再进行一次假设,将这100个微粒子投进盛满水的正方体容器的右端一角。在这种情况下,微粒子与水分子之间发生碰撞,开始了无规律的运动。根据我们之前提到的扩散原理,微粒子逐渐向浓度低的一端扩散开来。
那么,让我们在某一个瞬间对这两处的微粒子进行一次观测。8 本来,那100个微粒子被撒到空气中后,是应该往下坠落的,而被投入到水里的那些微粒子也应该是向浓度低的一端扩散的。但是,在那一瞬间我们观测的结果是,发现有一些微粒子并未遵循这一法则。这些微粒子并没有往下坠落,反而往上升了,或者这些微粒子并没有往浓度低的一端扩散。
这些脱离了“平均化”的微粒子的概率,是遵循一种法则——平方根法则的。根据这个法则,在这100个微粒子当中,有10个左右的微粒子是不遵循“平均化”轨道的。这一数值,是从纯粹的统计学角度出发推导出来的。
现在,让我们来假设一个只有100个原子构成的生命体吧。不管这个生命体进行的是什么样的运动,我们都必须接受这100个原子中有10个左右的粒子是例外的,不做这种运动。那么,这个生命体就总是存在10%左右的误差。而这对于要求有严格秩序的生命活动来说,是一个致命的概率。
那么,如果我们假设一个生命体中有100万个原子呢?那么根据平方根法则,例外的粒子数就是1000个。也就是说,误差率是1000:1000000=0.1%,这个数值就比刚才的10%要小得多了。事实上,岂止是100万,简直是有100万的几亿倍数量的原子与分子参与了生命活动。所以,薛定谔指出,这就是生命体远远大于原子的物理学上的解释。
参与生命活动的粒子数量越少,不遵循平均化法则的粒子产生的误差率就会越高。而如果参与的粒子数量越多,误差率就会大大降低。正是为了使生命现象有严格的秩序,“原子才会这么小”,或者说,“生命体才会这么大”。
生命形态受限制之谜
事实上,人类到近些年才明白,扩散原理对生命初始阶段基本形态的形成有着巨大的作用。
我们的身体里有根脊柱,以此为轴,我们的身体呈左右对称结构。脊柱是分节构造,我们的神经也是根据这分节的脊柱进行分布的,这是脊椎动物的基本构造。而昆虫、蜈蚣、蜘蛛或蚯蚓等无脊椎动物,也是沿中心线进行分节的分节构造体,它们也遵循这一通则。那么,这意味着什么呢?
用生物进化论来解释,则是:进化的原动力发生了突然变异。突然变异是没有方向性的,因此它们做的是随机运动。在生命历史的某一阶段,发生了随机的突然变异,于是出现了具有分节构造的生物。比起没有分节构造的光滑的生物来,有着分节构造的生物的样子就显得十分丑陋了,但是,它们也由此享受到了分节构造生物特有的优势。比如,通过分节,生物体的机能可以得到分担,可以提高物质的利用率,在受伤的时候能保证只伤到其中的一节,并且有利于恢复。这样,有分节构造的生物就能够很好地适应环境,它们打败了无分节构造的生物,于是,今天地球上大面积分布着的是有着分节构造的生物。
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