生命是什么？这一问题就像人们开始仰望星空，并追问“宇宙的起源”一样，深邃而未有定论。人们应该怎样去解释“生命”？1944年奥地利物理家埃尔温 · 薛定谔的著作《生命是什么——生物细胞的物理学见解》出版，在书中，薛定谔通过热力学和量子力学理论来解释生命的本质，引入非周期性晶体、负熵、遗传密码、量子跃迁式突变等概念来说明有机体物质结构、生命的维持和延续、遗传和变异等现象，推动了分子生物学的诞生。至今，对生命科学的研究依然保持活跃，人们对生命的理解还很有限。由长江学者、匡亚明学院院长王炜教授牵头的“科学之光”——探索生命：从分子运动到人工智能课程就将在未来的八次课堂上，带领同学们走进生命世界并探索其背后的物理机制。课程的讲授将按以下顺序进行，这份顺序表很好地体现了本课程将要讲授的主要内容：1、王炜教授：生命体系与自然哲学原理。2、王骏教授：生命神奇——来自物理学的观察。3、李文飞教授：计算分子生物物理——从牛顿方程到生命过程。4、董昊教授：生命体系的分子模拟。5、曹毅教授：生命体系的力学构造与单分子。6、刘锋教授：生命体系的网络研究——从基因转录、细胞信号转导到大脑功能。7、张建教授：分子结构预测与人工智能。8、创新交流与对话（集体互动）。目前，前两讲已经由王炜教授和王骏教授讲授完成，下面将对这两讲的主要内容做简单总结。
在第一讲中，王炜教授以生命体系与自然哲学原理——物理学与生命科学的交叉为题，从科学哲学的层面向同学们介绍了物理学与生命科学之间的区别与联系，为后续课程的内容做了铺垫。王炜教授首先介绍了物理学的基本研究方式，讲到物理学是研究自然界中物质及其运动的基本规律的学问，涉及的基本概念有：物质、能量、空间和时间，其特点是，大量经过严密的实验验证的物理学规律，可以用数学的形式优美的表达，能用定量的方式刻画物质特性及其运动规律。随后，又从物理学工作者的视角给出了自己对生物学的“概念”——生命物质和物质运动与生物功能的科学，讲出了物理学与生物学对同一研究对象——生物体，所关注的研究重点的不同。在给出两个学科的基本框架之后，接着从什么是生命？生命的起源、生命的创造、生命的组成与功能和生物个体与群体之间的关联五个部分由小到大、由简单到复杂地介绍了生物学现象。在不同的大小尺度上，介绍了用物理学中的简单模型描述复杂的生命现象中某些方面的例子。内容涵盖了孟德尔遗传规律、沃森-克里克提出DNA的双螺旋结构、克里克的中心法则、蛋白质的组成与空间结构的折叠和预测、细胞的组成与功能和模拟、脑科学与人工智能。清晰且内容丰富地向同学们介绍了用物理数学方法研究生命现象的一般方式和目的。强调了对生命体系研究的多学科交叉性。最后以介绍现代科学研究的范式——实验、理论、模型三者之间的良性互动，总结出现代做科学研究的一般思路结束了本讲课程。
在第二讲中，王骏教授以生命神奇——来自物理学的观察为题，以“生命是什么？”这一具有启发性但又还未有严格定论的问题出发，从现象到理论解释，更细致地向同学们讲述了几种描述生命现象的模型。以生物现象为什么是这样为基调，联系生活中的事例，生动且清晰的讲述了模型背后的物理思想，比如，体系的全局能量极小机制。在生命系统的三个基本现象——有序结构、复杂的组成和相互作用、“魔幻“的行为（主观与智慧）的基础上，引出了两个问题：1、怎样观察生命体系？2、生命体系的“魔幻”行为是如何出现的？首先介绍了观察细胞现象的实验手段——显微镜（光学、物质波、扫描探针）和观察到的一些现象，特别是介绍了几个获得了诺贝尔奖的实验工作。随后，讲述了几种与特定生命现象对应的物理模型。包括，以囚徒困境模型出发讲述了生命体系的自组织现象（自发合作、迁移、成核与增长）、描述神经系统的Hopfield Model、从序列相似性和对关联出发预测蛋白质的空间结构(神经网络——AlphaFold)、生命体系在平衡态附近的动力学关联和有限系统的临界现象。最后，对本讲的内容做出了总结：1、生命体系是一个多体系统。2、生命体具有自组织行为。3、生命体在噪声中保持有序。4、可以从组成之间的关联信息中获取有用的信息。
面对复杂的生命现象时，引用诺贝尔物理学奖得主、著名凝聚态物理学家菲利普 · 安德森的思想——“More is Different”也许是合适的。作为物理学研究的对象，复杂的生命体系不仅可以用已发现的物理规律来解释部分生命现象，那些奇异、还未能解释的生命现象也能促进现有物理规律的完善，比如平衡态物理到非平衡态物理的完善。在后续的课程中，老师们将会从其它方面讲授更多生命体系的有趣现象，相应的新闻稿也会陆续发出。
（图文：物理学院 马维强；化学化工学院学院 杨玉钦）