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革新薛定谔同名经典，与《自私的基因》一起入选“牛津科普里程碑”的大师小书。

探寻生命起源的非凡旅程，没有一个公式的诗意科普。

生命是什么，我们是谁，宇宙为何存在……当一个人沉思过生命，就再也无法漠然地生活。

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【内容简介】

“生命是什么？”当你脑中浮现这个疑问，意味着你来到了物理学、化学、生物学、哲学等人类核心知识的交叉口，也意味着你与亚里士多德、达尔文、埃尔温•薛定谔等开拓人类知识边疆的伟大心灵来到了同一个谜的面前。

生命，哪怕是至为简单的生命，都像精密的机器一样复杂。在这颗原本寂寥的星球上，无数复杂、美丽、多样的生命是从何而来？40亿年前，究竟发生了什么？

没有繁琐的公式，也不会赘述基因或者化学反应的种种细节，埃迪•普罗斯用他诗意而贴切的比喻，带你跨越学科的门槛，直面生命的本质问题，让我们看到在40亿年前生命诞生时刻的壮丽风景。

这场生命探索的旅程，将帮助我们更深刻地思考我们是谁，以及生命和宇宙的意义。

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【编辑推荐】

★生命是什么？这是人类数千年来的核心问题，它主宰着人类科学、哲学的方向，也是研发人工智能、基因编辑等未来科技的原点。如今，这个问题的答案已经触手可及！这本书以当代的前沿发现，大力革新薛定谔八十年前的同名著作，我们对自我、宇宙的认识，或许都将被改变。

★在无生命的地球上，生命的诞生有多不可思议？那就像你向地上倒积木，而落下的积木恰好码成了一座城堡。比尔•盖茨说：“DNA就好比电脑程序，不过它比现有的任何软件都先进得多。”哪怕是一个极简陋、原始的单细胞生物，也比人类当今的任何软件、任何科技更精密。那么，如此精密的生命为何竟能在空荡荡的地球诞生？这本书便是聚焦生命之谜的核心：生命从无到有的质变一刻。

★这是一本理科小白能轻松读懂、科学达人能读出新知的大师小书！不用在DNA双螺旋里弯弯绕绕，全书一个公式都没有，令人叫绝的比喻让人瞬间理解原本复杂的原理，带你跨越学科门槛，直面每个人的根源之问。

★埃迪•普罗斯，一位有诗人天赋的科普大咖，一个固执追问生命本质的科学狂人，带来一场酣畅淋漓的阅读之旅，让人脑洞狂开，不断联想到《新世纪福音战士》《科学怪人》等科幻作品。动画里的“人类补完计划”和生命的定义有何关联？我们可以在实验室中合成一个细胞吗？40亿年生命史诗的开端，比科幻还有趣！

★小巧的开本、易于平摊的精装装帧，方便手持，随时可以拿出来看一会儿；封面采用艺术纸、烫绿金工艺呈现璀璨宇宙，黄金螺旋与鹦鹉螺的呼应象征着生命的精妙与美丽。

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【媒体推荐】

在这部富有启发性的书中，普罗斯精彩地讲述了系统化学如何弥合了生物与非生物之间的鸿沟。他小心论证，直面那些至为重要的问题。——《生物学家》

对于希望入门了解生命起源的基本化学原理的读者，我强烈推荐这部书。——美国国立科学教育中心

普罗斯十分出色地总结了过去人们在定义生命时遭遇的困境，并且为我们绘制了一幅地图，让我们看到过去半个世纪里科学家们在生命起源问题中所做的努力。哪怕仅凭这一小部分，这本书就值得一读。——化学遗产学会

序章

第1章 生命体是如此奇妙

第2章 探寻生命的理论

第3章 理解何谓“理解”

第4章 稳定性与不稳定性

第5章 生命起源的疑难之处

第6章 生物学的身份危机

第7章 生物即是化学

第8章 生命是什么

索引

[以色列]埃迪•普罗斯（Addy Pross）

博士毕业于悉尼大学，以色列本-古里安大学教授，化学反应模型“普罗斯—谢赫模型”的创建者之一，在《美国化学会志》《理论生物学期刊》等化学、生物学领域的重要刊物发表论文百余篇。他是一个着迷于生命本质的科学家，也是一个能把毕生所学浓缩进一本小书的科普大咖，《生命是什么》是其科普代表作。

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当代生物学就像一百年前的物理学，我们对该学科的理解还不够全面。二者的相似点在于，它们过去的指导思想都走到了尽头，人们急需一个更深刻、更激动人心的全新思想来描绘现实…回顾过去的一百年，19世纪末的物理学界也弥漫着这样一种科学画卷即将圆满的感觉。学科的主要问题纷纷得到了解答，仿佛从此以后，人们只要解决一些细节问题就行了。这和现在的生物学很类似，不是吗？这实在是令人感到似曾相识！

