“原子有内在体验吗？”面对这个问题，绝大多数人的答案都会是否定的。可一个更令人困惑的命题随之而来：无数没有主观体验的原子，构成人类大脑后，为何会涌现出意识这种奇妙的主观感受？这个看似哲学的追问，正倒逼物理学重新审视一个被长期忽视的领域——生命系统与复杂性科学，而这，早已成为物理学无法回避的核心真相。

我们对这一现象并非毫无认知，神经科学的研究早已指向“涌现现象”（emergent phenomena）——复杂系统的整体行为，在个体物质层面往往无法被观测、更难以被理解。天空中椋鸟群的飞行模式便是典型：每只椋鸟的飞行轨迹可被精准追踪，但亿万只椋鸟汇聚形成的变幻队列，却无法通过单个个体的行为推演。人类大脑亦是如此，我们能清晰掌握单个神经元的工作机理——电离子的跨膜交换、电流的传输路径、神经元间的化学连接方式，却始终无法填补“神经元集群如何孕育意识”的认知空白。但可以确定的是，意识的涌现源于数以亿计神经元的集体交互，与超自然力量无关，这与椋鸟群的涌现逻辑本质相通，只是复杂程度远超想象。

诺奖争议背后：物理学对生命系统的重新凝视

2024年10月8日，诺贝尔物理学奖的颁布引发了学界震动。这一物理学最高荣誉，并未授予黑洞、宇宙学或新亚原子粒子等传统热门领域，而是花落人工智能研究。质疑声随之而来：一门聚焦模仿人脑的机器研究，何以承载物理学的崇高奖项？这背后，正是物理学界对研究边界的重新定义——生命与智能系统，已成为物理学不可分割的一部分。

回溯20世纪，物理学家对生命系统始终秉持着轻视态度，将生物体简单等同于“黏糊糊的分子机器”。尽管生物物理学分支揭示了分子层面的物理机制，但生物体作为一个完整的复杂系统，始终游离在物理学研究的核心之外。就像1933年中国医学海报中对人体的刻画——将其比作机械般的工厂，这种机械论认知，正是当时物理学对生命的普遍解读。

如今，这种认知早已被颠覆。越来越多的物理学家意识到，每一种生命体都蕴藏着挑战传统物理假设的谜团，这些谜团不仅能解答人工智能的核心困惑，更可能重塑物理学的未来版图。这场认知革命，本质上是对物理学“还原论”霸权的解构，也是对复杂性科学的重新接纳。

从还原论到复杂性：物理学的范式转型

长期以来，物理学始终以“最基础的科学”自居，还原论哲学贯穿其发展脉络——认为空间与时间、能量与物质是现实的核心，所有其他学科最终都可被还原为物理学的基本粒子与定律。从牛顿力学到电子、夸克的发现，再到相对论的提出，还原论在20世纪取得了辉煌成就。但近几十年来，还原论主导的研究陷入停滞，诸如弦理论等“万有理论”的探索，始终未能取得实质性突破，这让物理学家不得不反思：解释宇宙，是否还有其他路径？

答案藏在复杂性科学中。自20世纪80年代起，物理学家开始研发新的数学工具，聚焦“整体大于部分之和”的复杂系统。物理学家菲利普·W·安德森（Philip W.Anderson）用“多即不同”（More is different）精准概括了这一反还原论视角——当大量粒子聚集形成宏观事物时，仅靠研究单个粒子，无法理解整体的本质。2021年，复杂系统科学研究者斩获诺贝尔物理学奖，标志着这一领域正式跻身物理学核心版图。

生命系统，正是最具挑战性的复杂系统。与岩石等惰性物体不同，生命体是一种动态模式——你身体的原子每年都会更新迭代，但“你”的身份与形态始终保持连贯。更令人惊叹的是生命的自组织特性：以细胞膜为例，细胞创造并维持着细胞膜，而细胞膜的物质交换过程又反过来构成细胞本身，这种“先有鸡还是先有蛋”的循环模式，是任何人工机器都无法复制的，也彻底打破了还原论的预测逻辑——我们能精准预测恒星的演化轨迹，却无法从原始细胞推演出40亿年后的生命形态，袋鼠、人类等所有生命体，都是演化中不可预测的涌现结果。

生命的独特性：信息驱动的自主主体

支配物质与能量的基本物理定律，无法解释生命的核心属性——生命是宇宙中唯一能为自身目的使用信息的系统。植物向光生长、微生物向养分游动、动物躲避捕食者、人类探索外太空，这些行为都源于生命体的自主需求。即便机器人能被编程寻找电源，其行为也依赖人类预设的指令，而非自身的主观诉求。这种自主性与主体性，正是生命与非生命的本质区别，也是物理学亟待破解的核心谜题。

要破解这一谜题，物理学家必须摒弃“唯粒子论”的思维定式。物理学家擅长从简单组件的定律推演复杂整体，更擅长用数学语言捕捉系统本质——诸如“细胞膜流动的有用能量”“最大化扁形虫神经系统信息量的神经元排列”等问题，正是物理学与生命科学的交叉落点。而这些研究的核心，最终指向一个古老却被忽视的问题：什么是生命？

跨界启示：从生命物理学到人工智能与外星探索

对生命本质的物理学研究，正展现出巨大的跨界价值。在天文领域，将生命视为“自组织、信息驱动的系统”，能帮助天文学家突破“类地生命”的局限，设计出新的探测策略，在与地球环境迥异的遥远行星上寻找生命迹象，为地外生命探索开辟新路径。

在人工智能领域，这种研究更是不可或缺。当前，关于大型语言模型能否实现通用智能、是否具备意识的争论愈演愈烈，而解答这些问题的关键，在于深入研究唯一被公认的通用智能来源——生命。将生命物理学的理论引入人工智能研究，不仅能预判技术的发展边界，更能揭示“硅基载体能否复刻生命本质”的终极答案，为人工智能的理性发展提供指引。

结语：物理学的全新征程

未来，物理学家仍将深耕黑洞、量子力学等传统领域，但对生命系统的研究，必将引领物理学走向前所未有的新领域。这一次，物理学不再是居高临下的“基础学科”，而是与生物学、生态学、神经科学、社会学站在平等的起跑线上，开启跨学科协作的全新模式。

对生命本质的追问，不仅能让物理学发现新的科学奇观，更可能催生全新的科学实践方式。当物理学不再回避生命的复杂性，不再固守还原论的傲慢，便能在探索宇宙真相的道路上，收获更广阔的天地——这，便是物理学再也无法忽视的终极真相。

参考文献：

[1]www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=14200

[2]www.theatlantic.com/technology/2025/12/neurips-ai-bubble-agi/685250/

[3]www.theatlantic.com/technology/2025/10/ai-consciousness/683983/