生命是什么?两篇物理学论文颠覆你的认知

如果宇宙是个巨大的盲盒,生命就是那个被做了记号的“隐藏款”

——物理学家眼里的你,本质上是一段不愿意被遗忘的时间。

你有没有想过,此时此刻你拿着手机刷这篇文章,这件事本身有多离谱?

稍微动用一点中学物理知识,你就会发现宇宙的默认设置其实挺绝望的:热力学第二定律就像个无情的拆迁队,致力于把一切有序的东西推平,把整洁的房间变乱,把热咖啡变凉。按照这个逻辑,宇宙的终极形态应该是一锅均匀、无聊、死寂的原子汤。

但在这一锅汤里,居然冒出了你。

你不仅没散架,还能维持恒定的体温,还能思考“中午吃什么”,甚至能理解屏幕上这些发光的像素点代表什么意思。

最近,几位物理学家就这个现象思考了很久,写了两篇挺震撼的论文(一篇讲“组装理论”,一篇讲“生命的物理学”),试图解释这到底是咋回事。看完之后,我突然觉得,我们对“活着”这件事的理解,可能一直都太肤浅了。

1. 并没有什么“神之一手”,只有“选择记忆”的宇宙

先说个好玩的。如果我在沙滩上捡到一块圆润的鹅卵石,我会说:“这是大自然的鬼斧神工。”毕竟海浪冲刷个几万年,石头总会变圆,这完全符合随机物理规律。

但如果我在沙滩上捡到了一只乐高拼成的“千年隼”呢?

这时候如果我还说是“海浪正好把塑料片拍成了这样”,你肯定想打120接我去精神科。为什么?因为直觉告诉你:这种复杂度,不可能是随机撞出来的。

那篇关于《组装理论》的论文,其实就在说这件事。它提出了一个很酷的观点:生命不是一种特殊的物质,而是一种特殊的“因果历史”。

想象一下,把一个复杂的分子(或者你的手机)拆解成最基本的原子,然后问:要经过多少步特定的拼接,才能重新把它组装回来?这个步数,就是它的“组装指数”。

物理学里有个残酷的真相:高组装指数的东西(比如蛋白质、DNA、iPhone),在纯随机的环境里出现的概率几乎为零。如果这种东西只出现了一次,那可能是奇迹;但如果它像细菌、蚂蚁或者人类一样,成千上万地重复出现,那就说明宇宙在“作弊”。

这种作弊叫选择,或者更浪漫一点,叫记忆

生命就是宇宙学会了“记笔记”。在这个角落里,物质不再是撞完就散的过客。某些原子组合一旦碰巧形成(比如最早的自我复制分子),它就设法把这个“配方”存了下来,并且疯狂拷贝。

所以,当你看着镜子里的自己,你看到的不仅仅是一堆“肉”,你看到的是几十亿年来,宇宙为了对抗混乱,筛选出的那个“最优解”的实体化。你是由时间堆出来的。

2. 石头只活在当下,而你活在未来

再聊聊另一篇论文,关于《生命的物理学》。

如果在坡顶放一块石头和一只猫,然后踹它们一脚(请勿模仿,只是思想实验)。
石头会顺着重力滚下去,撞到哪算哪,完全听天由命。它包含很多信息(质量、速度、硬度),但它自己不在乎这些信息。

猫不一样。猫会甚至在被踹之前就预判你的动作,炸毛,跳开,或者反手给你一爪子。

这篇论文指出,生命和非生命最大的区别在于:生命是利用信息来“搞事情”的。

普通的物理系统是被过去推着走的(因为刚才受力了,所以现在动)。但生命似乎是被“未来”拉着走的(因为想活下去,所以现在要跑)。

这当然不是魔法,而是生命系统演化出了一种能力,去处理语义信息。对于石头来说,下雨就是被淋湿;对于植物来说,下雨是“生长”的信号;对于你来说,下雨可能意味着“要打伞”。

同样的物理输入,在生命体中被转化成了维持生存的对策

我们是一群顽固的“逆流者”。热力学定律想让我们平衡、消散、死亡,但我们通过不断地从环境中采集信息,调整自己的状态,硬生生地在混乱的洪流中,维持住了一个叫做“自我”的存在。

3. 那么,生命到底是什么?

把这两篇论文放在一起读,有一种莫名的感动。

如果非要给生命下个定义,以前生物课本会告诉你“新陈代谢、繁殖、应激性……”这些词太冷冰冰了。

在物理学家眼里,生命可能是这样的:

生命是宇宙中一段拒绝被遗忘的历史。 它通过把过去几十亿年的成功经验编码进基因里(这是组装理论说的“记忆”),然后利用这些记忆去预判未来,去主动抓取信息,以抵抗消亡(这是信息理论说的“目的”)。

你之所以是你,是因为在漫长的时光里,无数种原子的组合都失败了、消散了,只有组成你祖先们的那些序列,像通关秘籍一样被保留了下来。

所以,下次当你觉得自己渺小、无力,或者仅仅是周一早上不想上班的时候,想一想这件事:

在这个大部分由死寂的石头和气体组成的、倾向于混乱和遗忘的宇宙里,你的存在本身,就是一场持续了40亿年的、极为极其顽强的抵抗运动。

你不是一粒尘埃,你是宇宙中最复杂的“作弊码”。

是不是很酷呀?!