事实上，不具有代谢功能（处于能置底端）的复制因子一旦产生了获取能量的能力，那么这一刻就可以被视为生命的开端。

书籍介绍

革新薛定谔同名经典，与《自私的基因》一起入选“牛津科普里程碑”的大师小书。

探寻生命起源的非凡旅程，没有一个公式的诗意科普。

生命是什么，我们是谁，宇宙为何存在……当一个人沉思过生命，就再也无法漠然地生活。

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【内容简介】

“生命是什么？”当你脑中浮现这个疑问，意味着你来到了物理学、化学、生物学、哲学等人类核心知识的交叉口，也意味着你与亚里士多德、达尔文、埃尔温•薛定谔等开拓人类知识边疆的伟大心灵来到了同一个谜的面前。

生命，哪怕是至为简单的生命，都像精密的机器一样复杂。在这颗原本寂寥的星球上，无数复杂、美丽、多样的生命是从何而来？40亿年前，究竟发生了什么？

没有繁琐的公式，也不会赘述基因或者化学反应的种种细节，埃迪•普罗斯用他诗意而贴切的比喻，带你跨越学科的门槛，直面生命的本质问题，让我们看到在40亿年前生命诞生时刻的壮丽风景。

这场生命探索的旅程，将帮助我们更深刻地思考我们是谁，以及生命和宇宙的意义。

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【编辑推荐】

★生命是什么？这是人类数千年来的核心问题，它主宰着人类科学、哲学的方向，也是研发人工智能、基因编辑等未来科技的原点。如今，这个问题的答案已经触手可及！这本书以当代的前沿发现，大力革新薛定谔八十年前的同名著作，我们对自我、宇宙的认识，或许都将被改变。

★在无生命的地球上，生命的诞生有多不可思议？那就像你向地上倒积木，而落下的积木恰好码成了一座城堡。比尔•盖茨说：“DNA就好比电脑程序，不过它比现有的任何软件都先进得多。”哪怕是一个极简陋、原始的单细胞生物，也比人类当今的任何软件、任何科技更精密。那么，如此精密的生命为何竟能在空荡荡的地球诞生？这本书便是聚焦生命之谜的核心：生命从无到有的质变一刻。

★这是一本理科小白能轻松读懂、科学达人能读出新知的大师小书！不用在DNA双螺旋里弯弯绕绕，全书一个公式都没有，令人叫绝的比喻让人瞬间理解原本复杂的原理，带你跨越学科门槛，直面每个人的根源之问。

★埃迪•普罗斯，一位有诗人天赋的科普大咖，一个固执追问生命本质的科学狂人，带来一场酣畅淋漓的阅读之旅，让人脑洞狂开，不断联想到《新世纪福音战士》《科学怪人》等科幻作品。动画里的“人类补完计划”和生命的定义有何关联？我们可以在实验室中合成一个细胞吗？40亿年生命史诗的开端，比科幻还有趣！

★小巧的开本、易于平摊的精装装帧，方便手持，随时可以拿出来看一会儿；封面采用艺术纸、烫绿金工艺呈现璀璨宇宙，黄金螺旋与鹦鹉螺的呼应象征着生命的精妙与美丽。

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【媒体推荐】

在这部富有启发性的书中，普罗斯精彩地讲述了系统化学如何弥合了生物与非生物之间的鸿沟。他小心论证，直面那些至为重要的问题。——《生物学家》

对于希望入门了解生命起源的基本化学原理的读者，我强烈推荐这部书。——美国国立科学教育中心

普罗斯十分出色地总结了过去人们在定义生命时遭遇的困境，并且为我们绘制了一幅地图，让我们看到过去半个世纪里科学家们在生命起源问题中所做的努力。哪怕仅凭这一小部分，这本书就值得一读。——化学遗产学会

• 作者：danyboy 发布时间：2019-02-13 00:29:27

  这是一本硬核科普读物，言其硬核，是因为书没有用简单的话普及什么知识，而是用归纳推理这一最基本的科学方法，花了除最后一章外的全部篇幅，在生命起源的原始考古证据极端缺乏的前提下，尝试证明了生命的起源及本质，虽然是作者的一家之言，但足以更新读者的某些世界观：1、生命是通过复制反应得到的一个能够自我保持动力学稳定的动态反应网络。2、生命意味着从非生命体转变为最早的生物并开始复制，这一过程统一了生物学和化学，作者称之为“复制化学”。3、基于此，活着即物质的复制状态，死亡是一个系统从动态的复制世界逆向回到常规化学世界，长生不老不存在因为短暂和动态性是生命的基础，外星人（如有）将与地球上的生命极其相似。

