鐵屑,或者排除氧化鐵,這個過程和你吃進去飯然後那個幹嘛的過程相比,你怎麼從原則上說出不同點呢?
第三條有應激性,用腳想就不靠譜,應激性的定義也會碰到原則上的困難,一片PH試紙碰到酸變紅了,我說這片紙有應激性,這不會有問題吧,這個應激性和生命的應激性有什麼原則上的不同呢?如何定義應激性呢?第四條,生命能夠生長發育繁殖也不靠譜,生命一定要是通過繁殖來的嗎?就算目前所觀察到的所有生命都是這樣來的,也不好說生命必須是這樣來的,因為當我們討論生命是什麼時,我們關注的不是生命在我們目前看來是怎麼來的,我們關注的是生命可以是怎麼來的。誰能保證你家後面那個房子裡面不是在瘋狂製造學生,然後讓他們去上課呢?這些瘋狂造出的學生還都是現成的20歲,不需要生長發育,還不會遺傳變異,但他們也是生命。之所以我們觀察到的生命都會繁殖,是因為如果這種生命不會繁殖那就不會存在至今了,但並不等於說生命一定要會繁殖,一種人擇原理決定了我們看到的生命必然是會繁衍的,難道不孕不育的人就不是生命了嗎。
為了儘快進入本文的主題,其他幾條我也不想討論了,也是不靠譜的教科書式的論述,按之前的思路都好說。重點說說第六條,第六條的意思是生命應該是具有某種自主性的系統,這個相對稍微靠譜些,本文後面也會討論到。 當我們試圖探討一件事物是什麼時,我們通常會通過描述這個事物的現象,我想說,在生命是什麼這個問題上,這條思路非常失靈。生物學課本上對生命的定義其實不是定義,只是描述生命具有的現象,這種描述必然不能深入其本質。
現在,有一個問題是:是的,以上各點雖然每一點拿出來,你都能舉出不是什麼生命卻滿足這樣條件的東西,但是生命指的是包含以上全部條件的啊。只是以上條件本身都不靠譜,滿足了又怎樣呢?不管這些條件怎麼樣,按人類未來預期的能力,製造這樣一個系統完全滿足以上條件完全不成問題,只是如何界定這個系統也是生命呢?
關鍵在於,為了探求一個事物的本質,我們通過其現象來描述本身就是不靠譜的。先不說生命這個概念,就說最簡單的桌子,要是被問起桌子的定義,我們確實也只能通過描述桌子具備的特質,也就是現象來定義桌子。好玩的是,不管我們舉出的桌子的任何特徵,我們總能找到另外的物體也具備這些特質。如果要我解決這個問題,我會說,桌子的定義就是『桌子』。桌子不是某種物體,也不是某個具體哪個桌子,桌子就是個概念,換句話說,有的人可能會說:我不知道桌子的定義是什麼,但你給我一個東西,我馬上就能看出這是不是桌子。對於桌子這麼簡單的事物我們都不能說出其定義,我們又怎麼指望說出對生命的概念呢?
同樣的,或許我們之所以很難把握生命的定義,本身就因為生命是個概念,這種概念只能通過『直觀』來把握,而不能通過描述現象得到。如果真要定義生命,我們能做的只是把生命的概念和其他一些概念進行關聯,除此之外,我們什麼也不能做。
在s考夫曼的著作生命是什麼中,我比較認可作者的觀點,覺得很靠譜,拋開哲學的角度,我認為這本書描述的生命的現象是最貼近客觀本質的。作者認為生命的本質是一種負熵系統,是一個能夠通過向外界環境攝入負熵從而避免自身系統同外界環境達成完全熱平衡狀態的系統。所謂的熱平衡狀態指的是區域內所有的物質達成了最無序的狀態,也叫隨機態。因此,如何理解生命需要攝入事物呢,並不是為了攝入能量,而是為了攝入負熵,並且把這種負熵轉化為自身系統的負熵,維持生命系統的有序度,避免與外界環境成為熱平衡狀態。生命的定義並沒有必要通過一些與之沒有本質聯繫的現象來定義,生命的本質就是一種有序度和維持有序度的能力。
這裡有一個問題,我們人並不是永生的,總有一天我們會老去,那時也就是與外界達成了熱平衡狀態,身體的熵增大到最大並且是不可挽回的狀態。我們維持有序度並不是一直持續的能力,只不過時間長了一些而已,那麼一些系統也能維持一定時間的有序度,比如人造衛星在它的電池板壽命之前,也能通過陽光攝取一定的負熵,維持其工作能力(工作能力就是一種有序度),那麼我們如何原則上區分兩者的區別呢?一種答案是,人造衛星的有序度事實上一直在降低,只不過前期降低很緩慢,最後一下崩潰了,而人的有序度是維持的狀態,甚至在成長時期還是不斷增長的,避免熱平衡的能力在一定時期也能增長。這就是區別。
另一種思路是,這個問題給我們提供了關於繁衍的新視角,人類個體確實最後的命運是走向熱平衡,但是整個人類不斷繁衍,能夠維持和提高自身系統的有序度。而人類社會作為一個整體,其有序度也在不斷提高,分工越來越複雜有效,城市越來越密卻越來越有序。那麼如果我們通過有序度的維持和擴充作為生命的定義,人類社會算是一個生命嗎?還是回到那個老問題,當我們描述出生命的任何現象特徵時,我們或許總能找到別的事物同樣具備這種特徵。這裡有一種解釋,人類社會的有序度並不是一直源有序度,只是人這個生命所體現出來的,好像是影子而已。可是,『人類社會』難道不也是一個概念嗎,這種解釋混得過去嗎?
