双螺旋结构的DNA
薛定谔在本书中提出的另一个革命性观点是“负熵”。按照热力学第二定律,熵增是一定会发生的,熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程,最终归于热寂。那么,生命为什么能够做到从无序到有序,并能够生生不息?
薛定谔认为,生命体是处于一个开放状态下,不断地从环境中汲取“负熵”,这种“新陈代谢”使得有机体成功地消除了当它自身活着的时候产生的熵。普利高津后来提出了“耗散结构”,试图解释无序如何能达到有序,但他的理论并不完美。这一机制到底是怎么作用的,我们尚未完全理解。
在薛定谔之后,生命科学出现了两次革命。一是分子生物学的革命,标志是DNA双螺旋结构的发现。分子生物学的出现,受到薛定谔等物理学家的极大影响。同时,物理学还为生物学提供了X射线、核磁共振、电子显微镜、高速离心机等工具。二是基因组学,就是我们说的测序,这是数学、计算机科学和生物学的交叉。
分子生物学使得我们像了解一辆汽车的零部件一样,对蛋白质和基因有了透彻的了解。基因组学则是把“生命天书”拷贝了下来。这好比是汽车的修理手册,出来什么故障,怎么修理,这本书上都有。甚至像我们为什么会衰老,怎样防止人们衰老这些问题的答案,其实都在这本天书里面,但是,我们对这本天书还没有完全读懂。
现在,生命科学正在经历第三次革命。这次革命最大的特点是:生命科学和物理、化学、工程不再是简单的交叉,而是我中有你、你中有我,共同发展,共同驱动。