《生命是什么》讀書筆記
導(dǎo)語：如果我們對生命的真相，對存在的真相感興趣，那么我們必須要讀一讀薛定諤的這本《生命是什么》。
《生命是什么》讀書筆記一
在老師的推薦下，我?guī)е鴺O大的興趣拜讀了薛定鍔的著作《生命是什么》，確實受益匪淺!
在薛定鍔年輕的時候，統(tǒng)計物理與動力學(xué)物理發(fā)展到近乎完美的時刻，許多物理學(xué)家開始聚會歡慶物理學(xué)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)完成，剩下的只是小的修補。隨后普朗克創(chuàng)建的量子力學(xué)打破了這一幻想。
在量子力學(xué)發(fā)現(xiàn)并開始完善成熟的時候，傳統(tǒng)生物學(xué)卻走進(jìn)了分子水平，發(fā)生在生命體內(nèi)的各種現(xiàn)象與現(xiàn)行的物理學(xué)定律不甚相符。被人稱為非物理定律。在這樣一個時刻，薛定鍔大膽的提出了自己的猜想，出現(xiàn)在生命有機體中的定律雖然與現(xiàn)有理論有所不符，但是有機體所遵循的物理定律非生命有機體以及無機體同樣遵守。
薛定鍔在這本書中有很多根據(jù)物理知識和生命現(xiàn)象所總結(jié)歸納出來的猜想，雖然我的知識層面還不足以完全理解，但是有些假說令我非常振奮。
首先，生物體遵循精確的物理定律，其有序且準(zhǔn)確的機制從整體上構(gòu)成生物學(xué)定律(參見第一章第八篇)。隨著物理學(xué)的深入發(fā)展和完善，研究逐漸趨于微細(xì)化，然而，正如布朗運動一般，單個原子做無規(guī)則運動，存在無序，然而，無數(shù)無序原子的運動卻組成了整體的有序規(guī)律。所以我們在研究生物學(xué)時，應(yīng)當(dāng)辯證的運用研究方法，可以微觀的研究每一步反應(yīng)的進(jìn)行，從微觀每一步構(gòu)成整體的機制;也可以選擇通過數(shù)據(jù)分析，從統(tǒng)計中得到結(jié)論或者猜想，再通過實驗證明結(jié)論。延伸至我們的生活中，我們也應(yīng)當(dāng)明辨集體與個體的區(qū)別與聯(lián)系。個體具有極大的變性，就像軍隊的士兵，每個士兵的狀況如家庭，學(xué)歷，經(jīng)歷等都各不相同，但當(dāng)我們以集體的視角去觀察軍隊時，卻又覺得這是一個統(tǒng)一的規(guī)律的整體。精明的領(lǐng)導(dǎo)者善于因人制宜，將不同人的特長加以利用，組成一個強大的團(tuán)隊。
其次，假設(shè)生命有機體的遺傳物質(zhì)——染色體是一種非周期性固體(參見第45篇)。首先薛定鍔闡釋了分子與原子在穩(wěn)定性上的差異，這是微觀層面。在宏觀層面，分子組成的固體的穩(wěn)定性維持了生命有機體的穩(wěn)定。由此推論，生命的遺傳機制之所以如此穩(wěn)定，正是由于染色體屬于非周期性固體，眾所周知，染色體的周期性行為是細(xì)胞分裂以及新陳代謝的基礎(chǔ)，通過對染色體為非周期性的定義，將物理學(xué)與生命科學(xué)聯(lián)系起來，給人一個煥然一新的視角審視生命。
本書中有一段形象的比喻我十分認(rèn)同：只存在于一個副本中的單個原子團(tuán)有秩序地產(chǎn)生了一些事件，并根據(jù)最微妙的法則，在相互之間以及同環(huán)境之間作難以置信的的調(diào)整。我說只存在于一個副本中，是因為我們畢竟還有卵和單細(xì)胞有機體的例子……每一個細(xì)胞正好容納了這些副本中的一個(或二個，如果我們還記得二倍體)，既然我們知道這個小小的中央機關(guān)的權(quán)力是在孤立的細(xì)胞里，那么，每個細(xì)胞難道不象是用共同的密碼十分方便地互通消息的、遍布全身的地方政府的分支機構(gòu)嗎?正如我在第一個感悟中所領(lǐng)悟的，生命就是這么神奇，單一的細(xì)胞或者無數(shù)副本一樣的細(xì)胞組成了一個生命體。所以，傳統(tǒng)物理學(xué)與現(xiàn)代生物學(xué)的差異就在于此，傳統(tǒng)物理學(xué)已經(jīng)處于研究量子方向，研究單個微小的例子，然而，生命確實負(fù)責(zé)的聚合體，研究生命有機體一定要注重相互之間的聯(lián)系，就像一個生態(tài)系統(tǒng)中的每一個物種，都將對整個生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不可估量的影響，但同時，又會有許多調(diào)節(jié)機制和緩沖機制來降低影響，這就是生命的神奇之處——相互聯(lián)系，缺一不可，但又能容許變化波動的產(chǎn)生。