另一個關於生命的觀點是,生命必須要有一定的體型,這種體型是相對於分子層面來說的。之所以這樣,是因為生命只有達到足夠大的體型,才能避免體內分子的布朗運動作用對自身造成摧毀,達到一定體型的生命體才能有抑制和抵消體內布朗運動造成的熱平衡趨勢。
生命的特徵是一種整體論特徵,與之相對的是還原論特徵。什麼意思呢,比如就算我們知道所有關於氫氣和氧氣的知識,我們也不能得到任何關於水的知識,儘管水是由氫和氧組成的,是一種整體論特徵。生命的特徵也是,生物學課本和分子生物學家們的誤入歧途就在於他們總是期望通過研究生命組成事物的還原論特徵和還原論現象去把握那個整體論特徵。這種方法也是一種階段,是有意義的,但局限性也顯然。包括意識的概念(請參看我的另一篇文章意識原理),也是一種整體論概念,通過還原論方法不可能研究出其本質。事實上,生物學家或許也認識到了這個問題,他們定義生命時不會說生命是什麼,通常會說,生命是一種什麼什麼的現象,簡單說生命一種現象,確實,目前人們或許也只能通過現象來把握了。
在我看來,系統具有一種被人們忽略的最重要的特徵,柔性和剛性。柔性是與剛性相對應的。剛性就是說系統的組成原理非常生硬,比如一架非常精密的機器,這台機器正常時還好,但是一旦哪個地方有點損壞了,整台機器就報廢了。人類的大腦是最複雜的,但是沒有任何兩個人的大腦是一樣的, 因為大腦是一種非常柔性的系統,裡面哪條神經迴路壞了,不會影響全局性能,而是會很快恢復正常。我提出這個事情並不是下一句就說生命具備高度的柔性。事實上正相反,這也是人擇原理的問題,柔性構造是生命的一種非常有效的構造,非常生存競爭意義,但並不能說生命就一定是柔性的了,這跟繁衍差不多。我們不能保證剛性系統就不能存在生命,就算存在很艱難,很短暫,但也是生命。多扯幾句,推廣到社會,一個有效的社會結構或者組織一定是非常柔性的,而不是剛性的,具體的你可以理解為市場經濟就是柔性的,計劃經濟就是剛性的。一家企業或者公司,要是其組織管理結構非常剛性,那就肯定有問題需要改變。
另一條思路試圖從另一個角度看待這個問題。有人提出生命就是一種智能。按這種思維理解,一段程序也是生命,因為這是某種智能。一個手錶也有生命,因為手錶也是按照一定的智能運轉的。與智能比較類似的概念有精神,再高等有意識,再再高等則是心靈,但再怎麼高等都是以最初級的智能為基礎的。因此我們的說法要從原來的什麼東西有生命或者沒有生命,轉化成什麼東西有多大程度的生命。生命是一種智能,這個定義完全忽略掉了之前考夫曼提出的生命和負熵關係的定義。也就是說,一樣系統,就算其沒有維持有序度的能力,不可避免地向著熱平衡發展,但是在這個過程中,只要其具備某種智能,那就是生命。這樣看來,就可以迴避在負熵定義中,生命都會終結的問題了,確實是很了不起的一個思路。這樣看來,生命不是一個二分概念,而是個模糊概念。一個機器狗也是有生命的,因為機2,器狗也有只不過其生命指數好低,才0.001,一個細菌的生命指數1,一棵樹是500,一個人是10000、、 根據計算機科學的相關概念,我們好定義智能的概念,那麼什麼是精神呢,什麼是意識呢,什麼是心靈呢,為了苛刻一些,要不要把精神作為生命的門檻呢?智能達到什麼程度會有精神呢,精神達到什麼程度會有意識呢,什麼樣的意識能發展到心靈呢?這樣問問題會不會也犯了那個還原論錯誤,也就是試圖用還原論特徵解釋整體論特徵。
精神可以定義為一種目的性嗎?機器狗有智能,但它沒有目的,它會按照設定好的智能運動,但它不會說一定要存活下去,或者一定要幹嘛幹嘛,它沒有目的。細菌不僅有智能,還有目的性,它的活動都是為了能夠存活下去,這種目的性或許就能理解為精神。
那麼精神達到什麼層面能夠構成意識呢?我的回答是具有自指性。什麼意思呢,就是精神的內容能夠指向自身。比如,細菌有目的性,我們說有精神,但是細菌不知道自己要活下去這個目的,它的精神內容只能針對客觀環境,(對細菌來說,細菌自己的身體也是環境)。但是狗不僅有生存下去的目的,有精神,狗也知道自己試圖存活下去這個事實,狗的精神內容能夠指向自身,使其具備了意識,意識的必要條件就是精神活動的自指性。
