书城科普读物影响世界的62部科学名著
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第28章 科学普及(3)

那么生命的特征到底是什么呢?一块物质什么时候可以说是具有生命呢?这和熵又有什么关系呢?作者认为生命的特征就是当它继续在“做某些事情”,运动,新陈代谢,等等,而且可以指望它比一块无生命物质在相似情况下“维持生活”的时间要长得多。一句话,自然界中正在进行着的每一件事,都是意味着它在其中进行的那部分世界的熵的增加。因此,一个生命有机体在不断地增加它的熵,或者可以说是在增加正熵,并趋于接近最大值的熵的危险状态,那就是死亡。要摆脱死亡,就是说要活着,唯一的办法就是从环境里不断地汲取负熵,人们马上就会明白负熵是十分积极的东西。有机体就是依赖负熵为生的。或者,更确切地说,新陈代谢中的本质的东西,乃是使有机体成功地消除了当它自身活着的身体不得不产生的全部的熵。

对于生命,作者认为,在有机体的生命周期里展开的事件,显示出一种美妙的规律性和秩序性,人们碰到过的任何一种无生命物质都是无法与之匹敌的。人们发现,它是受一群秩序性最高的原子所控制的,在每个细胞的原子总数里,这种原子团只占了很小一部分。而且,根据人们已经形成的关于突变机制的观点,人们断定,在生殖细胞的“占统治地位的原子”团里,只要很少一些原子的位置发生移动,就能使有机体的宏观的遗传性状中出现一个明显的改变。简单地说,人们亲眼看到了现存的秩序显示了维持自身和产生有序事件的能力。这种说法听上去似乎是很有道理的。然而它之所以似乎有道理,无疑地是由于人们汲取了有关社会组合的经验和涉及到有机体活动的其他事件的经验。所以,它有点像一种恶性循环的论证。

作者说,在生命的发展中遇到的秩序性有不同的来源。有序事件的产生,有两种不同的“机制”;“有序来自无序”的“统计学机制”,和“有序来自有序”的一种新机制。他说:“对于没有偏见的人来说,第二个原理似乎简单得多,合理得多。这是无疑的。正因为如此,所以物理学家是如此自豪地赞成另一种方式,即赞成‘有序来自无序’的原理。”作者在这个演讲里实际上涉及的论题是多方面的,但整个演讲只打算说明一个想法——对一个重大问题的一点点小小的评论,即:“在一个生命有机体的空间范围内,在空间上和时间上发生的事件,如何用物理学和化学来解释?当前的物理学和化学在解释这些事件时明显的无能为力,决不能成为怀疑这些事件可以用物理学和化学来解释的理由。”

精彩语录

1、生命似乎是物质的有序和有规律的行为,它不是完全以它的从有序转向无序的倾向为基础的,而是部分地基于那种被保持着的现存秩序。

2、在生命的发展中遇到的秩序性有不同的来源。有序事件的产生,看来有两种不同的“机制”,“有序来自无序”的“统计学机制”和“有序来自有序”的一种新机制。

3、有机体就是赖负熵为生的。或者,更确切地说,新陈代谢中的本质的东西,乃是使有机体成功地消除了当它自身活着的时候不得不产生的全部的熵。

4、一些通过突变得到不很稳定的基因构型的个体,它们那些“过分频繁的”、迅速地在发生突变的后代能长期生存下去的机会是很小的。物种将会抛弃这些个体,并将通过自然选择把稳定的基因集中起来。

5、简单地说,我们亲眼看到了现存的秩序显示了维持自身和产生有序事件的能力。这种说法听上去似乎是很有道理的。然而它之所以似乎有道理,无疑地是由于我们汲取了有关社会组织的经验和涉及到有机体活动的其他事件的经验。所以,它有点像一种恶性循环的论证。

《告别战争:我们的未来设想》

作者:L.鲍林(美)

成书时间:1958年

推荐版本:湖南出版社1992年版

【作者简介】

L.鲍林(L.Pauling,1901—1994年),美国俄勒冈州波特兰人,国际著名的理论化学家,诺贝尔化学奖以及和平奖的得主。1925年,鲍林获得加州理工学院的化学博士学位。随后,他来到欧洲,跟随索末菲、玻恩、海森伯等物理学大师从事量子力学的研究,并得以与当时物理学界的顶级人物玻尔、薛定谔、狄拉克等人进行接触和交流。1927年,返回美国,从事化学键本质的研究,1931年获得首届化学朗缪尔奖,同年成为加州理工学院最年轻的正教授。1933年,鲍林成为美国科学院建院以来最年轻的院士。1948年,鲍林应邀在牛津大学任客座教授。1954年,他凭借对化学键本质研究的成果,单独获得了诺贝尔化学奖。鲍林同时关心人类的和平、进步事业以及与科学有关的人道主义,《告别战争:我们的未来设想》是他关于科学的人道主义的代表作之一。