當(dāng)然，本書最精彩的地方無疑是負(fù)熵概念的提出!生命的特征在于它能持續(xù)進(jìn)行有序的新陳代謝活動。而無生命物質(zhì)則呈現(xiàn)惰性的平衡態(tài)。一個有機體能夠避免很快地衰退為惰性的“平衡”態(tài)，似乎成了如此難解之謎，以致在人類思想的最早時期，曾經(jīng)認(rèn)為有某種特殊的非物質(zhì)的力，或超自然的力在有機體里起作用。
實際上，自然界中正在進(jìn)行著的每一件事，都是意味著它在其中進(jìn)行的那部分世界的熵的增加。因此，一個生命有機體在不斷地增加它的熵--或者說是在增加正熵--并趨于接近最大值的熵的危險狀態(tài)，那就是死亡。要擺脫死亡，唯一的辦法就是從環(huán)境里不斷地汲取負(fù)熵。有機體就是賴負(fù)熵為生的。更確切地說，新陳代謝中的本質(zhì)的東西，乃是使有機體成功地消除了當(dāng)它自身活著的時候不得不產(chǎn)生的全部的熵。
這一負(fù)熵觀點確是新穎，并且將物理學(xué)與生物學(xué)的本質(zhì)結(jié)合在一起，讓我們眼前一亮。生命的本質(zhì)是什么呢?從生命的角度來看如此神奇?zhèn)ゴ蟛⑶野粗拿�。然而，對于物理學(xué)來說，這仍然是符合物理學(xué)現(xiàn)象的，或者說生命只是依據(jù)物理原理自然而然出現(xiàn)的!
通讀這本書，給與我很大的啟發(fā)!神奇的生命以及發(fā)生在生命上的各種現(xiàn)象在物理學(xué)家眼里，其實就是依據(jù)物理學(xué)定律產(chǎn)生的必然事件，不得不令我們驚嘆!當(dāng)然，也正是發(fā)生在生命科學(xué)中的各種現(xiàn)象，可以更好的促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展，而通過物理學(xué)思維審視生命科學(xué)，也將給予我們?nèi)碌囊暯侨ソ鉀Q問題。
總的說來，21世紀(jì)是信息爆炸式交匯，科學(xué)融合發(fā)展的時代，我們不可能把視角僅僅放在生命科學(xué)這一角落里，而應(yīng)該廣泛接觸物理化學(xué)知識，學(xué)會變換視角，辨證對待，發(fā)散思維，這樣才能找到真正有創(chuàng)意的發(fā)現(xiàn)!
《生命是什么》讀書筆記二
本書主體分為兩個部分，第一部分為“生命是什么”，第二部分為“意識和物質(zhì)”(最后還附有薛定諤73歲寫的自傳)。前者偏科學(xué)，后者偏哲學(xué)。從行文可以看出薛定諤的思維十分嚴(yán)密，用自然語言講解也充分體現(xiàn)了科學(xué)家氣質(zhì)。而從書中他對哲學(xué)家觀點的引用以及自己的哲學(xué)思考來看，薛定諤對哲學(xué)也是很有研究的。在一段時間里他確實把哲學(xué)作為自己物理學(xué)工作外的主要興趣。
第一部分 生命是什么
1.基因突變
從生物學(xué)上看，基因突變是自然選擇萬千性狀的來源。而從化學(xué)-物理學(xué)角度來考慮，突變是什么呢?
從化學(xué)上看，從一個基因突變?yōu)榱硪粋�基因的過程，可以還原為同分異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)化(這里薛定諤只討論基因自發(fā)突變而不與內(nèi)環(huán)境發(fā)生物質(zhì)交換的情況)。同分異構(gòu)體之間的物質(zhì)基礎(chǔ)相同但結(jié)構(gòu)不同，因此物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)也不盡相同。這里尤其重要的是，它們的“能級“不同，所以同分異構(gòu)體的轉(zhuǎn)化過程之間需要打破”能壘“。需要注意的一點是，能壘并非同分異構(gòu)體的能級之差，而是要高于這個差值的。因為兩者的轉(zhuǎn)化并非直接的，而是需要從一同分異構(gòu)體先轉(zhuǎn)化為”中間產(chǎn)物“再最后形成另一同分異構(gòu)體。中間產(chǎn)物的能級要比兩者都高。所以過程用曲線表示是a先升高到b再降低到c的過程。abc分別是反應(yīng)物-同分異構(gòu)體、中間產(chǎn)物、產(chǎn)物-同分異構(gòu)體。所以需要外界至少提供(b-a)的熱能才能使反應(yīng)進(jìn)行。
這就涉及到了物理問題，熱是什么?對于作為主體的人來說，熱是一種感覺，這種感覺是外界環(huán)境-人體生理共同作用的結(jié)果。(人有五感，為什么有這五感可以通過演化論解釋，大概理路是這五種信息是相對來說最普遍最利于生存的，所以作為生存的人演化出了這五種從外界信息接收的方式以確保生存。)那么通過人體觸覺-熱覺才感受到出現(xiàn)了的”熱“在感覺到之前到底對應(yīng)外界環(huán)境中什么樣的物質(zhì)活動呢?
