跨界视阈下对生命本质的追问：薛定谔《生命是什么》的科学思想与当代启示(二）

张长峰

国家农产品现代物流工程技术研究中心 发育生物学博士、教授

四、《生命是什么》的影响与评价

（一）分子生物学的“思想催化剂”

该书最直接的影响是推动了“物理学家转向生物学”的浪潮。玻尔的学生马克斯・德尔布吕克1932年受玻尔《光与生命》演讲启发开始关注生物学，1937年进入加州理工学院研究噬菌体；直到1945年阅读《生命是什么》后，才系统整合量子力学与遗传学，明确将基因突变归因于量子跃迁，并与卢里亚共同设计“波动实验”验证了这一猜想。1969年他与卢里亚、赫尔希获诺贝尔生理学或医学奖，在其诺贝尔奖演讲中强调“薛定谔式追问”是研究起点。克里克与沃森的研究更直接受其启发。物理学家克里克1946年读完《生命是什么》后，放弃雷达技术研究，于1947年进入剑桥大学斯坦格威斯实验室，开始自学生物学，他回忆：“‘基因是储存信息的非周期性晶体’这句话像闪电击中了我。”1953年两人提出DNA双螺旋结构的论文中“非周期性碱基序列携带遗传信息”的核心表述，与《生命是什么》第二章的猜想高度吻合。1962年获奖时，克里克专门致谢：“这本书让我们相信物理化学方法可解基因之谜，这一信念支撑我们度过艰难探索期。”

该书更深远的影响在于奠定了分子生物学的核心范式——用物理化学方法研究生物大分子的结构与功能，使生物学从“描述性科学”转向“机制性科学”。当代X射线晶体学、核磁共振等技术，以及中心法则、DNA复制机制等理论，其底层逻辑均可追溯至薛定谔的思想。

（二）对量子生物学与系统生物学的长远影响

薛定谔“量子力学与生命关联”的猜想，催生了量子生物学这一新兴学科。该学科研究的光合作用量子相干、候鸟量子磁感受等现象，均源于其“基因突变源于量子跃迁” 的假说。2014年《自然》研究证实，植物通过量子相干将光能转化效率提升至95%以上，印证了他“生命利用量子效应实现高效能量转化”的预见。量子生物学家吉姆・艾尔 - 哈利利评价：“薛定谔70年前播下的种子，如今已长成参天大树。”

其“生命是开放系统” 的观点，为系统生物学提供了方法论基础。薛定谔指出：“单独研究某个分子无法理解生命全貌，其有序性依赖与环境的持续互动。”这一思想直接反驳了极端还原论，当代代谢网络建模、基因调控网络分析等技术，正是对“开放系统”思想的量化实现。

（三）科学界的多元评价与争议

正面评价集中于其跨界思维与科学预言。克里克认为它“打破了物理与生物学壁垒，证明生命可被物理规律解释”；德尔布吕克称其为 “分子生物学圣经”；霍金在《时间简史》中提及：“它展示了理论物理思维的普适性，深刻思想能跨越学科边界。”

争议则围绕还原论的局限性。生物学家恩斯特・迈尔批判其“忽视生命的涌现性特征”——基因表达受细胞环境、表观遗传等多因素影响，并非单纯量子过程；生态学家康拉德・洛伦兹指出，“负熵理论”无法解释生物利他主义等种群行为，需进化论阐释。当代科学史学者的共识是：该书的价值不在于终极真理，而在于“开启对话”。罗伯特・奥尔拜在《通往双螺旋之路》中强调：“它让物理学家看到生物学价值，让生物学家意识到物理方法潜力，这种对话比具体结论更重要。”

 五、《生命是什么》的当代启示

埃尔温・薛定谔的《生命是什么》作为20世纪科学跨界研究的里程碑，其核心价值既在于“生命以负熵为生”“遗传物质为非周期性晶体”等观点对分子生物学的方向性指引，更在于它打破了物理学与生物学的学科壁垒，示范了“问题优先于学科”的跨界思维——这种思维不仅催生了分子生物学，推动生物学从“描述性科学”转向“机制性科学”，更在当代社会仍具深刻启示意义。

薛定谔在该书序言中曾坦言，人类从先辈那里继承了“对统一的、无所不包的知识的强烈渴望”，而“大学（University）”这一名称本身，就时刻提醒着我们“从古至今数千年，普遍性一直都是人类至高的追求”。这种对知识统一性的信仰，正是其跨界探索的核心动力，也为当代发展提供了指引：

从教育层面看，面对知识体系日益细分的现状，更需以这种“统一科学观”为内核重构培养模式。一方面要打破学科割裂的壁垒，通过跨学科课程设计与知识整合，让学生理解 “学科边界是人为的，自然本身是连贯的”——正如薛定谔用物理规律解读生命现象所展现的，不同领域知识本就存在内在关联；另一方面要延续其“核心问题驱动探索”的思维逻辑，引导学习者跳出碎片化知识点的记忆，像追问 “生命为何能对抗熵增”那样主动探究本质，同时兼顾科学理性与人文视野的培育，避免单一学科思维造成的认知局限。

在科研领域，该书的启示尤为鲜明。面对癌症治疗、量子生物学、生态平衡等复杂议题，必须重拾“问题优先于学科”的原则，推动物理学家、生物学家、生态学家等不同领域研究者的深度协作——正如薛定谔将热力学与量子力学引入生命研究的尝试，跨学科视角往往能照亮单一领域无法触及的盲区。同时更要重视基础研究的 “长期价值”，薛定谔提出“非周期性晶体”猜想后，历经近十年才迎来DNA双螺旋结构的证实，这提醒我们对暂无明确应用价值但关乎本质探索的研究，需给予“不问短期回报”的耐心与支持，避免“唯应用论”的短视倾向。

从社会层面而言，该书的思维范式为应对全球性挑战提供了关键方法。在科学传播中，应借鉴薛定谔 “用通俗语言传递严谨思想”的智慧，平衡专业性与可读性，让“负熵”“开放系统”等核心概念真正走进公众认知；在应对气候变化、资源短缺等问题时，则需践行其“生命是开放系统”的认知——人类社会与生命体一样，需通过减少“无序消耗”、构建“有序循环”实现可持续发展，这种系统思维正是破解局部思维困境的关键。

作者简介：张长峰，1976年8月出生，湖北五峰人，土家族；博士、教授、国务院特殊津贴专家、山东省政府特殊津贴专家；山东省政协委员、民盟山东省委委员。国家农产品现代物流工程技术研究中心（山东省商业集团有限公司）科技研发部部长、重点实验室（山东商业职业技术学院）主任。科技部、山东省科技厅入库专家，农业农村部“科创中国”果蔬贮藏物流产业服务团副团长，全国物流标准化技术委员会第三届冷链物流分技术委员会副主任委员，山东省人民政协理论研究会第四届理事会理事。

国家“十二五”以来，连续承担国家重点研发计划项目课题8项；作为首位发明人获发明专利15项；以第一或通讯作者发表SCI和EI收录文章27篇；制定国家标准12项；出版专著4部；获教育部科技进步一等奖、二等奖各1项、省政府科技进步二等奖1项等。立足本职工作，50余件建言被全国政协、中央统战部、民盟中央和省委办公厅采纳，以及获得省委省政府主要领导批示。多次获民盟中央、民盟省委建言献策突出贡献奖； 2024年度山东省政协“履职优秀委员”；2020年获“省直机关最美职工”荣誉称号。