薛定谔的猫,波动方程广泛地为人所知,他对生命科学的探索,丝毫不逊色于对量子力学的贡献。
最近读了薛定谔的《生命是什么?》,这本书被认为是20世纪下半叶分子生物学革命的起源,吸引了一大批优秀的物理学家参与解析遗传的物质基础问题,其中就包括了沃森和克里克。本书为分子生物学的诞生做了概念上的准备,备受分子生物学家推崇。此书写成于1943年,当时双螺旋结构还没发现。已经确定染色体是承载遗传物质的,而且在X射线照射下,会提高突变率。根据当时的物理知识,大量分子的运动服从玻尔兹曼分布,是可以表现出明显的规律性的,而在若干个分子的尺度,分子运动则几乎毫无规律,称为布朗运动。在染色体上,表现出了极强的稳定性。薛定谔坚信遗传是通过某种物质,携带信息进行传递的,因此,薛定谔对遗传的物质结构进行了猜测。他估计遗传物质是一种同分异构体,同分异构体是一类特殊的化合物,构成的原子完全相同,但分子中原子间的位置和共价连接结构不同,而且同分异构体一般比较稳定,但在特定情况下,可以互相转换。这与遗传的特性相吻合,有稳定性,但在特定情况下,变化的概率就比较高,与染色体的突变类似。薛定谔推测,遗传物质是一个非常巨大的分子,遗传信息隐藏在复杂的分子结构上,在X射线的照射下,可以提高分子转换为同分异构体,表现为遗传的突变。在当时的知识水平下,这已经是一个了不起的推测。后来,沃森和克里克发现的双螺旋结构确实是与以往任何一种已知的物质结构不同,有以往任何已知物质不具备的性质,确实是超乎想象。双螺旋结构具有高度的稳定性,可以使用仅仅四种碱基,通过排列顺序的变化,表达出极其丰富的信息,足以编码整个生命过程。薛定谔敢于猜测,体现了求知欲激发的一种勇气,也激发了更多的人投入到遗传物质基础的研究,掀起了一场充满浪漫色彩的分子生物学革命。
在《生命是什么》中,也收录了《意识和物质》,探讨了自由意志问题。柏拉图认为存在一个理念世界,这个理念世界的真实性甚至高于实体的物质世界。西方科学正是源于对理念世界的探索,追求所谓的客观性、精确性。而薛定谔认为,这一探索从一开始,就把人的感知排除在外了,想从理念世界里推出意识,是不可能的!
值得一提的是,克里克后半辈子转到了神经科学,向自由意志问题挑战,在他的《惊人的假说--灵魂的科学探索》中,提出了一个脑结构,可能是自由意志的栖身之所,可惜我还没有看到这个发现的验证。可以说,克里克的研究兴趣,前半生是在薛定谔的《生命是什么》一书讨论的内容,后半生是在薛定谔《意识和物质》讨论的内容。可见,薛定谔真的是一位非常有洞察力的科学家,在我看来,至少可以和牛顿、爱因斯坦平齐。