物理學(xué)上用溫度量度冷熱程度，它標(biāo)志著”粒子運動的劇烈程度“。粒子運動的越劇烈，溫度越高。一杯熱水比一杯涼水的水分子運動要劇烈，觸碰后通過一系列生理過程在意識上最終表征為了”熱感“，碰到太燙或太冷的東西我們會下意識地避開，否則會對自身造成傷害，沒有這種熱感機制的生物體在這類環(huán)境下會難以生存，這也是演化論解釋的依據(jù)。
那么回到基因突變-同分異構(gòu)體轉(zhuǎn)化那里，提供(b-a)的熱能從而讓反應(yīng)進(jìn)行，在物理上微觀上是什么樣的活動呢?基因所處的內(nèi)環(huán)境局部粒子運動的劇烈程度，使得在表征為溫度達(dá)到了(b-a)，這種程度的粒子運動撞擊同分異構(gòu)體的作用位點使得其發(fā)生了結(jié)構(gòu)變化，從而轉(zhuǎn)化成另一種結(jié)構(gòu)，這就是基因突變的物理學(xué)實質(zhì)。
而只要不是絕對零度，粒子都是在不同程度的做無規(guī)則運動的。而不同局部會有運動劇烈程度的差異，這種劇烈程度是幾率性的，在任何溫度下都有這種特點，其正相關(guān)于溫度。并不是在同一溫度下，任何單一粒子的運動劇烈程度都是相同的，而是一個統(tǒng)計力學(xué)的結(jié)果。所以溫度越高，越可能”泵浦“(即結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的發(fā)生)，而任一溫度都可能泵浦只是幾率問題。這也就解釋了基因突變的頻率(單個看是很低的)與內(nèi)環(huán)境的溫度的相關(guān)性。
薛定諤在文中用”量子躍遷“、”泵浦“表示這一同分異構(gòu)體轉(zhuǎn)化的過程的發(fā)生。為什么這個叫”量子躍遷“?量子理論揭示了微觀物理世界的不連續(xù)性，最開始是普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象而提出”能量是一份一份的而不是連續(xù)的“這個觀點。在這里，同分異構(gòu)體的能級也不是連續(xù)的。同一化合物的同分異構(gòu)體數(shù)量與其復(fù)雜程度正相關(guān)，但總是”量子化“的而不是”連續(xù)的“。因而從一個同分異構(gòu)體轉(zhuǎn)化到另一個同分異構(gòu)體是謂”量子躍遷“。
寫到這里聯(lián)想到庫恩解釋科學(xué)進(jìn)程時提出的”范式轉(zhuǎn)換“概念，從一個科學(xué)范式到另一個科學(xué)范式的轉(zhuǎn)化就像是”量子化“的。身為物理學(xué)博士的庫恩對量子理論一定是熟悉的。這里多做一點聯(lián)想，從一個范式轉(zhuǎn)化到另一個范式的”心理能壘“并非兩個范式對應(yīng)的”心理能量“的差值，只有更大些”心理能量“才有足夠勇氣沖破舊范式。
2.遺傳物質(zhì)的持久性
正因為微觀粒子總是在做不停息的劇烈運動，但遺傳物質(zhì)(薛定諤撰本書時生物學(xué)只發(fā)展到推測遺傳物質(zhì)應(yīng)該是分子，而現(xiàn)在已知曉是生物大分子核酸，薛定諤猜測是蛋白質(zhì)，亦如當(dāng)時許多生物學(xué)家猜測的一樣)事實上是很穩(wěn)定的，否則無法解釋世代交替過程中的生物學(xué)穩(wěn)定性。薛定諤想尋找微觀物理學(xué)上的解釋。雖然憑現(xiàn)在高中的知識已經(jīng)知曉是某種化學(xué)鍵，但這是化學(xué)意義上的�；瘜W(xué)鍵在更微觀的物理上為什么具有穩(wěn)定性?薛定諤在書中告訴我們，正是量子力學(xué)(它是”根據(jù)第一原理來闡明自然界中實際碰到的、原子的各種集合體的第一個理論“)的一個推論——海特勒-倫敦鍵理論(起源于量子力學(xué)波函數(shù)的交換對稱性)成功解釋了原子如何通過化學(xué)鍵中的共價鍵鍵合成了分子。從而當(dāng)然也說明了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性是源于量子理力學(xué)的。雖然我們現(xiàn)在知道量子力學(xué)是微觀解釋的基礎(chǔ)并且已經(jīng)廣泛運用到了許多科學(xué)領(lǐng)域中并取得了成功，而這件事更具體的說明了量子力學(xué)的解釋力。特別有意思的是，海特勒-倫敦鍵理論是通過量子力學(xué)自然而然得出的推論，并非為了解釋化學(xué)鍵而發(fā)明的�？茖W(xué)進(jìn)程中充滿了這種準(zhǔn)確的”巧合“。