• 作者：疏狂老鬼 发布时间：2019-02-19 01:49:54

  这本书虽然只有两百多页，但思路极其开阔，作者带领读者深入思考何为生命，然后又用现代科学新发展为读者解开疑惑，他将一个似乎显而易见的问题解析，然后超越我们以往的传统生物学进化论常识，将其嵌入一个更为宏大壮丽的背景下。作者用系统化学的方式解析生物学基本问题，我们的生命不过是一系列具有自我复制功能的分子在动态动力学的规律下寻求动态动力学稳定从而形成的复杂网络，比起达尔文将人降格为猴子，此书将生命还原成化学反应，在庞大的生命网络中，我们人类非但只是个偶然，而且像细菌和蓝藻一样不过是某个更高级定律下的一部分。不过科学不会引发绝望，探索和发现会激发更大的积极求知欲，人类存在的意义不在于唯我独尊，而是我们是更壮阔的生命交响曲中的一分子。

• 作者：音左 发布时间：2019-01-03 23:47:00

  很烧脑。需要一点物理化学生物常识。作者很耐心，一步一步的推导，当某个确切的结论出来的时候，你会恍然大悟。其实，我们或多或少会想过这个问题，生命是怎么出现的，这本书，基本上从化学的层面来解释生物问题，无论从微观角度，还是系统角度，都梳理的很清楚了。很喜欢，解开很多疑惑。

• 作者：大椿山 发布时间：2018-12-17 20:40:28

  作者是以色列科学家，他执着于“生命起源”这个问题不让人意外。这个问题是大神秘，属于每个活人，虽然人在大多数时候意识不到它。所以除了科普读者，很希望这本书能和人文读者相遇。这书虽然是普及读物，但并不是泛泛而谈，令人兴奋，看几段就想写科幻小说。而且作者很好人，眼看着普通读者要蒙圈了就拿出一个比喻来，让没什么知识基础的人也能理解。真书比效果图好看得多，用了亮亮的珠光纸+光芒忽闪忽闪的大面积烫蓝金（被腰封挡住了扶额），壳面也是星点特种纸，薄薄精装一小本，可以塞进口袋。（今年上市的最后一本。

• 作者：微尘 发布时间：2019-01-03 14:49:12

  这本书的英文版副书名是How Chemistry Becomes Biology？这个问题非常有趣。

  生命如何从一堆混沌的无机物中诞生，逐渐演化成有序而复杂的有机体？任何一个对世界充满好奇的头脑中可能都出现过这个问题。这本书可以看作对薛定谔同名经典著作的致敬和补充，在化学的层面上重新诠释了生命的本质。作为一名学了七年化学的读者，亲测这本书的科学性是过关的。一直以来流传的“生化不分家”的说法，也由此得到了印证。

  值得欣慰的是，这本书没有薛定谔的《生命是什么》那么难啃，而且一样能带来有趣的思考。

• 作者：晓文兄 发布时间：2021-11-06 23:31:53

  晚上，快速翻了一下《肌肉链》，这是一本针对腰间盘突出等脊柱问题康复训练的医学书。作者将人体肌肉分为螺旋肌肉链和垂直肌肉链，并将脊柱问题归结为垂直肌肉链紧张，螺旋肌肉链力量薄弱。平时的瑜伽练习强调的正好也是加强螺旋肌肉链，拉伸垂直肌肉链，殊途同归了。

• What is Life?: How Chemistry Becomes Biology

  作者：风渡巛 发布时间：2021-01-24 16:31:23

  一日不读书，尘生其中；两日不读书，言语乏味；三日不读书，面目可憎。——黄庭坚

  真的好久好久没认真读书，更没写一些读书感想，这本书虽然好读，也断断续续读了一个月，所以如果这次写的太过书面或是很多错误，欢迎各位指正。

  写这篇读书笔记的目的，是想要捡起读书的习惯和学会深入思考并输出。

  生命，哪怕是至为简单的生命，都像精密的机器一样复杂。在这颗原本寂寥的星球上，无数复杂、美丽、多样的生命是从何而来？40亿年前，究竟发生了什么？

  人类不过是生活在一颗中等大小行星上的化学肥料——霍金

  一、生命——是什么？

  在本书中，生命被定义为是通过复制反应得到的一个能够自我保持动力学稳定的动态反应网络。生命就是靠指数增长的力量作用于化学复制系统而产生的化学结果而已。

  生命即复制的化学。

  而死亡是一个系统从动态的复制世界逆向回到常规化学世界，长生不老不存在是因为短暂和动态性是生命的基础。

  达尔文的进化论告诉我们，一个低等生物是如何通过自然选择进化成高等生物的，但他却

  避开了最初的生命是如何形成的这个根本问题

  。这本书从化学的角度，来尝试解答生命起源的问题，这是因为我们通常用化学规律来解释生物现象，用物理规律来解释化学现象，而不是反过来操作，

  解释的箭头始终向下， 化学是比生物更为基础的学科

  。 这本书没有告诉你40亿年发生的细节问题，而是告诉你生命起源的本质和非历史规律。

  生命是如此复杂，于是要突破“复杂性”的问题，我们就需要沿着逆时间轴的方向进行探究。 但复杂性并不是生命现象的原因或是本质，复杂性是生命现象的结果，是复制反应导致了复杂性的产生。生命是复制的化学，而复制反应的独特之处并不在于它的产物是什么，而在于产物有多少？指数爆炸的米想必大家都听说过。

