山西省翼城縣第三中學  高鵬

      生命是什么？這是一個很難下定義的概念。傳統(tǒng)的高中生物學教材通過對生命的基本特征：新陳代謝、生物體特有的組成與結(jié)構(gòu)、應(yīng)激性、生長、發(fā)育、生殖，遺傳、變異、進化以及適應(yīng)性等，給生命下了一個描述性定義。隨著人類對生命本質(zhì)及規(guī)律認識的逐步深化，高中生物學教學中對生命內(nèi)涵的認識也應(yīng)逐步深入，因此，在教學中適當滲透當代生命科學與復雜性科學對生命的理解是必要的。盡管給生命下定義是困難的，但是理論生物學研究者還是試圖抽象出生命的本質(zhì)性特征。
     一、重新認識生命的本質(zhì)
     目前給生命下定義的方法很多，主要可以分為實體性定義和功能性定義兩種。實體性定義是從構(gòu)成生命的物質(zhì)實體出發(fā)，把生命看作是一類特殊的物質(zhì)實體，如恩格斯早在100年前就認為生命是蛋白體的存在方式。功能性定義是從生命的基本特征出發(fā)，把生命看作是一種特殊的現(xiàn)象。在功能性定義中，可以從復雜性科學角度將生命定義為：生命是一個能夠通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動而不斷增加自身內(nèi)部秩序的開放性系統(tǒng)。首先生命是一個開放性系統(tǒng)，它能夠不斷地吸收外界的物質(zhì)與能量，增加自身的負熵。在復雜性科學看來，生命系統(tǒng)恰好是一個非線性、遠離平衡態(tài)的開放性系統(tǒng)，它是靠“負熵”來維持系統(tǒng)內(nèi)部的秩序程度的。
     二、重新認識生命與非生命的統(tǒng)一性
     對于生命與非生命的統(tǒng)一性，傳統(tǒng)的高中生物學教材往往從哲學上尋求解釋。用復雜性科學來重新審視這一問題，可以獲得新的認識。生命并不因為是否具備蛋白質(zhì)、核酸、酶而表現(xiàn)為生命，比如有些病毒可能僅僅當進入到有機體內(nèi)才表現(xiàn)出毒性，才可能復制，而脫離了生命系統(tǒng)，它就可能不算是生命；而生命的最初形式可能并不是蛋白質(zhì)、核酸、酶構(gòu)成的有機體，而僅僅是由一些簡單的有機物化合而形成的開放性系統(tǒng)，逐漸演變而產(chǎn)生了后來的生命形式。這種對生命本質(zhì)的全新闡釋，還促使我們重新認識生物與非生物的統(tǒng)一性。比如說生態(tài)系統(tǒng)，一個生態(tài)系統(tǒng)算不算是一個生命？按“生命是一個復雜的開放性系統(tǒng)”的概念去解釋，很明顯，一個處于良好的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)狀態(tài)下的開放的生態(tài)系統(tǒng)，就是“活的”，就是有生命的。
      三、重新認識生物的結(jié)構(gòu)與功能、生物與環(huán)境的適應(yīng)性
      從微觀上看，蛋白質(zhì)的獨特結(jié)構(gòu)與酶的專一性、DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)與其半保留復制都反映了生物體的結(jié)構(gòu)與功能之間的復雜的關(guān)系。從宏觀上看，在生態(tài)系統(tǒng)中，生活著各種各樣的動物、植物和微生物，都在竭盡其能為生存而斗爭。它們之所以能在激烈的生存競爭中成為強者，主要是迫于自然選擇的壓力，都進化出了各自的防御本領(lǐng)和適應(yīng)環(huán)境的技巧。當然，除了競爭以外，生物之間還存在合作，像共生、互生等。生物之間的這種競爭與合作形成了十分復雜的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系。生物之所以具有這種結(jié)構(gòu)與功能之間的復雜的相互關(guān)系，根據(jù)復雜性理論，這是生物和生物、生物和環(huán)境之間相互適應(yīng)造成的。

      當然，在高中生物學教學中還會遇到許多復雜的生物學問題，諸如細胞癌變與衰老的原因、生物機體調(diào)節(jié)、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)形成等等，它們都可以用復雜性理論來解釋。