原野: 最近看了一篇特有意思的文章,说冯·诺伊曼竟然想用数学来“解码”生命,这…这靠谱吗?他咋想的?
诗涵: 哈哈,听起来玄乎,但人家可是大神!他把生命这事儿,看成一段复杂的软件逻辑,核心就在于他提出的“自复制自动机”。
原野: 软件逻辑?你是说他觉得生命就像一段代码,可以跑起来那种?
诗涵: 差不多那个意思。他先拿图灵机当个起点,设计了三个关键的“零件”——构造机、指令复制机,还有个控制机。这仨凑一块儿,就能像细胞一样自己复制自己。就好像你玩乐高,搭了一辆车,它不仅能跑,还能自己复制出第二辆、第三辆!
原野: 哇塞,这么说…这和他那个年代我们后来学的DNA复制,是不是一个道理?
诗涵: 从思想上来说,确实很像。指令就相当于基因,如果指令被改动了,程序可能直接“死机”,或者加个新指令,复制过程没啥影响,这就有点像基因突变,有好有坏嘛。
原野: 哎,听起来真挺有意思。那他提到的“涌现”又是啥玩意儿?听着挺高深的。
诗涵: 简单说,就是系统太简单了,就散架了,太复杂了,反而能维持稳定,甚至冒出新的特性。这就叫涌现。他想找到那个“复杂度阈值”,就是系统稳定和崩溃的那个临界点。这事儿用数学也能对应,给咱们研究复杂系统提供了一个入口。
原野: 还能用数学算出涌现?!我还以为得在实验室里吭哧吭哧做实验才能搞明白呢!
诗涵: 理论和实践结合最好嘛。诺伊曼给了咱们一个理论框架,后人再去生物、化学领域里验证。他相当于搭了个台子,让大家唱戏。
原野: 那DNA双螺旋结构跟他又有啥关系?这俩好像八竿子打不着啊?
诗涵: 你别说,还真有关系!克里克当年读到他的论文,眼前一亮,说“哎呦,这不跟DNA自复制的原理一模一样吗?”,然后就被启发了,才搞出了大名鼎鼎的双螺旋模型。
原野: 这么说,冯·诺伊曼是把生命看成一个程序,一步步推导出自我复制的机制,还提出了涌现和复杂性阈值的数学概念,甚至还激发了DNA双螺旋模型的诞生。
诗涵: 没错!他用数学思维打开了一条全新的解码生命之路。虽然他本人没直接做生物实验,但他的理论影响深远,绝对是位跨界奇才!