  在“常规”的化学中，如果一个物质不发生反应，那么该物质是稳定的。但是在复制系统的世界里，

  一个物质如果要保持稳定，那么该物质就必须发生反应。

  热力学第二定律告诉我们，有序的系统都将自发地朝着混乱的状态发展。而生命的有序复杂性似乎和热力学第二定律相矛盾， 这该如何解释呢？

  二、动态动力学稳定性

  作者很巧妙地引入了化学中**“动态动力学稳定性”**的概念，来尝试解答这一问题。

  “动力学选择”用通俗的话来表达就是：

  “速度更快的获胜”

  。复制速度更快的复制因子能够脱颖而出。而复制因子在复制过程中，会朝着动态动力学稳定性增强的方向进化。

  “生命如何出现”这个基本问题的答案确实存在，而且也惊人地简单：地球上的生命产生于某个简单复制系统中复制反应带来的巨大动力，这些简单的复制系统由一些简单的链状低聚物所构成（如RNA或类似于RNA的物质），这些物质能够变异和进一步复杂化。复杂化过程之所以会发生，是为了提升系统的稳定性——不是热力学稳定性，而是适用于复制世界的动态动力学稳定性

  作者将生命进化宏观上的自然选择、适者生存、生命的适应性，信息等概念使用化学动力学来重新诠释。

  自然选择=动力学选择 适应性=动态动力学稳定性 适者生存=动态动力学稳定性最大化 信息=精确催化

  并且告知，动态动力学稳定性并不与热力学第二定律相矛盾， 正如汽车需要加油发电才能上坡，鸟要飞翔就得扇动羽翼，生命也正是通过

  新陈代谢产生能量，来维持着生命远离平衡态的状态

  根据热力学第二定律, 有序的系统将朝着无序的状态发展,那么造成的结果是信息的解体,而不是信息的生成。然而信息的生成并不与热力学第二定律相矛盾， 进化的过程同样可以创造信息，当然这一切的前提是消耗必要的能量， 这也就是生命新陈代谢过程产生的原因——为了给生命的机械运转提供必要的能量并且维持生命远离平衡态的状态

  那么最重要的问题是，复制系统是如何获得最初的能量，来抵抗热力学第二定律的呢？ 依然是复制过程中的变异。

  一个复制分子通过某些意外的变异可以得到捕获能量的能力，比如，一个复制分子可以捕获光能。一个不具有代谢功能的复制因子（不能获取能量）很快就会用尽被激活的组成单位。而一个通过变异而具有能量获取功能的复制系统，从动态动力学的角度来说是变得更加稳定了，因此这样的系统也能在选择的过程中占据优势。不具有代谢功能的复制因子一旦产生了获取能量的能力，那么这一刻就可以被认为是生命的开端。

  作者在书中提出了自己设想的广义进化论，解释进化为何以及如何发生。

  为何：是这个过程的驱动力， 在复制世界中，系统的动力也是朝着稳定的状态发展，只是呢，适用于复制系统的稳定性是动态动力学稳定性。 常规化学世界被热力学第二定律所操控，而复制世界这是另一个类似于第二定律的法则, 即动态动力学稳定性

  如何发生：进化的过程便是：复制→变异→复杂化→选择， 往复循环。将过往生命进化的化学和生物过程统一起来，与达尔文的进化论相衔接。

  RNA或者与之相关的分子启动了这一进化过程，分子将朝着增强其稳定性的方向发展，开始复制之后，偶尔出现的变异现象，导致一个多样复制因子群体的形成。复杂化的步骤建立起了日益复杂的化学网络，而该网络就是增强复制因子动态动力学稳定性并生成稳定复制系统的基本机制

  在生物起源问题上，分为复制优先和代谢优先两派

  复制优先”派认为地球上的生命来源于能够通过模板机制进行复制的类似于RNA的链状分子； “代谢优先”派认为一个自我复制的系统首先应该具备一个简单（但是完整的）自催化循环。

  根据杰拉尔德·乔伊斯的RNA复制实验，我们得知

  单个RNA分子

  不能高效复制，而

  双分子网络

  则有这样的能力，由此，我们可以推测由模板引导的自催化反应和循环网络的形成可能都是生命出现的关键因素。

  三、生命的独特之处

  1）生命的远离平衡态

  生命虽然在热力学上是不稳定的，但实际上这些生命体都是稳定的，只不过他们依据另一种稳定性——动态动力学稳定性。 动态动力学稳定性，一个动态，一个动力， 依赖着系统的持续反应，系统必须有反应性，也就是系统要处于不稳定状态， 所以一个生命系统要成为成功的复制因子，该系统必然在热力学是不稳定的，在动态动力学稳定，而这看似矛盾的要求可以通过动态动力学选择得到获取能量的能力，从而摆脱热力学第二定律的束缚