3.以”負(fù)熵“為生
看了維基百科才知道負(fù)熵概念正是薛定諤在本書中首次提出的。熵表示混亂度(書中說熵”表示的無序，一部分是熱運動的無序，另一部分是來自不同原子或分子雜亂不可分的隨機混合“)，負(fù)熵即表示有序程度。一種粗糙的理解：我們的觀念、行為無論是什么，它只要”是什么“了，它就是有序的。而所謂人的無序就是死亡。無序是混亂，是平衡狀態(tài)，而人正是要從外界汲取負(fù)熵來維持自身遠(yuǎn)離最終的平衡狀態(tài)，生物學(xué)上叫”新陳代謝“。
這里和前面提到的溫度表示粒子運動的劇烈程度也是一致的。熱量越多，粒子運動越劇烈，粒子行為越無序，熵越大。”當(dāng)你熔化了一種晶體時，你是在破壞原子或分子的整齊而持久不變的排列，并且把晶格變成了一種連續(xù)變化的隨機分布“。
4.產(chǎn)生序的兩種方式
一種是有序來自無序，一種是有序來自有序。
后者直觀上更好理解，我們?nèi)粘Ｐ袨榕c許多科學(xué)研究的宏觀現(xiàn)象都是來自有序的有序。前者的一個范例就是前面提到的統(tǒng)計力學(xué)。單個粒子的運動是無序的，而從大量粒子的行為可以統(tǒng)計出某種序來。所以科學(xué)家對單個粒子的行為總是無法預(yù)言的，而對大量粒子卻是可以發(fā)現(xiàn)它的規(guī)律進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測。也正因這個理由，薛定諤認(rèn)為這個物理世界即使不是嚴(yán)格決定論的，也至少是統(tǒng)計決定論的.。
5.決定論與自由意志
我把薛定諤的推理摘錄如下：
“
(1)我身體的功能，像一臺純粹的機器一樣，遵循著自然界的定律。
(2)然而，根據(jù)毋庸置疑的直接經(jīng)驗，我總是在指導(dǎo)著身體的運動，并且能預(yù)見其結(jié)果，這些結(jié)果可能是決定一切的和十分重要的，并且我感到要對結(jié)果負(fù)起全部責(zé)任。
我認(rèn)為，從這兩個事實得出的唯一可能的推論是，我——最廣義的我，凡是說過“我”或者感覺到“我”的每一個有知覺的頭腦——就是按照自然界的規(guī)律控制著原子運動的這個人，如果有這樣的人的話。
”
也因此在這個意義上，薛定諤認(rèn)同”基督教術(shù)語：因此我是萬能的上帝“，即自然規(guī)律的直接體現(xiàn)。
他對”我“也有破執(zhí)的分析：”如果認(rèn)真地分析一下，你將會發(fā)現(xiàn)它比個人資料的集合(經(jīng)驗和記憶)多不了多少，就是說，它是一塊油畫畫布，在它上面聚集了這些資料。而且經(jīng)過仔細(xì)的內(nèi)省，你會發(fā)現(xiàn)所謂的'我'者，實際上只是那些資料聚集在它上面的那種像畫布一樣的基質(zhì)而已。“
”在你過著新的生的同時，你還記得過去的生活，但是這個事實將會變得愈來愈不重要。你可以用第三人稱來談?wù)?lsquo;青年時代的我’;而你正在閱讀的那本小說中的主人公就更貼近你的心，也許更親切，更為熟悉。“
第二部分 意識和物質(zhì)
1.習(xí)慣
人的意識分為(顯)意識和潛意識。而我們思考總是在用顯意識思考，但我們的個人生活習(xí)慣卻總是”不走腦子“的通過”潛意識“的神經(jīng)來調(diào)整的。薛定諤舉得例子是走熟悉的路，我們總是不仔細(xì)思考怎么走，但如果來到陌生的地方，就要全神貫注地考慮如何走。因而很多需要堅持的”該怎么做“，即使我們想明白了，也得先通過各種”誘導(dǎo)“自制著做，直到成為習(xí)慣，那就輕松了，這件事就到了顯意識的閾值一下，被潛意識自然控制。”我們自己既是斧頭也是雕塑，既是征服者也是被征服者——它是一個持續(xù)不斷的‘自我征服’。“
為什么薛定諤提到這個，是由于他之前是按拉馬克”獲得性遺傳“”用進(jìn)廢退“那一套來理解的。如果這是對的，那么個人的顯意識對無意識的規(guī)訓(xùn)就能遺傳到下一代。當(dāng)然，從大的方面考慮，拉馬克在這里是錯誤的，達(dá)爾文的”后天改變不可遺傳“才是正確的。當(dāng)然，現(xiàn)代生物學(xué)也發(fā)展出了表觀遺傳學(xué)，在許多方面”獲得性遺傳“也是存在的。在基因?qū)用嫔险f，比如基因非編碼區(qū)對編碼區(qū)表達(dá)的調(diào)控，以及啟動子剪切酶之類所對應(yīng)的DNA在經(jīng)過甲基化等途徑后，就會有表觀遺傳的途徑。不過這里考慮大的方面更成熟的理論，這些就不深入討論了。
