如果《時間簡史》曾讓你感到震撼，那麼《生命與新物理學》一定會讓你重溫這種體驗。

這是一次跨越生物學、物理學、數學、認知科學甚至哲學界限的前沿探索之旅，足以顛覆我們對世界的認知。

·生命是什麼？

·為什麼能從混沌中自發產生秩序？

·地球生命的出現是偶發奇跡還是必然？

·生物與非生物之間的本質區別是什麼？

·驅動生命進化的隱秘動力在哪裡？

……

這本書將從全新視角揭示生命的謎題。在此之前的科學關注的是生命的“硬件”——化學結構，而保羅·戴維斯的新物理學創造性地聚焦於生命的“軟件”——隱藏的信息網絡。生物體中的信息流，就是解釋生命議題時一直缺失的那塊關鍵性拼圖。

有了這塊珍貴的拼圖，我們就能深入理解癌癥基因、表觀遺傳學、地外生命、量子計算機、生物電路等至關重要的熱點話題，領悟浩瀚生命的奧秘。

生命是什麼？

1943年，諾貝爾獎獲得者、量子力學的重要奠基人薛定諤提出了這個劃時代的問題，他指出：我們需要新物理學來給出答案。

這本書從這個經典問題出發，結合香農的信息論、達爾文的進化論和諸多領域的前沿研究，將量子力學應用於生物學、計算科學等領域，超越各個學科的界限，用全新視角探究生命的本質。書中提出了一個突破性的觀點：生命=物質 信息，分子結構是生命的“硬件”，信息結構則是生命的“軟件”。生物體中含有大量高效的微型機器，它們聰明地處理和控制著信息，像變魔術一樣從混沌中獲得秩序。進化讓這張隱形的信息網絡不斷升級。

保羅·戴維斯將生物學、物理學、數學、化學、信息科學、醫學和哲學等領域融為一體，引領了極具洞見的全新交叉學科。這種新科學涉及信息引擎、生物電路、癌癥基因、量子計算機等眾多前沿科學領域，用信息的觀點重新解讀生命之謎。

保羅·戴維斯（Paul Davies）

理論物理學家、宇宙學家和天體生物學家，美國亞利桑那州立大學科學基本概念超越中心主任，“地外智慧生物搜尋”（SETI）計劃偵測後任務小組負責人。有一顆小行星以他的名字命名。

戴維斯是當代知名科學作家，寫過多部暢銷科普作品，包括《上帝與新物理學》《宇宙的後三分鐘》《關於時間：愛因斯坦未完成的革命》等。他曾因科學成就及向大眾傳播科學知識的卓越貢獻獲得尤裡卡獎、英國物理學會開爾文獎和英國皇家學會法拉第獎等。《華盛頓時報》稱他為“大西洋兩岸好的科學作家”。

前言/III

第1章  生命是什麼？ /001

第2章  走近麥克斯韋妖/029

第3章  生命的邏輯/077

第4章  達爾文主義2.0/127

第5章  鬼魅般的量子和生命/169

第6章  生命的起源/197

第7章  機器中的幽靈/221

結語/251

延伸閱讀/263

注釋/269

索引/281

超越邊界之作……戴維斯表明，信息的觀點有助於更好地理解生命的定義特征……這種生命視角是宏大的。——《自然》

精彩，生動……理解生物體中的信息流，可能正是我們的科學拼圖中缺失的部分。這是個偉大的想法。——《衛報》

這本書適合所有喜歡打破認知界限的人。戴維斯用輕松有趣的筆觸來呈現他的探索，即使是非常深奧的科學，也被闡釋得十分清楚。——丹尼斯·諾布爾，繫統生物學先驅，牛津大學醫學部名譽教授

從物理學到生物學，從進化論到神經科學，保羅•戴維斯在這本寫作風格鮮明、引人入勝的書中，為如下核心觀點提供了強有力的例證：生命與信息流息息相關。這本書中有很多值得深思的東西。強烈推薦。——喬治 F. R. 埃利斯，宇宙學家、數學家，開普敦大學教授

如果你想要理解生命概念是如何演變的，就一定要讀這本書。——安德魯·布裡格斯，納米材料科學家，牛津大學教授

一次探索生命相關科學的精彩絕倫之旅。——戴維·多伊奇，量子物理學家，牛津大學教授，2018年度“墨子量子獎”得主

【迷箱7  數字醫生時代的到來】

想像一下未來的醫生（多半是人工智能）能通過某些令人驚訝的技術實時檢測基因表達，凝視著細胞中舞動、閃爍的模式，就像從遠處眺望城市的燈光，並據此診斷出病人所患疾病。這就是數字醫生，它是一位醫療軟件工程師，處理的是信息而非生物組織。我設想未來醫生會告訴我，在我身體的這個或那個閃爍的基因簇中有癌癥的早期征兆；或者一個遺傳基因缺陷產生了一個異常明亮的斑塊，表明肝髒中的某種蛋白質超表達了；或者不太活躍的斑點可能表明，有些細胞沒能獲得充足的氧、雌激素或鈣。對信息流和信息簇的研究，將會為我們提供一種比今天使用的各種化學測試有效得多的診斷工具。對疾病的治療將致力於建立健康、平衡的信息模式，也許是通過介入甚至是再造某些有缺陷的模件，就像從前的電子工程師會通過更換晶體管或電阻器來修好一臺收音機那樣。數字醫生可能不會試圖替換任何“硬件”（模件），而會重寫某些代碼，並以某種方式將其上傳到病人體內的細胞中，恢復其正常的功能，這相當於細胞重啟。

這些似乎是科幻小說中的情節，但信息生物學與計算機技術是平行發展的學科，盡管前者比後者晚了好幾十年。隨著對DNA三聯體密碼和轉錄機制的闡明，生命的“機器代碼”在20世紀五六十年代被破解了。現在，我們需要理解生命的更高-級的計算機語言，這是接下來必不可少的步驟。今天的軟件工程師不會通過輸入海量的“1”和“0”來設計一種新的電腦遊戲，而會代之以像Python（蟒蛇）這樣的高-級語言。類似地，當一個細胞調節其膜電位時，它會增加泵出的質子數量，而用基因密碼子描述的“機器代碼”並不容易看懂。細胞作為一個單位，在高得多的層級上運作，管理它的物理和信息狀態，並有效利用了復雜的控制機制。這些調節過程並不是隨意的，而是遵從其自身的規律，就像軟件工程師使用的高-級計算機語言。而且，正如軟件工程師能用高-級代碼重新編程一樣，生物工程師也能為生命繫統重新設計更精-密的特征。