“富有诗意的哲学家说，生命不过是一种想象，这种想象可以突破人世间的任何阻隔。”(摘自黄仁宇《万历十五年》)

关于生命的定义，不下百种。生命的含义，不是几句话能够说清楚的，所以不断有鸿篇巨制的专著问世。比如，薛定谔《生命是什么》[1]，发表在上世纪40年代；王立铭著《生命是什么》[2]出版于2018年。

虽然如此，尽管他们是各个领域的专家，但要想说清生命是什么还是不那么容易的。薛定谔的《生命是什么》中，薛定谔只是认为物理学和化学原则有助于解释生命现象，而基因的持久和遗传模式的稳定可以用量子理论来说明。该书也促使英国物理学家克里克从粒子物理的研究转行到生物学，并与美国生物学家沃森一起在1953年提出了DNA双螺旋分子结构模型，解开了遗传信息的复制和编码机理。

百度百科中说，所谓生命乃是一类现象，是指在宇宙发展变化过程中自然出现的存在一定的自我生长、繁衍、感觉、意识、意志、进化、互动等丰富可能的一类现象。生命其实就是一个会不断自我复制的复杂系统。

麻省理工学院的物理学终身教授迈克斯•泰格马克写了一本畅销书《生命3.0》，这本书的中译本2018年在中国大陆出版[3]。在书中，作者对生命是什么这个问题提出了自己的见解。作者认为，生命的最本质特征是能够收集和处理信息。这一点跟计算机类似。生命有硬件也有软件，硬件是生命有形的部分，用来收集信息；软件是生命无形的部分，用来处理信息。生命可以分为生命1.0、生命2.0和生命3.0等不同版本。版本越高，意味着复杂性程度越高。

1.0版本的生命的软件和硬件，两者都由遗传物质决定的。只有通过很多代的缓慢演化才能带来改变。1.0版本的生命出现在大约40亿年前。目前地球上现存的绝大多数动植物，都处在生命1.0的阶段。

2.0版本的生命要比1.0版本的生命高级的多。虽然2.0版本的生命还是不能重新设计自己的硬件，但是，它能够重新设计自己的软件，并可以通过学习获得很多复杂的新技能。人类就是生命2.0的代表。此种生命大约出现在10万年之前。但是，2.0版本的生命的硬件，对人类而言也就是人类身体本身，只能由遗传物质决定，依然要靠一代代演化，才能发生缓慢的改变。

3.0版本的生命既能不断升级自己的软件，也能不断升级自己的硬件，而不再需要经过许多代的缓慢演化。美剧《西部世界》第二季当中，觉醒了的机器人接待员就是生命3.0的代表，他们不仅能在智能上快速迭代，在身体上也能随时重新设计更换。

关于生命，我们普通老百姓经常将其与生命现象、生命活动相混淆。在普通老百姓眼里，生命事关生、死以及智慧。

而在科幻电影中，关于生命的想象更多。生命可能有更多的形式，其中碳基生命是指以碳元素为基础的生命，而地球上所有的生物包括人类都是碳基生命。而硅基生命指具有类人类纯自由意志的基于硅芯片的智能机器人。

生命，想象易，解释难。哲人科学家薛定谔说，生命是一个负熵的过程。熵是一个统计物理的概念。这是否说明生命现象建立在统计之上？

让我们先回顾一下分子动理论中深刻的物理思想。

我们是如何了解我们周围的世界的？我们是用眼睛去看、用手去测量（当然也用到别的感觉器官）这个世界的。物理科学是实验科学，就是说一种理论所讲的必须是可测的、可见的，因而才是可知的，才是科学的，否则只能算是猜想。

宏观世界是可测量、可见的，因而是可知的。比如，我们看得见汽车的运动、感觉到扑面而来的春风和喜雨。因而我们知道这个世界的存在。到了分子、原子尺度，就不可测、不可见、因而不可知了，这个世界上，谁真的见过分子和原子呢？显然，分子的速度、动能等物理量通通是不可测、不可见的了。因此必须找到一种方法建立不可测、不可见量与可测、可见量之间的关系，从而使分子、原子尺度的世界可知。这个方法就是统计物理。

什么是统计？统计就是求平均值，加权平均。统计的前提是大数定理。几个分子谈不上统计。所以一个分子的情况不可知，大量分子的平均效果是可知的。

大学物理中，理想气体压强正比于分子平均平动动能的公式是最重要的公式，它使得分子速率、动能这些不可测、不可见量能用压强、温度这些热力学量测量出来。注意，经典统计物理中，分子本身仍遵守牛顿定律。

微观粒子的世界同样是不可测、不可见、不可知的。所以，我们采取的是同样的办法，通过建立不可测、不可见量与可测、可见量之间的关系了解微观世界。我们通过加电压等办法让带电的微观粒子运动起来从而形成电流并测量电流以了解带电的微观粒子的性质，通过让电子在能级间跃迁从而发光然后测量光谱了解其能带性质。电流可测、发光可见，从而微观世界可知。进一步，“可见”这件事也不一定是肉眼可见，所以除了光波，电子波这样的物质波等也可利用。注意电子这样的微观粒子满足薛定谔方程，而薛定谔方程本质上与统计有关就是自然的事情了。也就是说，我们仍然利用统计方法建立不可测、不可见量与可测、可见量之间的关系。

考虑到生命体不过是一群原子的堆砌，那么生命现象的表征也应与原子的统计相关。就像薛定谔《生命是什么》中阐述的，所谓的生命的物理法则，就是关于大多数原子的运动趋势的统计学描述，也就是说得到的是对全部结果做平均处理的近似结果。

但是，生命却是通过无序的小分子和原子构造出的大分子的有序世界。它是怎么做到的？如果生命现象真是建立在统计之上，其统计过程又是如何呢？

参考文献

[1]（奥）埃尔温·薛定谔《生命是什么》，罗来欧、罗辽复译，湖南科学技术出版社，2005。

[2]王立铭《生命是什么》，人民邮电出版社，2018。

[3]（美）迈克斯·泰格马克《生命3.0》，浙江教育出版社，2018。