2.外部傳承
而即使不考慮可獲得性遺傳，而接受達(dá)爾文的演化論，物種個體的行為對后代就沒有影響了么?薛定諤的答案是否定的。
按照達(dá)爾文演化論的模版，基因突變產(chǎn)生新形狀，經(jīng)過自然選擇后篩選出適應(yīng)環(huán)境的形狀，從而更有利于該物種的生存繁殖。從這個模版理解一個物種的性狀是完全來自基因，而行為樣態(tài)是無法傳給下一代的(這里薛定諤似乎有一個錯誤，一會兒再說)，所以行為樣態(tài)無法遺傳。但考慮到物種”行為樣狀“對環(huán)境的選擇或改造，這個經(jīng)過選擇或改造的新環(huán)境是更好地適應(yīng)該行為樣態(tài)的，而后代生活在這個新環(huán)境中，也會因此更傾向于產(chǎn)生該行為樣態(tài)。而如果考慮物種的模仿可能與高等動物的教育可能，對該行為樣態(tài)的”外部傳承“也達(dá)到了和內(nèi)部遺傳同樣的效果，即傳給子代某種特征。
最明顯的例子是語言。未經(jīng)過人類社會語言教育的人類幼體(比如由狼哺養(yǎng)長大)是無法說話、寫字的。而在這個意義上我們可以說不是經(jīng)過遺傳而是通過外部傳承，親代和子代公有了同一特征。但也需要注意的是反過來的情況，由人類看護(hù)成長的黑猩猩可以像人類一樣掌握語言么?顯然是不可以的。而人與該黑猩猩確實是共享著一個外部傳承的。所以我們也不能忽略內(nèi)部遺傳上的物質(zhì)基礎(chǔ)比如器官的、腦神經(jīng)的。人類子代可以通過外部傳承掌握親代的某種特征，也是要求有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)。
所以總體來看，親代和子代的公有特征有兩種途徑，一種是內(nèi)部傳承——遺傳，另一種外部傳承——文化。也可說前者是通過基因的，后者是通過迷因的(http://www.guokr.com/article/257684/)。而考慮到特殊性，我們或者可以再粗略地把外部傳承劃分為親子傳承和社會傳承，社會傳承又專門地通過學(xué)校教育來完成�？紤]到演化心理學(xué)相關(guān)的親子博弈和我們實際上從小耳濡目染父母的性格習(xí)慣，單獨提出來是有益的。
原本是自然選擇的演化，由于人類將環(huán)境改造的復(fù)雜行為，外界環(huán)境一定意義上說不再是自然選擇而是社會選擇。當(dāng)然，社會選擇由于各種經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療保障是沒有自然選擇那么嚴(yán)峻的。薛定諤也在此意義上談到演化速度可能減慢。
而上述提到的物種新性狀對環(huán)境的選擇與改造，再反過來促進(jìn)物種該性狀的發(fā)展(某種意義上的”用進(jìn)廢退“)的過程，也揭示了對初始條件敏感的”混沌理論“，而這一初始條件就是基因突變。而”混沌“的發(fā)生也正是因為這個過程首先是一個內(nèi)因外因交錯的多因素的復(fù)雜過程，外因通過選擇使特征內(nèi)化融入遺傳物質(zhì)，內(nèi)因通過表達(dá)使特征外化融入環(huán)境。即這種”放大“效果是從基因突變到內(nèi)外因作用的復(fù)雜的非線性過程中形成的。而也在這個意義上，過分地區(qū)分內(nèi)部傳承和外部傳承是無意義的，只能相對的區(qū)分。
另外，關(guān)于薛定諤所言行為的不可遺傳性，他是忽略了行為是受到神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控的這一基礎(chǔ)的。即行為不是純粹的外部事件，它受內(nèi)部系統(tǒng)的支配。考慮到這點，行為的遺傳性、心理特征的遺傳性對應(yīng)的神經(jīng)系統(tǒng)受到自然選擇，在達(dá)爾文演化論體系下是完全可以理解的。這一點在現(xiàn)代已發(fā)展為行為遺傳學(xué)、演化心理學(xué)。
3.主觀與客觀
