《信息、生命与物理学》简介：

生命是什么？

1943年，诺贝尔奖获得者、量子力学的重要奠基人薛定谔提出了这个问题，并指出需要一种全新的物理学来给出答案。这是20世纪最伟大的科学问题之一，至今各领域科学家仍在不断尝试解答。

理论物理学家、宇宙学家、天体生物学家保罗·戴维斯受到薛定谔提出的伟大问题启发，结合香农的信息论、达尔文的演化论和近年来多学科的前沿研究发现，重新深入探寻生命的内在逻辑。与薛定谔一样，他认为生物体清楚表明了更深层次的新物理学原理的存在，并指出这种新物理能让物质与信息、整体与部分、简单性与复杂性交织在一起。

保罗·戴维斯指出，生命的内在逻辑是信息。掌握信息可以降低不确定度，这使生命脱离了无序，与非生命区分开来。串联起生物体物质复杂性（生命的“硬件”）的东西，是更令人惊叹的信息复杂性（生命的“软件”）。在信息领域，我们才邂逅了生命真正的创造力。信息网络和逻辑计算，正是生命这台精妙机器具有“魔力”的根本原因。

这本探索生命起源及内在逻辑的书极具洞见且涉猎广泛，探究了融合生物学、物理学计算机科学和数学的全新交叉科学领域。它可以为技术和医疗带来变革，使癌症的深层根源、鸟类导航现象、量子计算和人脑意识的产生等问题得到更加透彻的理解，甚至能阐明生命是否必然出现这个古老又深奥的问题。

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弥合生物学与物理学间的鸿沟

补齐生命议题缺失的重要拼图

一位智力超群的理论物理学家、宇宙学家试图寻找非生命与生命之间存在的“缺失的连接”，探寻物理学与生物学的统一理论，对物质与信息、整体与部分、简单性与复杂性做了深入的探讨。以当今前沿科学绘制了正在迅猛发展的科学新领域图景，既有天马行空的大胆观点，也有科学的严谨与历史迷箱的熟稔，这些问题的提出与思考不仅有益于解释生命，对了解人类存在的本质和在宇宙中的位置也有重大意义。

——尹晓冬，首都师范大学物理系教授

“生命是什么”这个基本问题一直让人辗转反侧。物理学家薛定谔曾从量子物理的视角对这个问题做了初步回答。现在，保罗·戴维斯带来了他的新书《信息、生命与物理学》，把信息科学、物理学与生物学的最新进展融汇一炉，让我们对生命的本质有了更深刻的理解：生命与信息息息相关，生命甚至还与量子信息有关系。我很享受阅读本书的过程。

——尹璋琦，北京理工大学物理学教授

爱因斯坦曾如此评论：当与生物学打交道时，人们就能深刻地感受到物理学有多么原始。正如看似简单的细菌却能以极高的效率完成物质合成和信息传输，而人类的大脑则可以超低的能耗进行极其复杂的信息处理。我一直坚信，如果物理学是正确的，生命的产生就是必然的。这个“必然”依赖于“涌现”：正如化学是物理的涌现，生命是化学的涌现，而智能则是生命的涌现。这本书串起了不同时代一众大师对生命的理解，并一次次试图回答：生命究竟是什么？

——尹烨，华大基因CEO、生物学博士

这本书适合所有喜欢打破认知界限的人。戴维斯用轻松有趣的笔触来呈现他的探索，即使是非常深奥的科学，也被阐释得十分清楚。

——丹尼斯·诺布尔，系统生物学先驱，牛津大学医学部名誉教授

从物理学到生物学，从演化论到神经科学，保罗•戴维斯在这本写作风格鲜明、引人入胜的书中，为如下核心观点提供了强有力的例证：生命与信息流息息相关。这本书中有很多值得深思的东西。强烈推荐。

——乔治·F. R. 埃利斯，宇宙学家、数学家，开普敦大学教授

一次探索生命相关科学的精彩绝伦之旅。

——戴维·多伊奇，量子物理学家，牛津大学教授，2018年度“墨子量子奖”得主

超越边界之作……戴维斯表明，信息的观点有助于更好地理解生命的定义特征……这种生命视角是宏大的。

——《自然》

精彩，生动……理解生物体中的信息流，可能正是我们的科学拼图中缺失的部分。这是个伟大的想法。

——《卫报》

《信息、生命与物理学》摘录：

信息的量化是从工程师克劳德・香农（ Claude Shannon）在20世纪40年代中期热忱开展的相关工作开始的。香农是一个古怪和不擅长社交的人。他在美国的贝尔实验室工作，主要关注如何将编码信息准确传递出去。当该研究项目启动时，第二次世界大战正在进行中：如果你只能听到嘶嘶的广播声或者噼噼啪啪的电话信号，你要用什么方法才能让语言以尽可能正确的方式传递出去呢？香农开始研究应该如何编码，才能让信息错漏的风险最小化。这一项目在1949年结出了硕果，香农出版了《通信的数学原理》一书。该书的问世非常低调，但历史可以判定，它是科学史上的一个关键性事件，可以径直触达薛定谔的问题“生命是什么”的核心。 香农一开始就对信息做出了数学上的严格定义，他选择的定义引出了不确定性的概念。简单来说就是，当你获取信息时，你正在学习你之前不知道的东西，因此你对那个东西的不确定性降低了。想象抛一枚质地均匀的硬币，它落地后正面朝上和反面朝上的概率各为s0。在它没落地之前，你未看到结果，也就完全不能确定结果是什么。当你看到结果时，不确定性随之降低（在这个例子中，不确定性降至零）。类似这样的二元选择是最简单的情况，并且与计算直接相关，因为计算机就是用二进制编码的方式来处理信息的，只包含1和0两个元素。这些符号的物理实现只需要一种双态系统，比如开关，要么处于打开状态，要么处于关闭状态。简言之，人们采用了香农的方法，二进制数字或比特（bit）成为量化信息的标准方式。顺带说句，一个字节有8个比特。信息处理速度通常用吉赫表示，代表每秒有10亿比特翻转。当你看到抛硬币的结果时，两种概率相等的状态就合并为一种确定的状态，你因此获得了1比特的信息。

《信息、生命与物理学》目录：

III 前言
001 第1章 生命是什么？
029 第2章 走近麦克斯韦妖
077 第3章 生命的逻辑
127 第4章 达尔文学说2.0
169 第5章 鬼魅般的量子和生命
197 第6章 生命的起源
221 第7章 机器中的幽灵
251 结语
263 延伸阅读
269 注释
281 索引
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