  2）动态性

  尽管组成喷泉的水滴在不断更新，但喷泉本身是稳定的，水滴不同，喷泉依然如故。# 句子摘抄

  能够稳定存在的是

  群体

  ，而组成群体的

  个体则在持续更新换代

  。

  死亡极有可能是生命最好的发明，它是生命改变的媒介，它清楚衰老的个体并为新生的事物提供空间，现在你可能是年轻的，但你将逐渐衰老，并且被清除出去。

  3）多样性

  有人估计，在1克土壤中细菌的种类就可以达到数百万的级别，并且一般估计地球上细菌物种的总数在1000万到10亿之间，达尔文的自然选择，既然是选择，就意味着大量的物种被削减为少量的物种，所以又该怎样解释生命的多样性？

  常规的化学系统通常被认为是封闭的，烃类的燃烧不管是什么都会产生二氧化碳和水，因为二氧化碳和水是C和H的最稳定形式，而复制系统则随时都要保持着开放的状态，这样才能保证复制反应的顺利进行。所有稳定的复制系统都会不断进行复制，偶尔会发生变异，也会不断地复杂化。这样系统就可以在复制世界中搜寻更有效的复制因子。

  复制世界中的拓扑结构从本质上来说是发散的

  。 不管哪个方向，既然我能产生能量，只要能保持自身的动态动力学稳定性，我就可以不走寻常路。只要我们占的生存位不一样，我们就可以共存。

  4）纯手性

  为何纯手性的生命系统会从一个异手性的环境中意外产生？

  这是因为自催化复制反应有放大作用，刚开始一种手性产物稍稍过量，就可以诱发纯手性的形成。

  至于为何生物物质纯手性？

  那是因为生物反应必须具有高度的精确性，假设抽屉堆着各种USB线，异手性就会导致USB线拿错充不了电，而纯手性干脆只用一条Type C省得搞混，追求高效精确（其实比喻不恰当）

  5）目的性特征

  简单物质就如没有引擎的车遵循重力的作用一样，反应只能朝着下坡的方向进行，到了坡底就动弹不得，但是一旦复制体具有了获取能量的能力，那么该复制体就能摆脱热力学的束缚，遵循增强动态动力学稳定性的动力指引。车充满了油，想开哪开哪！

  6）意识

  书中没有太多解释，或许得等到神经科学取得重大突破，才能解释生物意识。说起意识，其实最先映入脑海的是，人死后有无鬼魂，不过现在看来也只是人对死亡之后的美好意淫罢了。《未来简史》中提到生命也只是算法，意识或许并不必需，智能和意识终要决高下。

  7）作为群体还是个体

  个体生命形式真的存在吗？个体生命似乎确实存在，至少我们身边就有许多个体生命的例子——鸟、蜜蜂、骆驼、人类和以细菌为主的单细胞生物，它们似乎都在各自独立地行动。但是，“独立性”不像我们想象的那样明确。被我们视作独立生命体的可能是不断扩张的生命网络中的一环

  我们作为具有性特征的个体从繁殖的角度而言是不完整的。从生物学的角度出发，我们实际上并没有个体性，个体是没有未来的。正因如此，我们才会强烈而迫切地关注“性”的话题。此外，我们在情感方面同样是不完整的，各种心理因素将我们与人类网络联系了起来。我们渴望与他人共处。我们认为每个人都是独立的个体，但事实上所有人类是一体的。

  以我们人类为例，每个人都由数以亿计的独立细胞构成。这些细胞种类繁多，数量也大约达到了10^13的数量级。但惊人的是，人体内存在的细菌细胞数量是人类细胞的10倍。从数量的角度来看，我们的细菌属性比人类属性还要强！数以亿计的细菌（包括几百个不同的物种）寄居在我们的肠道、体腔和皮肤上。每个人都是一个超有机体——一个巨大的网络，而不是简单的有机体。这些细菌对人体的健康至关重要，因此它们被人们称为“被遗忘的器官”！关键在于，每个人和其他所有多细胞生物一起构成了一个生态网络，而不是孤立的生命体

  个体不过是一个转瞬即逝的事件,是生命喷泉的一颗水滴。

  我们认为自己独一无二，但我们不过是网络中的一环罢了。

• 生命是什么？

  作者：燃情岁月 发布时间：2020-05-03 19:10:03

  原创 精进学思行 精进学思行

  

  五一期间，在附近的公园看到鲜花的绽放和奔跑的少年，感受到了春天的气息和生命的活力，这不仅让我思考生命是什么？它从哪里来？如何进化为我们这个五彩缤纷的世界？带着这个问题，我阅读了《生命是什么：40亿年生命史诗的开端》，作者是色列本古里安大学教授，埃迪.普罗斯，他是一个着迷于生命本质的科学家，这本书就是他关于这个话题的代表作，他从底层学科——化学的视角，阐释了可能来源以及演化背后的动力，深受启发，分享与你。