薛定諤提到從希臘哲學(xué)直到今日的科學(xué)發(fā)展都堅持著兩個原則：可理解性原則和客觀性原則�？衫斫庑栽瓌t指的世界是可理解的，哲學(xué)上一直通過抽象化的自然語言進(jìn)行理解，科學(xué)是通過數(shù)學(xué)語言�？陀^性原則是指的我們把感知到的世界當(dāng)成客觀世界來進(jìn)行理解，同時把我們這個意識擺在了世界之外。這也是海德格爾所言的“存在者”思維，主體與客體正是通過此種擺置形成。而這種擺置確實也由歷史證明其價值，如科學(xué)的發(fā)展。而這種擺置也有其不利的一面即忽略了意識自身的位置。幸而20世紀(jì)量子理論的進(jìn)展有助于我們從科學(xué)上看清這種思維方式的另一面。
薛定諤曾為凸顯量子理論的“難以理解”，提出了一個著名的思想實驗即“薛定諤的貓”。這只貓怎么可能在開蓋觀測之前處于生死疊加態(tài)呢?直觀上理解這只貓應(yīng)該生死處于一者才對。這只貓確實是生死處于一者，但我們在觀測結(jié)果以前，我們只能獲得統(tǒng)計性的概率性的結(jié)論。這在宏觀物“貓”上看著難以理解，只是因為我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的宏觀物沒有涉及到微觀物理世界的概率性，而微觀物理世界恰恰是概率性的，它的“難以理解”也通過這個思想實驗凸顯。
很容易有這樣的問題：那我們對微觀世界的單一粒子進(jìn)行觀測不就行了嗎?在觀測上到底是什么樣的困境導(dǎo)致我們無法獲得準(zhǔn)確的結(jié)果呢?就像打開箱子檢測貓的死活一樣。很可惜的是，我們沒法“干凈”“徹底”“原初”地對粒子的運動狀態(tài)進(jìn)行觀測，我們這一觀測必然會影響到粒子的運動狀態(tài)。就仿佛我們打開箱子這只貓從生死疊加的波函數(shù)坍縮為粒子態(tài)生死之一一樣。正是這一發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家重新思考了我們意識的觀測行為本身。
有一種常見的誤解，這種誤解也總是伴隨著對某種神秘性體驗的證明。既然我們的觀測影響了粒子的結(jié)果，那豈不是證明了我們心靈實實在在地具有某種力量?這確實是一種誤會。只要我們更堅定地認(rèn)識到“世界上一切都是物質(zhì)的”就能對量子理論做出準(zhǔn)確的理解，尤其是意識“到我們的意識的觀測是一件發(fā)生在物理世界上的事件”。
“我們觀測”，簡單地說是“我們看”。這個“看”到底是什么?常識上理解就是看，我們視線到了哪里我們就看到了什么。而在這里需要還原到物理世界進(jìn)行追問�？匆娨粋�物體，其實是光照射到物體表面上通過反射進(jìn)到了我們的眼睛中，這里是光子打到了視網(wǎng)膜上。所以實際上并非從眼睛發(fā)出某種視線，而是眼睛作為一種接收信號的儀器，接收到了光信號。打個比方，就仿佛下大雨的時候一個人拿著盆到處跑接雨水。雨就是光，盆就是眼睛，到處跑就是視線移動。
這樣我們就能很容易明白，觀測是一件物理世界，當(dāng)然在這個角度上說，心靈也是視腦神經(jīng)系統(tǒng)的運行過程也是物理世界，這里沒有什么神秘的。那么現(xiàn)在就可以想想，我們觀測一只貓——作為宏觀物體——光子打到貓身上反射到我們眼睛中讓我們看到這個過程，光子對貓的運動狀態(tài)影響實在是太微弱了，因為量級差的太大。但是當(dāng)我們在微觀物理世界中探索的時候，我們的研究對象是微觀粒子。恰恰光子就是一種微觀粒子，那么我們在通過這種光的手段探測，光子撞擊到一個微觀粒子上后光子反射到我們眼睛中，過程中這個微觀粒子怎么會不被同一量級的光子撞擊影響到運動狀態(tài)呢?所以觀測行為會影響到微觀粒子的狀態(tài)實在是太正常不過了。
那么是不是能不通過光子，通過某種其他手段進(jìn)行觀測而不影響到待測粒子的狀態(tài)呢?很遺憾，這里是微觀物理世界，已經(jīng)是現(xiàn)代科學(xué)所能延伸到的盡頭了，實在是找不到某種比待測粒子還是微小的力量作用。觀測一定是通過某種方式的觀測，正是這個某種方式在微觀上必然地會影響到待測粒子。正是在這個意義上說，沒有什么“干凈”“徹底”“原初”的觀測，只不過對宏觀物體的觀測影響太小可以忽略罷了。而這個誤解最早也是來自日常上我們對“看”的理解太過樸素和習(xí)以為常了，忽略了規(guī)定著我們方式，作為一種邊界。