鲍林在科学界作出的卓越贡献主要集中于化学的价键理论上:在20世纪30年代和40年代鲍林发现了多肽链的α螺旋结构,他通过《化学键的本质》一书提出,螺旋结构依靠氢键连接起来,每个曲折有非整数的残余氨基酸。1950年,鲍林与另一位研究者公布了蛋白质螺旋结构的描述,这种结构不久就被实验所证实。

鲍林的主要著作有:《化学键的本质》、《癌症与维生素C》、《告别战争:我们的未来设想》等等。

【内容提要】

在过去的一二百年间,世界发生了翻天覆地的变化。作者一开始就描绘了这个变化的世界,这些发现改变了一切,如:我们吃的食物、穿的衣服、控制疾病的方法、交通运输和通讯的方法、国际事务的处理、进行战争的方式。作者说,所有这一切都与数十年前迥然不同了。莎士比亚的世界、富兰克林的世界、维多利亚女王的世界、威尔逊将军的世界,都一去不复返了。

作者认为改变世界的科学发现是多方面的,自从史前人类发现对火的控制使用以来,最大的科学发现就是发现了能把蕴藏在原子核中巨大的能量释放出来的方法。这一发现为将来的世界实际上提供了无限动力,通过和平利用,它应当大大提高全世界人民的生活水平。也正是这个发现令人震惊地改变了战争的性质。

作者说,我们生活在一个迅速变化的时期——革命的时期,确切地说是核革命时期。世界上每样东西由于科学发明而改变。最大的改变是在战争的方法上的改变。从老式的分子炸药,例如一吨TNT炸弹变为最大的核武器、爆炸力大千万倍的超级炸弹。

接下来,作者对人类进入原子弹时代的种种担心坦露无遗。他说,自从1946年世界已进入原子弹时代,爱因斯坦感到担心害怕,那时小小的原子弹每个就能扼杀10万人。现在我们有足够的理由对世界的将来怀有忧虑。我们已经进入强大的核武器时期,每个原子弹可以杀死1000万人。核试验扩散到世界各地的放射性尘埃不仅对人类的健康有害,而且对决定人类后代生命力的环境有害。这样,作者详尽陈述核武器和核战争的各个方面的内容,包括放射性和放射性尘埃的性质;放射性尘埃对人类后代的影响;放射性尘埃对现在生存的人类健康的影响;解决对放射性尘埃和它的生物学效应的描述所存在的明显矛盾;核战争的性质,科学家们所作的和平呼吁;用国际协议和国际法律和平解决世界问题的必要性;为和平而进行研究的提议,等等。

作者用科学家的语言指出放射性物质具有惊人的威力,除了发射能穿透物质,如人体的射线以外,这种物质还是一种能源。一块放射性物质,如氯化镭的温度比周围的温度要高,而且年年如此。起初看起来,能提供一个永久性的能源,但不久发现放射性的强度随着时间的消逝而减弱。氯化镭样品25年中会丧失原来活性的1%。放射性物质对人的基因造成了变异,作者认为,假如变成较坏的基因,这个生物的生存和生育能力就差,这就是基因变坏的含义。因此基因突变的生物被淘汰,原来基因继续延续下来。反之,假如变成较好的基因,那么这个基因突变的生物生存力就强并会有后代。经过一段时间后此基因突变的生物有较多的后裔,于是,由于突变而产生新的品种,将旧的取而代之,这就是通过基因突变和自然选择产生的进化过程。

放射的危害远不止这些。作者坚持认为小量辐射同大量辐射一样能导致人类得白血病、骨癌和其他疾病,发生疾病的概率与辐射量成正比,他还认为,核战争连同它的灾难性后果,是对整个世界的破坏和文明的末日的到来。因而必须制止战争。要制止核战争,不能依靠两个大国所遵循的某种政策和他们日益增强的武力和破坏力量。世界上所有进行核试验的国家正在以千千万万现在活着的和未出生的人类作不必要的牺牲为代价。因此,作者指出,制止战争是我们每一个人的义务。

作者提出,停止核试验的国际协定,是防止造成人类大灾难的核战争的第一步。

作者在该书中建议,解决世界重大问题,要像解决其他问题那样,努力去寻找解决的方法,继续为寻求和平而进行研究。研究包括用各种可能的方法,努力发现事实真相,努力学习更多的世界性质的知识,然后利用通过努力获得的资料来解决困难问题。当代世界面临的最大问题就是和平问题,这需要采取有效的办法去解决。