那麼意識活動達到什麼層面就具備心靈呢?答案是無我性,狗確實具備意識活動,但是狗的意識活動內容時時刻刻都與自身有關的,狗的意識無法思考概念上脫離自身的事物,一看到東西馬上想的是我能吃嗎,對我有好處嗎,那個地方有母狗嗎,好玩嗎。但是人的意識能夠做到這樣一種抽象的無我性,能夠思考異常抽象的事物,這種抽象本身跟我們自身是沒有關係的,是純粹客觀的存在。
這也是我目前對生命的定義:生命是一種智能或者精神或者意識或者心靈現象。具體關於精神、意識、心靈,我會另外寫文章進行探討。對於生命定義探索並沒有停止,以後或許還會有新的見解,歡迎拍磚也討論。
謝謝邀請。
生命的本質,淺顯一點說,就是靈魂。靈魂依附在物質上就形成人肉眼可見的生物。物質離開靈魂,就什麼生物都不是。而靈魂卻可以離開物質獨立成為某一種生命形態。計算機不是生命,它也不具有任何的思維意識。它只不過一系列的指令運算,而演算法都是人來控制的,乃至於任何指令都是人為所設定的,沒有任何一樣是它自己的東西。
生命就是negative entropy(負熵?), 薛定諤"what is life"里的觀點, 不知有沒有翻譯.看之前先學點信息學知識, 不用多, 把維基百科信息學/熵那頁看了就成~沒事就喜歡看這方面的書, 看了很多各種解釋, 迄今為止還是覺得負熵是最合情合理有建設性的.
生命是一條貫通的河流,一切皆是沒有開始的復始。我們所期望的終點並不存在。 ——&<北方的空地&>.楊柳松
生命是致死率百分之百的性遺傳病
負熵
給生命下一個定義是科學界難題。
生命的特徵沒有一項是生命所特有的,蠟燭也能自我支持燃燒許久,卻不是生命。
生物也不是在任何時期都有那些特徵,休眠的種子和豆粉沒什麼兩樣。
所以,生物界只能以逐個定義的方式規定誰是生物誰不是。
為什麼病毒是生物?那是規定。為什麼機器人不是生物?也是規定。
不過這種規定也是有依據的,病毒入選的原因是它能繁殖。
機器人也能創造新的機器人,但這不是繁殖,為什麼?這也是規定。
「生命」一詞應該放寬點看,人與物,外界構成的關係、體系,皆為生命。是「價值」在一段周期里的有效體現吧。 可以這麼理解問題,什麼是生命?=什麼是存在?
薛定諤有一本書就叫《生命是什麼》http://book.douban.com/subject/2061887/很難定義啊,狹義的生命都不太好定義。比如朊蛋白Prion到底算不算的上生命呢?
生命是時時刻刻不知如何是好
我認為,生命最根本的特徵在於:不由外界所決定。再進一步琢磨這「不由外界所決定」的來源,就將會觸摸到「靈魂是否存在,如何存在」的層面了。下面援引一段內容,拋磚引玉,作個粗淺的回答。有興趣的可以到我的博客看看,會陸續貼出越來越深入的回答。援引自http://blog.sina.com.cn/u/3951744233:在一顆非常非常非常遙遠的星球上,有一塊石頭張三,以及一隻蜥蜴李四。一日,李四下坡,恰好遇到張三被風吹致滾落,這便是李四與張三在動。李四孕育出小蜥蜴王五,恰逢張三跌落懸崖碎裂後孕育出趙六,這便是李四與張三在繁衍。王五進食而後長大,恰逢趙六滾入泥塘而沾上泥漿而長大,這便是王五與趙六在發育。李四為吸收陽光的熱量而改變體表顏色,恰逢張三因水滴而石穿,這便是張三李四「對外界刺激產生反應」。最終,李四死亡後融入了泥土之中,恰逢張三風化成沙融入泥土,這便是張三與李四的死亡。
上述例子使我意識到,「運動、繁衍、發育、死亡」這些概念本身並不足以區分生命與非生命。以「發育」行為為例,在區分出王五趙六哪一個是生命哪一個不是生命之前,僅靠比較二者所表現出來的發育行為本身,是不足以區分二者誰才是生命的。另外,物質成分也不足以區分生命與非生命,有機物不見得都是生命。溫度(體溫)、外形、是否發出聲音、體內是否會發生變化,運動是否需要藉助外力這些也都不能區分生命與非生命。
那麼,究竟什麼才是區分生命與非生命的關鍵?換言之,究竟什麼才是生命的根本特徵?
