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如果没有信息，生物学就将失去意义。
——贝恩德–奥拉夫·屈佩尔斯 [7]
我们现在正处于一个关键时刻。
将生命与非生命区分开来的东西就是信息。
这话说起来容易，但需要进一步剖析。我们先从简单的事情讲起：生物会繁殖，并通过繁殖将它们的信息传递给后代。从这个方面看，繁殖与生产不同。狗繁殖会生出更多的狗，猫繁殖会生出更多的猫，人类繁殖会生出更多的人……基本的身体蓝图从一代传递至下一代。但是，繁殖与单纯的物种延续之间存在细微的差别。比如，人类的婴孩会从他们的父母或祖父母那里遗传某些具体的特征：红头发、蓝眼睛、雀斑、长腿……关于遗传，最好的阐释如下：此前世代的相关信息被传递给下一代，而这些信息是构建一个与老一代相似的新生物体所必需的。这种信息被编码在生物的基因中，然后作为繁殖过程的一部分被复制。因此，生物繁殖的本质就是可遗传信息的复制。
当薛定谔在1943年发表演讲时，大多数科学家还不知道遗传信息是如何复制和传递的。没人真正知道这类信息被存储在哪里，也没人知道它是如何复制的。当时距离发现DNA在遗传方面的作用还有10年时间。薛定谔的伟大洞见在于，确认了信息的存储、处理和传递必定发生在活细胞内纳米尺度的分子层面上。
而且，我们需要使用薛定谔的智慧结晶——量子力学——来解释信息存储的稳定性。尽管薛定谔当时并不清楚遗传物质是什么，但他推断它涉及一种具有特定结构的分子，并把这种分子称为非周期性晶体。这真是极具洞察力的见解。晶体具有稳定性。我们熟悉的晶体都是周期性的，比如钻石或盐，它们构造简单，原子排列规整。另一方面，具有晶体层面上的稳定性并可被随意构建的分子，则可以编码和存储大量的信息。这正是DNA的特征，它是一种非周期性晶体。10年之后，克里克和沃森发现了DNA的结构，他们都承认，在阐明难以捉摸的遗传物质的形式和功能方面，薛定谔的著作给了他们必不可少的帮助。
今天，生命的信息基础已经渗透到各个科学领域。生物学家说，基因（DNA中明确的碱基序列）包含了“编码指令”，这些指令可被转录和翻译。当基因被复制时，信息会先被拷贝，然后被校对；如果有必要，错误也会被纠正。在组织尺度上，负责发送信号的分子会在相邻细胞间传递信息，其他分子则随血液循环在器官间传送信号。即便是单个细胞也能收集和处理它所在环境的信息，并做出相应的响应。当然，生物体最杰出的信息处理系统是大脑，它经常被人们比作数字计算机（但不太有说服力）。在生物个体层面之上，还存在着社会结构和生态系统。蚂蚁和蜜蜂之类的社会性昆虫通过传递信息来协调群体活动，比如觅食和选择筑巢地点等。鸟儿会聚集成群，鱼儿也一样，这些都说明信息交换是它们的协作行为的核心。灵长类动物会自行集聚成群，并通过许多精妙的沟通方式来维系复杂的社会规范。人类社会已经创建了像互联网这样的全球性信息处理系统，因此，许多科学家现在选择用信息属性来定义生命，也就不足为奇了。生物物理学家埃里克·史密斯用如下方式表达了这一观点：“就一个化学系统而言，能量在其中的流动和存储与信息的流动和存储有关。”
现在，我们已经到达了生物学和物理学、生命和非生命这样迥然不同的领域的交叉地带。尽管薛定谔正确地指出了分子结构和信息存储之间存在着联系，但他提出的非周期性晶体的观点引发了概念上的巨大分歧。分子是一种物理结构，而信息是一种抽象概念，从根本上说源于人类沟通的世界。如何消弭这一巨大分歧？如何将抽象的信息与分子物理学联系起来？答案似乎隐约出现在150年前工业革命的酝酿期，它来自一个与生物学关联较少的话题，而更多地与机械工程领域的具体细节有关。
[1] Erwin Schrödinger, What is Life? (Cambridge University Press, 1944),p. 23.
[2] Charles Darwin, On the Origin of Species (John Murray; 2nd edn,1860), p. 490.
[3] David Deutsch, The Beginning of Infinity: Explanations that Trans form the World (Penguin, 2011), p. 1.
[4] S. I. Walker,‘The descent of math’, in: A. Aguirre, B. Foster and Z. Merali (eds.), Trick of Truth: The Mysterious Connection between Physics and Mathematics (Springer, 2016).
[5] Richard Dawkins, Climbing Mount Improbable (Norton, 1996).
[6] Eric Smith and Harold Morowitz, The Origin and Nature of Life on Earth (Cambridge University Press, 2016).
[7] Bernd-Olaf Küppers,‘The nucleation of semantic information in pre biotic matter’, in: E. Domingo and P. Schuster (eds.), Quasispecies: From Theory to Experimental Systems. Current Topics in Microbiology and Immunology , vol. 392, 23–42. See also Carlo Rovelli,‘Meaning and intentionality = information + evolution’, in: A. Aguirre, B. Foster and Z. Merali (eds.), Wandering Towards a Goal: How Can Mindless Mathematical Laws Give Rise to Aims and Intention? (Springer,2018), pp. 17–27.