作者呼吁人们达成这样一个共识,即科学是寻求真理,而不是一种击败对手相互损害的游戏。在国际事务中,我们需要科学的精神,寻找正确的解决方法处理国际事务,使国际问题得到公正的解决,而不是某个国家努力去打败其他国家,有可能就去损害他国。作者说:“我信奉道德、正义、人道主义,我们必须认识到,应用核武器破坏世界的力量是一种不能应用的力量,我们不能接受罪恶的道德观念”,“因此今后每个国家的对外政策必须在每个问题上要有这样的考虑:它将引导我们走向有法律和秩序的世界,还是倒退到混乱和死亡?我不能相信在准备世界战争的同时又能准备一个世界共同体。当人类手中握有自杀的武器时,增加这武器的火力等于增加灾难的可能性。”

除此以外,怎样才能制止战争呢?作者提出,制止核战争的办法就是开始制定安全、公正和有效的国际协议,首先包括必须停止所有核试验。核战争的遗传后果将是十分严重的——比已进行的核试验严重100倍或1000倍。如果爆发更大的核战争,譬如当量为5万百万吨裂变的炸弹,全世界人类的基因突变率由于遍及世界的放射性尘埃而增加数倍。作者密切关注每个人行为的道德原则与国家以及国家领导人不道德行为之间的矛盾。这些国家的领导人不是以人道和和平的方法,而是愿意牺牲数百万人的生命来解决他们之间的分歧。

作者最后提到,因为每个人的知识总是不完全的,所以即使科学家也不能完全了解原子能。极少数人才能见到原子弹。所有的人都能了解,原子弹和战争的危险的确是真实而并非很遥远的事情,它直接牵连着文明世界的每个人。我们不能让将军们、议员和外交家们世世代代去解决这个问题。可能在5年以后,又有几个国家能够制造原子弹,到那时,想避免灾难已经来不及了。

出于良知和责任,作者充满深情地说:“我是一个美国人,对我的同胞美国人和我们伟大祖国的幸福特别关切。但首先我是一个人,我相信道德。假如有可能以铁幕后上亿人的生命换得美国的安全,而不伤害其他任何人,我也不愿意看到这种情况出现。我相信世界上有比军事力量、核炸弹、邪恶力量更强大的力量,这就是善良、道德、博爱的力量。”精彩语录

1、我相信世界上有比军事力量、核炸弹、邪恶力量更强大的力量,这就是善良、道德、博爱的力量。

2、世界发展到这个阶段,国际协议日益成为对世界每个国家极为重要而且必须遵守的准则。许多协议将对世界所有国家长久有益。

3、我信奉道德、正义、人道主义,我们必须认识到,应用核武器破坏世界的力量是一种不能应用的力量,我们不能接受罪恶的道德观念。

4、因此今后每个国家的对外政策必须在每个问题上要有这样的考虑:它将引导我们走向有法律和秩序的世界,还是倒退到混乱和死亡?我不能相信在准备世界战争的同时又能准备一个世界共同体。当人类手中握有自杀的武器时,增加这武器的火力等于增加灾难的可能性。

5、记住你们的人性而忘掉其余。要是你们能这样做,展示在面前的是通向新乐园的道路;要是你们不能这样做,那末摆在你们面前的就是普遍死亡的危险。

《寂静的春天》

作者:蕾切尔·卡逊(美)

成书时间:1962年

推荐版本:吉林人民出版社1997年版

【作者简介】

蕾切尔·卡逊(Rachel Carson,1907-1964年),海洋学家。1907年5月27日生于美国宾夕法尼亚州匹兹堡市泉溪镇一条乡间小河畔的农舍里,并在那里度过了童年。中学毕业后她进入宾西法尼亚女子学院学习,1929年毕业后又入约翰·霍布金斯大学读研究生,1932年获得动物学硕士学位。1935年至1952年,蕾切尔·卡逊供职于美国联邦政府所属的鱼类及野生生物调查所,这使她有机会接触到许多环境问题。其间,她创作了一些有关海洋生态的著作,如《在海风下》、《海的边缘》和《环绕着我们的海洋》。1956年为了争取多年来她所支持的荒野法案和反污染法,她又毅然投入政治活动。在卡逊的作品中,《寂静的春天》是最有影响力的一部。此书出版两年之后,即1964年4月14日,卡逊心力交瘁,与世长辞。作为一个学者与作家,卡逊所遭受的诋毁和攻击是空前的,但她所坚持的思想最终为人类环境意识的启蒙点燃了一盏明亮的灯。

蕾切尔·卡逊的主要著作有:《在海风下》、《海的边缘》、《环绕着我们的海洋》、《寂静的春天》等。

【内容提要】