生命的根本特徵在於「不由外界[1]所決定」。非生命的各種動作,是被外界環境所決定的,風向、引力和地面狀況,可以決定張三滾向什麼方向,滾多快,滾多久。而李四的動作,則不是由環境所決定,李四的動作中蘊含著李四的選擇。
將生命的本質定義為意識和記憶,其高級狀態的存在,是指人,例如,將意識定義為抽象思維時。而低級狀態的,許多動物身上也有。 如研究已經發現,狗能注意到規律性的現象,如果你每天下午6時下班回家,你的狗會定時提前到門口等你,但是,每周一你因故不回家,他很難將這一天區別出來。他的意識是有欠缺的,不能總結出七天中的這一天你是不回家的。 我們不能說植物人已經死亡了,因為他的部分機體還有生命。 但如將生命的本質定義為意識和記憶時,可以說他已經死亡了,因為他自己已經感覺不到生命或者說「我」的存在了。 對完整的生命的理解和對生命中某些現象或重要現象的理解畢竟不是一回事。 生命是由細胞組成的能夠自我繁殖的能量代謝現象,有各種生存狀態,分高級和低級形式。以高級形式存在的人,具有抽象思維和記憶。 計算機是以人對人生命的部分功能的仿生運用,不具備生命體,其本身不是人。 不具備意識和記憶的人,不等於生命消失,因為他身上依然存在細胞的自我繁殖和能量代謝現象。
9部堪稱神作的紀錄片,令人著迷,值得一看!
從出生開始慢慢走向死亡的過程。知友 @Part of me 在她的回答里從精神層面對生命做了定義
這也是我目前對生命的定義:生命是一種智能或者精神或者意識或者心靈現象
個人表示贊同
試著從我的知識里 從人工生命(Artificial Life)的角度來對生命定義
1、有共同的物質和結構基礎
2、有新陳代謝現象 3、有應激性 4、有生長,發育,生殖的現象 5、有遺傳變異的特徵 6、能夠適應一定環境和改變環境 7、生物的生活需要營養 8、生物能進行呼吸 9、生物能排除身體內的廢物不同於@Part of me 翻到的生物書上的站在生物學角度歸納出的上述定義
人工生命領域給出的【生命】的定義是這樣的:
繁殖可以通過數據結構在可判定條件下的翻倍實現。同樣,個體的死亡,可以通過數據結構在可判定條件下的刪除實現;有性繁殖,可通過組合兩個個體的數據結構特性的數據結構生成的方式實現。
進化可通過模擬突變,以及通過設定對其繁殖能力與存活能力的自然選擇的選擇壓力實現。信息交換與處理能力模擬的個體與模擬的外界環境之間的信息交換,以及模擬的個體之間的信息交換,即模擬社會系統。決策能力通過人工模擬腦實現。可以以人工神經網路或其他人工智慧結構實現。wikipedia: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E7%94%9F%E5%91%BD
而名古屋大學 人工生命研究室 有田隆也教授對最後一個條件持保留態度
有田教授的看法是 只要滿足
1.能夠自我複製,即繁殖;
2.可以在演化壓力下通過自然選擇優勝劣汰,即進化;
3.有和環境進行物質或者信息的交換,即「活動」;
這三個條件就是一種生命
比如計算機病毒
比如: 細胞自動機(英語:Cellular automaton),又稱格狀自動機、元胞自動機
先寫這些 歡迎討論
這特么是個哲學上的終極問題啊。。。
抱歉,答不上來。無法給出生命的定義。因為我們知道的還太少。
但我可以給出一個猜測:
1.宇宙中不可預測的東西即是生命,生命是宇宙中唯一不可預測的物質的構成體。你一陣風吹來,你也許可以預測上百萬顆塵埃的精確運動,但你無法預測,一條蝸牛因此移動了0.00000000001nm,還是0.000000002nm。
同樣的,你也許可以預測一個人的想法,但他的思想的狀態是永遠無法預測的。
2.宇宙中唯一可以大概率地對抗熵增的就是生命。量子力學中12種基本粒子的完全隨機的運動,產生了新的信息,也是宇宙從大爆炸以來一直熵增。但同樣源於量子運動的生命及其精神,卻可以對抗熵增。這是宇宙最大的謎團之一。
宇宙本體是生命,是不可解構的
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