什么是生命

第1章 什么是生命

通过结构而非属性来定义

1章 1. 定义的问题

“什么是生命”这一问题由来已久，却至今没有令人满意的答案。这并非因为问题过于艰深，而是因为所有已知的定义都从外部审视生命。

经典生物学方法列举若干属性：新陈代谢、繁殖、对刺激的反应、生长、稳态。每一项属性在直觉上都是正确的，但它们合在一起并不构成定义。病毒能繁殖，却不进行新陈代谢。火会生长并消耗资源。晶体会复制自身的结构。对每一个边界情形，这份清单都不得不加以修正——而这种修正没有尽头，因为属性的清单描述的是生命的表现，而非其本质。

热力学方法（薇定谔）更为精确：生命系统通过从环境中摄取负熵来维持局部的熵降低。这描述的是生命存在的必要条件，而非生命本身。冰箱同样能维持局部的有序。

自创生（马图拉纳、瓦雷拉）最接近本质：生命系统不断地再生产自身及其组织上的闭合。在这里，闭合这一观念首次出现——系统由自身产生自身。但这种闭合的机制仍未澄清：究竟再生产了什么，通过哪些操作，在哪个空间之中。

达尔文式方法如今最为流行：生命就是那能够遗传、变异与选择的东西。它的长处在于可操作性：判据是可检验的。它的短处在于，它描述的是时间中的种群，而非当下的个体。这是通过生命的进化后果来下的定义。一个永远不会留下后代的个体生物，并不落入这一定义之内。

所有这些方法都从外部描述生命——通过属性、条件或后果。没有一种回答了关于内部结构的问题：在生命系统内部究竟发生了什么，它执行哪些操作，以及为何恰恰是这些操作使它成为活的。本章提出一种通过结构进行的定义。

1章 2. 概念工具

要通过结构来定义生命，必须引入四个概念。

空间——一组维度，决定实体的类型以及它们之间关系的性质。物理空间、符号空间、描述空间——每一种都以其自身的对象本体论为特征：同一个现实可以在不同的空间中由根本不同的实体来描述。

状态——实体在给定空间中的描述向量。

变换——实体由一个空间进入另一个空间的过渡，即状态向量的改变。根据源空间与新空间之间关系的不同，区分出三类变换：卷积、拼接与链。每一类都在下文各自的小节中描述。

Gativus 变换（GTR）——完整的循环，包含三类变换的依次施用，并可能进行反向通行。

1章 3. 生命的定义

生命是变换的闭合循环：由一个空间进入另一个空间，并以新的状态返回原初空间。

这一定义不诉诸属性、条件或后果。它指明的是一种结构。

病毒不是活的，因为它没有自身的闭合循环——它的变换寄生于他者之上。火不是活的，因为它没有返回：循环并未闭合。晶体复制结构，却没有空间的改变——过渡与返回都不存在。

构成生命循环的三类变换，以及它们在每个层级上的具体实现，是后续各章的主题。