  1 各种定义

  你认为生命是什么？你可能会说动植物，细菌等，但是如何给它下个定义？人工智能算不算生命？它们中有些能移动，能自己充电，还能自我修复，你可能还是不认可它们是生命。那什么是生命？关于这个问题，有很多不同的定义，如下是几个比较典型的：

  ①弗里曼.戴森（Freeman Dyson）:一个能够获取，储藏处理以及利用信息来规划其活动的物质系统；

  ②维克托.库宁（Victor Kunin）:一个能够不断得到单位和能量供应，并受到保护的核酸和蛋白质酶聚合系统；

  ③古斯塔夫.阿列纽斯（Gustaf Arrhenius）:能够实现如下功能的系统：自我组织，自我复制，通过变异而进化，新陈代谢，集中密闭；

  ④雷米.亨内特（Remy Hennet）:生命简单来说就是一种有序的不稳定状态。

  以上是书中列出的关于生命的定义，但他们之间没有重叠，而且关注的重点不一样，比如，第1个定义更多的关注的是信息的角度，第2关注的是生命的基础硬件；第3个关心的是生命的特性；第4个强调的是生命的热力学特征。而最为广泛的定义可能是NASA基于宇宙生物学项目，在1992年提出的：

  生命是一个能够发生达尔文式进化的自我维持的化学系统。

  这虽然是一个很有吸引力的定义，但也存在着缺陷，因为这个定义在个体的生命层面不适用。比如骡子，它是由马和驴杂交而生的，它就不具有生殖能力，更不能繁衍后代以及进行达尔文式的进化，但我们不能说它不是生命。

  所以作者认为NASA这个定义也不够完整，那作者的定义是什么呢？我们会放在本文的结尾揭晓。

  2 两种方法论：还原论VS整体论

  作者在介绍生命是什么之前，花了一章的篇幅来探讨他在研究这个问题当中所使用的方法论：还原论和整体论。

  2.1 还原论

  还原论的核心观点“一个整体可以被理解为其各个组成部分之间的相互作用”，比如你要理解一个汽车，你可以将其拆解为车身，底盘，发动机等系统，并分析他们的相互作用。

  2.2整体论

  整体论强调整体的意义大于部分之和，它源于系统论，它的一个重要特性"涌现"，这是单个部分所有没有的特性。

  2.3孰优孰劣

  整体论或者系统思考是我自己之前很推崇的，因为我们周围的很多事情都可以看成是系统，而且它的“涌现”特性很吸引人。而作者旗帜鲜明的指出，还原论更重要，特别是对于研究生命是什么更加的重要，他认为整体论只不过是修正过后的还原论。

  即使是我们说的“涌现”，作者看来大多数情况是能通过还原论理解的。比如我们所使用的手机，它有很多的功能，这些功能看似是很神奇地从构成它的部件中涌现的，但它别后的功能都是可以层层拆解得到的，否则我们就无法设计它了。而这也是我之前很推崇《系统架构》的原因，因为看似涌现的功能，它背后是有设计逻辑的，是可以通过层层分解来实现的。

  无论是还原论还是整体论，它们只不过是建立因果关系不同方向，前者是从下往上，后者是从上往下，而我们可以借用小时作文的思路整合它们：总-分-总，先整体感知和理解，再分解到个各个部分，最后在综合，形成更深层的理解。

  而最怕的是，搞不清楚背后原理，就用所谓的“整体论”大而化之，把原本可以解析清楚的，变成高深莫测的东西。

  作者为什么要介绍这两种方法论？我理解这和他后面对生命的分析和定义有很大的关系，那就是要从生命最底层的作用机理去理解，再上升到生命的整个过程来理解，本书u两种方法都用到了，比例大概是80/20（还原论/整体论）。

  3生命的历史

  前面提到了NASA对生命的定义，其中提到“符合达尔文式进化”，达尔文的进化论的确是我们对生命发展的一个开创性见解。但这个见解有一个前提假设——生命已经出现，但没有回答更根本的一个问题：如何从非生命到生命?而作者就试图尝试从化学的角度回答这问题，并为生命的发展提供一个更加底层的解释框架——化学，这是一个比生物学或者生态学更加底层的解释，对于生命起源，我不认为作者给出了确凿的答案，但是很有启发，而新的解释框架在解释物种复杂化方面，我认为的确更加具有解释力。

  

  3.1 生命从而而来？

  3.1.1 化学反应

  我们先不断定生命就一定起源于化学反应，但是我们现在能够观察到到所有的生命体系都包含成千上万个化学反应，而生命体的基本组成单位——细胞，也是能够将高度复杂化的化学反应整合起来的系统。这一方面增加了我们认识生命的难度，但另外一方面也告诉了我们，从化学角度去理解生物的起源是一个大概率的切入点。

  什么是化学反应？化学反应是将某些化学物质转化为另外一些化学物质的过程。比如将氢气和氧气合成水的爆炸反应，将蛋白质分解为基本的组成单位氨基酸的反应，都属于常见的化学反应。