我們現(xiàn)在已經(jīng)知道單個粒子我們無法測量它的全部性質(zhì)(測不準(zhǔn)原理)，這就把強決定論的路給斷了，起碼是在我們認(rèn)識上的路給斷了，實際如何我們無法知曉。而從統(tǒng)計上概率上看我們還是知道的，可以理解為是一種底層隨機到高層的統(tǒng)計的有序(也有科學(xué)家認(rèn)為底層的隨機其實有著隱變量，而如果發(fā)現(xiàn)了它底層也就不是隨機了，不過這不是量子力學(xué)的正統(tǒng)解釋。 )。所以我們還不能走太遠(yuǎn)，說無什么物理學(xué)大廈的基地被摧毀了，起碼到大量的粒子的運動狀態(tài)一層，還是能發(fā)現(xiàn)明顯的規(guī)律的(統(tǒng)計決定論)。
物理學(xué)正是如此通過自身的發(fā)展，通過意識到“意識是物理世界的一種現(xiàn)象”打破了主觀客觀的隔膜(這種隔膜的產(chǎn)生通過對“看”的分析我們可以發(fā)現(xiàn)是很自然的)，呈現(xiàn)出一種“客觀”“真理”的姿態(tài)。而這種“正確”的認(rèn)識方式卻有點忽略了我們的生活世界，或者說對生活世界徹底改造了。顯然，對于許多科學(xué)家來說追求真理是畢生的志愿。但對許多其他人來說，人生的意義并不在于追求真理。而且，“真理”只有科學(xué)這一種姿態(tài)么?這要看我們對真理的理解了。
關(guān)系。量子力學(xué)勾連起主觀和客觀的關(guān)系，以“客觀”為基底。海德格爾的存在論也試圖打破主客觀二元論的隔膜，以“主觀”為基底。不同于物理學(xué)視角的把事物還原到粒子作用關(guān)系，海德格爾追求的是一種人化的，緣在的理解。在后者的理解中，事物首先是作為與活生生的人有某種聯(lián)系的事物進(jìn)行理解的。比如我們通過看電腦看到本篇文章，我們首先關(guān)注的不是這個過程中的粒子作用和物理現(xiàn)象，從某種意義上說更重要的是我與電腦這種技術(shù)的關(guān)系，我與本文的關(guān)系，而這種關(guān)系恰恰在生活世界中勾連起了主觀與客觀。通過上面的分析我們也可以發(fā)現(xiàn)，物理學(xué)無疑解決了一些問題，解釋了一些物理現(xiàn)象。而存在論哲學(xué)無疑也對我們理解生活產(chǎn)生了另一種視角。而問題恰恰是，我們作為有性格的人，常常不同的人重視的問題是不一樣的。科學(xué)家往往重視前者，藝術(shù)家往往對后者情有獨鐘(這個問題大概算是哲學(xué)問題，哲學(xué)家們不負(fù)眾望地沒有達(dá)成一致。粗略地說，英美哲學(xué)界傾向前者，歐陸哲學(xué)界傾向后者)。薛定諤也有相關(guān)體會：“物理世界的畫面也缺少構(gòu)成認(rèn)知主體的所有感官特征，它是無色、無聲、觸摸不到的。以同樣的方式，同樣的原因，科學(xué)世界缺少或被剝奪了任何只有與有意識思索、感知的主體相聯(lián)系才會有意義的一切。我首先指出是那些倫理學(xué)和美學(xué)的價值觀，任何在此范疇、內(nèi)容與此有關(guān)的價值觀�？茖W(xué)世界中不僅缺少這些，而且從純粹科學(xué)的觀點來看，它無法被有機地插入”。這樣問題還是回到了生活的意義，這個問題對于不同性格的人是有不同的解答。而正因為他們試圖解釋的問題不是一個層面的，我們也難以以某種超越層面的標(biāo)準(zhǔn)來衡量兩者。這個標(biāo)準(zhǔn)位于哪個層面大概會傾向這個層面，沒有超越層面的標(biāo)準(zhǔn)，正如沒有超越方式的觀測。
4.直接感覺的局限
“顏色本身并不能告訴你任何關(guān)于波長的特性”。
“它是一種白色粉末。有些人覺得它無味，而另一些覺得它很苦。……從那以后人們對它進(jìn)行了廣泛的研究。發(fā)現(xiàn)品嘗這種特殊物質(zhì)的‘試味員’的味覺有某種天生的特性，于其他條件沒有關(guān)系。而且這種特性的遺傳遵循了孟德爾法則，與血型特征的遺傳類似。”
直接感覺直接經(jīng)驗的局限，也正局限著自省途徑，局限著哲學(xué)。
