生命是什么(少年读经典·第一辑)
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2.统计物理学结构上的本质差别

如果说只为过去尚未成功而渴望未来得以改变,那么前面的论述就没有什么意义了。我们感兴趣的是,为什么迄今为止物理学和化学无法解释生命问题,这才是意义所在,重中之重。

经过当今的生物学家,尤其是遗传学家在过去的三四十年来的不懈努力,对有机体的真实的物质结构及其功能已经有了充分的了解,据此足以判断,当前的物理学和化学还不能解释生命有机体在时间和空间维度发生的事件。

一个有机体的最重要组成部分的原子排列,以及这些排列的相互作用的方式,与被物理学家、化学家为了实验和理论研究摆弄出来的原子排列是根本不同的。其他人会认为我所说的这种差别无足轻重,除了认同物理学与化学是统计力学的物理学家。[这个说法过于笼统,在本书的最后7~8节再进行探讨。]这是因为生命有机体内最重要的部位的结构极其复杂,与物理学家和化学家实验中研究处理的完全不同。物理学家与化学家要直接把研究发现的物理学和化学定律应用到生命有机体的行为上去,这简直是无法想象的。[F.G.唐南在两篇具有启发性的论文中强调了这个观点。详见《科学》第24卷,78期,第10页,1918《物理化学是否能描述生物学现象》;《密斯学院报告(1929年)》第309页《生命的秘密》。]

我用如此抽象的语句描述的统计学结构的差别,就没有期待一个不是物理学家的人能理解这些差别,遑论去领悟这种区别的现实意义。为了将后面的内容讲得生动有趣,我提前把内容向大家透露一下,染色体是一个活细胞的最重要的部分,可以称之为非周期性晶体。迄今为止,物理学只研究过周期性晶体。而对于一位不甚高明的物理学家来说,周期性晶体是十分有趣而复杂的事物。因为它们构成了极有吸引力的复杂结构。这种结构使得无生命的自然界已经让物理学家穷于应付了。然而它们和非周期性晶体比较起来,结构上显得非常简单而单调。举个例子来说明这种结构上的差别,就好像有一幅墙壁上的画,是以一再重复出现的同一种花纹构成的,另一幅则像拉斐尔毛毡那样巧夺天工,它的画面看上去不单调呆板,没有什么重复画面,显现出绘制大师精美的构思,无疑是一幅精致有层次的、有意义的图画。

周期性晶体是物理学家所研究的最复杂的对象之一,其实有机化学家研究的分子越来越复杂,已经十分接近那种非周期性晶体。这种非周期性晶体正是生命的物质载体,因此有机化学家对生命问题已做出了巨大贡献,而物理学家却无所作为就不足为奇了。