  而化学反应也遵循热力学第二定律，也就是说有些反应常常一点火花或者是催化剂就很容易发生，但其逆反应却几乎不会自动发生。比如将氢气和氧气变成水很容易，但是将水变成氢气和氧气，这个过程很难自动发生。换句话说，化学反应通常是从更高的自由能到更低的自由能，水的自由能要低于氢气和氧自由能的总和，所以它们合成水更容易，而且氢气和氧气当中储存的多余的能量也将以热量的形式释放出来，这个反应过程如下图所示。

  

  图中还能看到一个重点，虽然氢气和氧气的自由能要比水高，但是反应曲线并不是一直下降的，需要先上升再下降，这意味着在反应之前必须要能够克服一个障碍——能垒，这就是为什么要有火花或者说是催化剂来推动这个反应的发生，只不过火花和催化剂的作用不同，前者是增加能量，后者是降低能量壁垒的高度，这样即使反应的起始能量没有增加，反应系统也能够跨越能量壁垒。

  所以，一个反应能够发生，至少需要两点，第一，产物的自由能要低于反应物的自由能；第二，反应初始要客服能垒。

  3.1.2 自催化

  作者指出，任何化学反应都可以用合适的物质来进行催化，在生物系统当中起到催化作用的通常被称作酶。如果没有合适的酶，大部分反应会进行十分缓慢，甚至完全不会发生。通常而言，反应的产物和催化剂是不同的，比如前面的氢气和氧气合成可以产生水，但这个水是不会成为催化剂，它的催化剂是另外的金属或者说是金属的化合物。但如果产物和催化物是同一种物质，也就是说产物会同时催化自身的生成，那么这种反应方式叫做"自催化"。

  一般反应这种“自催化”反应区别非常大，书中提到了一个例子，如果提供一分子的催化剂，通过计算知道，生成相同数量的产物，一般反应可能需要百万年，而催化反应可能只需要一秒钟吗，而作者认为生命的本质就在于“自催化”，只不它有另外的一个名称——“复制”。

  3.1.3 生命之光

  1967年伊利诺伊大学的微生物学家，索尔.施皮格尔曼（Sol Spiegelman）在试管当中进行了分子的复制试验，这是分子生物学当中的一个伟大试验，他将一个简单的RNA链条置于RNA基本组成单元和让反应加速的酶混合在一起，RNA就开始自动复制，这个过程很像"自催化"，因为新生成的RNA链条，会诱导基本单元连连接起来，加速自我复制的过程。当然，这里的前提是，基本单元是充足的，且要有初始的模板链条，否则很难很难无中生有自动产生RNA链条。

  当然，你可能会怀疑，这个反应前期还是需要酶的参与啊，而这个酶大概率在生命之初不会有，但是1986年德国顶尖的化学家，君特.冯.凯德罗夫斯基，他实现了没有任何酶的作用情况下，实现了复制反应。

  但目前为止，还是没有回答从非生命到生命之间的机理。美国化学家，斯坦利.米勒（Stanley Miller）1953年给了我们一线希望，他将氢气，氨气，甲烷和水蒸气混合在一起，因为这是在当时被认为是前生命时期，大气成分的主要组成成分，他朝混合气容器中通电来模拟原始闪电，在这过程中有了一个惊人的发现，那就是里面产生了氨基酸，而氨基酸是蛋白质的基本组成单位，蛋白质又是生命的重要组成部分，这为解开从非生命到生命之谜带来重要启发。

  

  但这只是加强了人们的信念，但这种可能性并不能说明生命就是就是这么产生的。就像如果你理解钟表的运行原理，就意味着你能够通过弹簧，齿轮和表盘等做出一块表，正如物理学家,诺贝尔奖得主理查德.费曼讲过，"我不能理解我创造不出来的东西"，所以，放到生命起源这个问题，如果我们不能够在现实当中创造出一个最简单的生命，那么其实我们很难说真正搞清楚了从非生命到生命的起源。

  本书也没有完全解释清楚，如何从非生命到生命，只不过说我们大概推测，这可能是一个化学的过程，但至于是什么样的化学过程，目前还没有答案。但是作者从化学的解释达尔文的演化论，却让我信服，因为正如在

  《好好思考》：如何建立基于思维模型的知识体系？

  分享的，如果能用更加底层的原理解释一个现象，就更加接近本质。

  3.2 生命如何演化？

  3.2.1 动态稳定性

  稳定性比较好理解，就是在一定时间内维持不变，分为静态稳定和动态稳定性，我们在

  《增长的本质》：秩序从何而来？

  中有过类似的分享。书中以泰晤士河为例说明动态稳定，泰晤士河河道和数千年前样子并没有发生太大的变化，它作为一个整体是比较稳定的，但它的水流本身并不是固定不变的，而是处在不断改变的过程当中，是通过每个水分子的不稳定性来呈现其稳定性，正所谓“铁打的营盘，流水的兵”，而生命也是这样，书中认为生命其实是一个化学复制系统，通过个体的复制和消亡来保持族群的稳定，就像单个的人类都会死去，但是人类的族群会延续。