“我在這里詳細(xì)描述的情況經(jīng)常被說成是‘隨著測量技術(shù)的完善，觀測者逐漸地被越來越靜謐的儀器所代替’。但事實并非如此;觀測者不是逐漸被替代，而是從一開始就被取代。我在前面已試圖解釋了觀察者對色彩的感覺不能為判斷光的物理性質(zhì)提供絲毫線索……測量儀器的使用是相當(dāng)重要的一步。雖然這種裝置在今后還會逐漸得到完善，但無論多大的改進(jìn)，這在認(rèn)識論上并不太重要。對于認(rèn)識論來說，它們的作用本質(zhì)上是相同的。”
“其次，儀器永遠(yuǎn)無法完全替代觀察者;倘若可以完全替代，觀察者顯然無法獲得任何知識。”
在這個意義上說，儀器是感官的延伸，但在認(rèn)識論上都是“方式”。而不同的方式能察覺的性質(zhì)是不完全相同的，人類通過科學(xué)儀器察覺到了直接感覺不能發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。但最終必須回歸到直接感覺。隨著理論和儀器的越加復(fù)雜，我們總是容易忘記最后一步我們是通過感覺來獲取信息的。
5.感覺的奧秘
自己一直困惑的問題被歷史上的思想家提到是十分喜悅的，而薛定諤也認(rèn)為科學(xué)難以向我們展示這個問題——“感覺的奧秘”——的謎底。以視覺為例，即使物理學(xué)、生理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)再發(fā)展完善，把“看到黃色”這一整個的物理過程都發(fā)現(xiàn)了形如：a-b-c-d-……-z-黃色。假如這里的z是某一種黃色神經(jīng)感受細(xì)胞(或者甚至是更底層的粒子)，那么還是有這個問題“為什么z會引發(fā)意識中的黃色?”。這似乎是一個科學(xué)邊界上的問題，薛定諤也認(rèn)為是看不到解釋的可能的。他把這個問題的根源歸結(jié)到這個原因：“一方面我們對周圍世界的了解依賴于我們的直接感知，無論這些知識是來自日常生活，還是來自精心安排的困難實驗;另一方面，這類知識無法揭示感知與外部世界的聯(lián)系”。具體地說，就是從z到黃色這一步跨出了科學(xué)范疇。更令人迷惑與絕望的是，這并非是科學(xué)自己的問題——好像哲學(xué)能解決似的——這是一個在現(xiàn)在看來什么手段都無法解釋的問題。不只是視覺，對任何感覺的解釋都有此困境。
在此基礎(chǔ)上這個問題還可以再比較與追問。試問“z為什么引發(fā)了黃色”和“a為什么引發(fā)了b”有什么樣的區(qū)別呢?使得后者似乎得到了解釋而前者沒有。似乎因為后者符合某種物理規(guī)律而得到了解釋，前者中“黃色”已經(jīng)是科學(xué)之外的事情了。但不要忘記的是，根本上說，科學(xué)解釋的是how而非why。我們?nèi)绻J(rèn)同某種經(jīng)驗得到規(guī)律a-b，又有什么理由不認(rèn)同經(jīng)驗得到的規(guī)律z-黃色呢?雖然后者比較特殊，因為我們對a-b都是在感覺下認(rèn)識到的，而z-黃色這個過程中z是在感覺下認(rèn)識到的，而黃色卻是感覺本身。而如果不把這一層“客觀”到“主觀”的跨度要求一種超越how的分解，在我看來其實于追問“a-b”是沒什么不同的了。但似乎也有這樣的區(qū)別：比如我們從z本身是發(fā)現(xiàn)不了什么“黃色”特質(zhì)的，所以我們會疑問z為什么引發(fā)了黃色而不是藍(lán)色或其他什么顏色。而從a-b這個過程，是服從某種可以解釋how的抽象規(guī)律的。但是，我們可以對粒子的行為在物理學(xué)上提煉出抽象的數(shù)學(xué)規(guī)律，而生理過程卻一直是作為直接描述性的。所以位于接收光的生理階段的y-z本就是與光本身的粒子過程的解釋要求上有差異的。所以在我看來，這里其實有兩個問題：一個是科學(xué)邊界上物理實在到感覺這一跨，另一個是本身對相繼關(guān)系、規(guī)律為何如此存在的追問。薛定諤似乎是認(rèn)為“從z到黃色”這一步跨的太大了，而生理上的y-z全然在我們視覺下發(fā)生，它的相繼關(guān)系我們是可以接受的。
書中最后引述了德謨克利特的一個論斷(由蓋倫保存下來)，摘錄如下：
“
智慧說：‘表面上有色彩，表面上有甜味，表面上有苦味，但實際上只有原子和虛空。’
感覺反駁說：‘可憐的智慧，你希望借用我們的論據(jù)擊敗我們嗎?你的勝利就是你的失敗。’
”
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