生命以负熵为食

1944年，薛定谔在他的著作《生命是什么》中首次提出了天才般的发现 ——“生命以负熵为食”。这一发现，从宇宙规律角度解释了生命遗传与演化的奥秘，这也揭示了学习的重要性。

你可能会问，负熵是啥，我可没吃过这玩意儿，它和学习又有啥关系呢？别急，下面我们就来详细解释这句话的含义。

首先，我们要理解熵的概念。熵是热力学中表征物体状态的重要概念，其物理意义是一个系统的混乱程度。换言之，一个系统越混乱、随机性越高，其熵就越高；反之，熵就越低。对应的，我们还可以推广出负熵的概念，它的物理意义是系统的秩序化、组织化程度。

著名的热力学第二定律又叫熵增定律，它告诉我们：孤立系统永远朝着熵增的状态发展。也就是说，任何一个系统，只要没有外界能量的输入，总是会朝着无序化发展。

例如，我们的宇宙就可以看作一个孤立系统，它无时无刻都在膨胀，终有一天将归于无序的混沌之中，科学家将这种状态称为热寂（Heat death）。

熵增定律是宇宙的基本定律，它不但揭示了宇宙的终极命运，也同样适用于宇宙中任何事物，包括我们自身。

从熵的角度看，生命的本质是负熵。因为生命的形式就是有序的，生命存在的过程就是不断利用从外界吸取的能量，维持自身的有序性，用以对抗宇宙无序化的过程。

我们的皮肤、血肉与筋骨组成了人体结构。人体之所以能保持这种精致的有序性，是因为我们每天吃饭，从环境种摄入能量（高级负熵），排出产生的废物（低级负熵）。而人没有了输入能量，这副皮囊就会逐渐腐朽，最终化为尘埃，回到无序状态。

所以用高级和低级来形容负熵，是想说明负熵是有能量高低的。比如对于人类来说，我们每天吃的肉就是一种高级负熵，消化后产生的粑粑是一种废料。但对青菜来说，粑粑却是肥料。用这个眼光再来看，生机勃勃的自然界只是表象，它的本质是一个负熵的能量循环。

也就解释了“生命以负熵为食“这句话的涵义。

信息就是负熵

讲到这里其实只解释了一半，因为我们只是从能量的角度了解了薛定谔这句话的生物学意义。但它还有一个另一层更为深远的意义，直指生命本质。

在解释这一层意义之前，我们需要介绍另外一位科学家，他叫克劳德香农，是信息论的创始人。

1948年，发生了一件影响深远的事件。在那一年，香农发表了著名的专题论文 ——《通信的数学原理》。在这个标题简洁但内容宏大的论文中，香农完成了信息论的构建。他借用热力学中熵的概念，提出一个重要的观点：

信息就是负熵。

听上去有些费解，那我们不妨从日常生活的角度来理解。我们身边到处都是信息：市场上猪肉的价格是信息，电视上发生的新闻是信息，甚至明星的八卦也是信息。

信息本身没有意义，他的意义体现在获取信息的人所做出的决策中。例如，你提前知道了某个公司的重大收购信息，就可以在股市上大赚一笔。再比如，你从天气预报中知道了今天会下雨这一信息，就可能取消原来计划的行程，避免了一次不愉快的旅行。

更多时候，信息并不能直接指导我们的决策，而是需要我们推理之后才能得出结论。比如你要开一家门店，就要做好充分的市场调研，获取客户喜好、客流量等信息后，需要综合分析才能做出决定。

当然，信息不能等同于事实，区分信息正确与否才能做出正确的决策。战场上，如果收到了敌人伪造的信息，可能会导致损失惨重。

总而言之，信息能影响我们如何决策。从生物学的角度看，生物体做决策的根本目的是为了生存繁衍，也就是保证自身（及其基因延续）的有序性。这和生物获取食物的目的是一致的！从这个意义上讲，信息就是负熵。

“信息就是负熵”这一发现，为“生命以负熵为食”注入了更为深刻的内涵。它让我们意识到，信息就和食物一样，是生命必不可少的资源。甚至，信息的对生物体的重要程度远远超越了食物。

没有了食物，可能只会挨一顿饿，但是没有掌握信息，可能意味着生命的死亡。

我们为什么看到蛇本能的就害怕呢？这是我们的DNA记录着害怕蛇的基因，那些不害怕蛇的祖先早就中毒身亡了。基因是祖先为我们记录和传递的信息，刚开始你可能很难认识到这一点，一旦理解了之后就会感叹大自然的神奇。

是的，在语言与文字发明之前，大自然进化出的一套缓慢而又神奇的信息传递机制——演化。这套机制的核心原理是通过基因突变，制造微小的信息差异，在亿万年的时间尺度下、无数代生物个体组成的巨大样本中，筛选出适合生存的信息，通过DNA结构完成信息的保存和传递。

自然演化虽然如此巧妙，但是却十分缓慢。而且，在这个机制下的个体生命只是整个信息筛选中一个微不足道的成员变量，充满了随机性。难道人类只能和虫子一样通过大量复制，保证种群的延续吗？

所幸，人类还发明了语言和文字。它们的出现，不仅是一种信息记录与传递的新手段，更是一次历史性的革新。从此，人类记录信息的方式不仅仅是靠DNA携带那几百兆的信息量，而是有了一种更为高效且无限容量的方式——学习。

让我们对人类害怕蛇的本能再做一次延伸。比如，小孩子并不知道触摸电路板是一件危险的事情，因为人类的还没有进化出害怕电路板的本能。如果依靠演化机制，人类可能需要几百万年的时间，牺牲无数个体之后才能筛选出特定基因，从而把害怕电路板变为本能。而有了学习，每个人都能很快做出正确的决策，保证个体生命的有序性。

可见，学习是远比演化更为高效的信息传递的方式。也正是因为学习，人类才能迅速从所有生物中脱颖而出，实现了文明的巨大飞跃。

我们现在知道了学习的高效，再看自然演化机制，不免显得笨拙可笑。真的是这样吗？

从一个更大的视角看，也许学习本身也是一种演化方式。

从这个意义上讲，人类从分娩的那一刻起，并没有真正完成生命的演进。

因为我们的生存所需遗传信息，除了记录在DNA中，还存在于书本里。

而学习，就是在宏观层面复现DNA的复制与转录。