  而这种复制的化学系统遵循一个定律：倾向于从（动态）动力上不太稳定的状态，转变为（动态）动力上更加稳定的状态。

  如何增加这种稳定性？书中指出两个重要方法——复杂化和新陈代谢。

  3.2.2 为何越来越复杂？

  为什么复杂化能够增加动态稳定性？作者引用了杰拉尔德.乔伊斯的研究，他发现当两种不同的RNA（取名RNA1，RNA2）分子所处的环境当中具有某种底物，让它们都能进行复制和进化，但不足以共存的时候，如果RNA1的复制效率更高，那么RNA2就会逐渐消失，也就是说复制速度更快的，把速度更慢的复制因子推向了灭亡。

  回顾达尔文对适应性的定义是：适应性就是生存和繁殖的能力，进化过程的终极目标就是将这种能力最大化。我们可以说RNA1的适应性更高。

  但是，接下来有一个很不同寻常的现象，如果RNA1和RNA2可以在五种而不是一种底物条件下进行复制，那么这两种RNA分子将会以一种出人意料的方式共存，刚开始的时候它们会不同程度利用5种底物，但是在一定时间之后，每一种RNA都进化出了专门针对某种底物将其复制效率最大化的能力，结果就是两种RNA实现了共存。

  而这个对应的就是生物学中的"生态位"的概念，每种物种都进化出适用于自己的生存方式。

  更有意思的是，杰拉尔德.乔伊斯实验室最新发现，如果有个RNA分子由a和b两个RNA片段构成的，通过诱导溶液当中，自由状态下的a和b两个组成部分相互连接，实现自我复制，这样复制可以发生，但是效率很低，如果要让它的数量翻倍的话，需要17个小时。但有意思的是，如果把单个的RNA分子（还是包含a和b两段）替换成两个离散的RNA分子组合的双分子系统后，复制会快速的加剧，在一个小时之内就进行了翻倍。为什么会出现这种差异呢？因为在这个双分值RNA系统当中，每个分值的进行并不是自我分支，而是两个RNA分子相互诱导对方进行复制，这个复制叫做“交叉催化”。

  复制过程变得更加复杂了，系统中的部分不是单独复制，而是作为系统整体复制。这个现象在生物界中很常见，比如细胞作为一个整体进行自身拷贝时，不是细胞每个成分单独进行复制。这有什么意义？它的意义在于简单的复制系统只能低效率的复制，而复杂的系统能够高效的实现复制。

  这就是为什么我们在生物界当中，能够随处可见一些共生关系。放到人类的协作社会当中就是分工协作，一个人做不好的事情可以通过合作来有效的完成。

  所以，分工能够提高效率，它更底层的原理其实是化学当中的复制反应系统，所以社会越来越复杂是必然趋势，因为它可以提高复制的能力，提高动态稳定性。

  3.2.3 为何新陈代谢？

  除了增加复杂度，复制系统还有一个提升其动态稳定性的方法——捕捉能量的能力，它对应的就是新陈代谢，为什么它能也能增强复制系统的稳定性？因为，从化学角度来讲，一个复制系统需要进行复制，组成它的单元要进行激活，通常处于被激活状态的组成单位少于未激活状态的单元，而激活就意味着它需要能够给它提供能量。所以，如果复制系统能够捕捉能量（无论是光合作用，还是吃其它动植物），就可以将能量转移给复制单位，从而激活组成单位，增加处于激活状态的组成单位，提高复制效率。

  所以，更宽泛一点，人类的发展其实也使用能量效率发展的过程，对于个体而言，就是提高我们的体力和精力，如果能传递给周围的人，就能激活协作意愿。

  4个体湮灭，物种延续

  在《西部世界》第二季的最后一集，“多美丽”对伯纳德的话很符合我的主题——"我们会死，但是我们的物种会延续。"

  

  死亡是每个生命体宿命，但却是其物种延续的基础，所以，从这个角度来看，我们的死亡是有一丝意义的。不过对人类而言，个体比较幸运，还有另外一条延续的路径——模因，这是 理查德·道金斯在《自私的基因》中提出的概念， 指“在诸如语言、观念、信仰、行为方式等的传递过程中与基因在生物进化过程中所起的作用相类似的那个东西。”

  牛顿死了，但是牛顿定律让我们记得他；李白死了，但是他的诗句让我们记得他；乔布斯死了，但是苹果让我们记得他。

  总结

  生命是什么？它是通过复制反应得到一个能够自我保持动力学稳定的动态反应网络。生命个体通过复制和死亡，保证族群的动态稳定，没有人是一座孤岛，每个人都是大陆的一片，整体的一部分，贝多芬和肖邦他们并没有消失，他们只是变成了音乐。