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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ 增章二生命的麦克斯韦妖
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*建议没有生物化学基础的读者在读完正文之后阅读这则增章。
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在正文的第四章，我们遇到了一个有些眉目，却又解决得没那么透彻的问题——生命因为汲取负熵而持存，不论这句话怎样表述，但是，生命是怎样汲取的负熵呢？
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后来，我们又说生命是一个控制系统，它的控制对象是它的自身，那么，生命是怎样的控制系统，又是怎样控制了自身，怎样维持了自身的持存呢？
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这两个看起来很不相同的问题，其实是同一个问题。在第四章里讨论控制系统的时候，我们已经简单透露了这则增章的结论，现在让我们把这个结论说得更详细一些，它包括了下面这样两个部分。
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首先，生命作为一个控制系统，会控制构成自身的所有物质，使它们维持恰当的位置和状态，所以，只要生命的控制功能足够准确，构成它的物质就不会陷入混沌，生命就会持续存在。用薛定谔的话说，就是“维持在非平衡态上”。
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但是，一个控制系统要在保证精度的同时持续运行，就必然向周围耗散能量，给环境带来熵增。考虑到这些控制行为削弱甚至扭转了自身的熵增趋势，维持了自身的低熵状态，那么它的控制效果就将会体现为持续不断的“汲取负熵”。
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在接下来的故事里，我们会在上下半章中分头讲述这两个部分。不过，考虑到“控制系统”是一个既陌生又抽象的概念，这则增章余下的部分将会用“计算”这个更加熟悉的概念代替“控制”，用“计算机”这个更加具体的概念代替“控制系统”，问题会因此清晰很多——这就如同面对看不透的平面几何问题，数学老师往往会建议你画一个直角坐标系，把它转化成解析几何，用更加熟练的代数方法破解它。
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·上半章 管住那颗疯台球·
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现在，我正在检视人体腐烂的原因和过程，不得不日夜守在地窖和停尸房里。我专注的每一个细节，对人类那脆弱的神经来说都是最不能忍受的东西。我眼看着人体构造精密的组织如何分解、腐坏，眼看着原来充满生机的红润脸颊如何因死亡而逐渐腐败，眼看着蛆虫怎样侵入人类神奇的眼睛和大脑组织。
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我暂停下来，钻研那些生生死死的变化究竟昭示了怎样精微的因果关系。终于，黑暗之中突然有光明照彻了我，那光明如此耀眼夺目，却又如此简洁明了。当我在它展现的宏大图景前头晕目眩的时候，又感到如此惊异：众多的天才都在同一门科学中搜奇探赜，独留我来揭示这旷世的秘密。
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记住，我不是在痴人说梦。晴空朗日，也不比我说得更加真切。这或许来自某种奇迹，但这个发现的每个阶段都非常清晰，而且极具可能。焚膏继晷，殚精竭虑，我终于找到了繁衍和生命的根本原因，不，还有更惊人的，我还有能力给没有活力的物质注入生命。
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——玛丽·雪莱，《弗兰肯斯坦》，1831年版
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一切关于生和死的困惑，都直接或间接地来自“生命不等于生命物质”这个经验观点。那些没有生命的事物，无论是简单的石头还是复杂的机械，无论小到一个原子还是大到一个星系，都可以拆解成零件和原料。反过来，只要拥有恰当的零件和原料，就能完好地组装出这些事物，使之具备一切应有的功能和属性。比如一块手表，无论它多么精密，都能打开后盖拆成最小的零件再装回去。
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但生命完全不是这样。我们都知道动物是肉做的，却从来不能用尸体的碎片拼出一个活的动物，就连用有机物组装一个最简单的细胞也不能。尤其触动我们认知的是，一个生命死了，组成它的物质看起来都还好端端地留在那里，可它就是再也不能复活了，永远失去了生命的一切特征，很快就会腐败分解，最后涣散成一堆无机小分子，烟消云散。
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这个巨大的差异让我们相信，生命是某种物质材料之外的东西，它借由某种方式注入物质，就会使物质活过来，可以生长、运动、繁殖，而当它脱离物质而去，物质就将回归原本的状态，最终消亡、崩解、腐败。生与死之间存在着某种判然而不可逾越的界限，各种古老信仰里的创世神话每每少不了这样的情景。
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但这个“经验观点”必然只是一种错觉：这是一个没有任何超自然力量的世界，生命与非生命必须服从同一套运动规律，当然都可以拆成零件和原料再组装起来。
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说得更具体一点，所谓“腐败分解”，在微观上就是生物大分子解体成小分子：核酸断裂，蛋白质水解，脂质氧化，水解酶破坏周围的一切，自由基渗漏出来分解更多的分子……经过一场失了控的化学反应，那些细胞、组织、器官、系统，很快就荡然无存，变成了一团混沌。
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然而任何一种物质能够发生怎样的化学反应都取决于它的自身属性，与它处于尸体内还是处于活体内没有关系，所以在微观上，那些招致腐败分解的化学反应也同样可以发生在你的体内。
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但这样的反应从来不会在你的体内失控，从来不会使你腐败分解。你体内的大分子虽然不断分解成小分子，你体内的生命活动却能以更高的速度把那些小分子重新组装成各种各样的大分子，再把那些大分子全都安排在恰到好处的位置上，老老实实地组成各种细胞、组织、器官，催化正确的生化反应。
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是的，生命无时无刻不在组装自己，在过去的40亿年里，这种组装活动从未断绝，而且越组装越精密，越组装越复杂，从区区一群末祖细胞开始，一路组装出了天上的飞鸟，海中的巨鲸，地上的鸣虫，还有这本书的作者和读者。
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所谓“生命不等于生命物质”，仅仅是因为人类自身的工艺水平仍然粗糙低劣，才把生命活动那超级精密的自我组装能力看成了魔法。这就与从未见过现代文明的丛林原住民突然来到大都会看到汽车、霓虹灯、显示屏、计算机……而感觉自己进入了魔法世界，是完完全全的同一件事。
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那么，这恍如魔法的组装，生命是如何做到的呢？计算，但不是抽象的数学计算，而是现实世界中的计算。
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1.生命与计算
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