What is Life?
An Exploration of Erwin Schrödinger’s Thought. Español English
Author: Prof. Eng. Carlos Serna II, PE MS LSSBB
Introduction
The question “What is life?” has challenged philosophers, scientists, and thinkers since ancient times. The concept of life encompasses biological, philosophical, and physical phenomena, and has been addressed from various disciplines in an attempt to grasp its essence. In the 20th century, one of the most influential contributions to this question came from the theoretical physicist Erwin Schrödinger, known for his book What is Life? (1944). In this work, Schrödinger applied the principles of physics and thermodynamics to try to unravel the fundamental mechanisms underlying living organisms. This essay reviews the concept of life from Schrödinger’s perspective, contrasting it with other approaches and exploring its relevance to contemporary thought in biology and physics.
Schrödinger and Life as a Physical System
In What is Life?, Schrödinger tackled the question from a physical perspective, arguing that living organisms can be understood as systems that maintain internal order while counteracting the increase of entropy in their surroundings. In thermodynamic terms, life, like any other physical system, is subject to the second law of thermodynamics, which states that systems tend to become disorganized over time. However, living beings resist this process by obtaining “negative entropy,” meaning they absorb energy from their environment to maintain their structure and organized functions【Schrödinger, 1944】.
Schrödinger explained that living organisms do not violate the second law of thermodynamics; instead, they escape chaos by harnessing energy from their surroundings, mainly through processes such as photosynthesis in plants and the consumption of food in animals. Life, therefore, is a way of maintaining an ordered state in a universe that tends toward disorder. This perspective was revolutionary as it offered an understanding of living beings as physical entities that follow the same universal laws as inanimate objects, while also being distinct in their capacity to organize and sustain themselves over time.
The Gene and Hereditary Code
One of the most influential aspects of Schrödinger’s analysis was his insight into the role of genetic information in life. Although the structure of DNA was not yet known at the time, Schrödinger suggested the existence of an “aperiodic molecule” that would store the information necessary for hereditary transmission. His idea of a genetic code was visionary, anticipating the discovery of the double helix of DNA by Watson and Crick in 1953【Watson & Crick, 1953】.
Schrödinger proposed that the stability and continuity of life depended on this special molecule, which could resist the tendency toward disorder and transmit precise instructions for the development and functioning of organisms. In this sense, life involves not only physical organization and energy absorption but also the ability to replicate and pass on information to future generations.
The Problem of Entropy and Life
The concept of negative entropy put forward by Schrödinger also sparked important discussions about the relationship between life and thermodynamics. The idea that living beings import “order” from their surroundings implies that the environment itself must be in constant flux, providing the energy sources necessary to sustain life. Here, Schrödinger built a bridge between biology and physics, suggesting that biological phenomena could be explained within a broader physical framework.
The challenge, however, remains how to reconcile this approach with the complexity of biological systems. Some critics have argued that while the concept of negative entropy is useful for understanding certain aspects of life, it does not fully explain the dynamic and self-replicating organization of living systems. Furthermore, Schrödinger did not directly address evolutionary issues, such as natural selection, which also play a crucial role in maintaining life.
Life, Information, and Molecular Biology
Schrödinger’s perspective significantly influenced the development of molecular biology. By conceiving life as a phenomenon that depends on the transmission of information, he laid the foundation for what would later be known as the “genetic revolution.” Today, biology understands that life, at its core, is a matter of information encoded in DNA sequences, which dictate the functions and development of organisms.
This concept has enabled scientists to unravel the mechanisms of life at the molecular level and to understand how errors in information transmission (mutations) can lead to evolution and adaptation. Genetic information is not only essential for replication but also allows living beings to interact in complex ways with their environment, adjusting their metabolism and behavior to changing conditions.
Life as an Open Process
In addition to Schrödinger’s contributions, other thinkers have expanded on the concept of life as an open process. The biochemist Humberto Maturana, for example, proposed the notion of “autopoiesis” as a fundamental characteristic of living systems, suggesting that life involves the ability to self-organize and maintain a distinct identity within a changing environment【Maturana & Varela, 1980】. From this perspective, life is a continuous process of interaction with the environment, in which organisms not only maintain their internal order but also transform themselves in response to external stimuli.
This view of life as an open and dynamic process complements Schrödinger’s approach by emphasizing the adaptive and evolutionary nature of living beings. While Schrödinger focused on the physical principles that allow organisms to stay alive, autopoiesis highlights the relational and systemic nature of life, stressing its capacity for regeneration and evolution.
Conclusion
Erwin Schrödinger, in What is Life?, provided one of the first approaches from physics to understand the fundamental processes that characterize living beings. His thermodynamic and genetic information-based approach opened new avenues of research that remain relevant in modern biology. Although he did not offer a definitive answer to the question of the nature of life, his ideas laid the groundwork for understanding life not only as a biological phenomenon but also as a manifestation of universal physical principles. From Schrödinger’s perspective, life is a phenomenon of organization and resistance to chaos, sustained through the absorption of energy and the transmission of hereditary information.
The relevance of his ideas endures in molecular biology and information theory, while also inspiring discussions on the boundaries between the living and the non-living, and how organisms interact with their environment. Although many questions remain, Schrödinger’s legacy continues to be a pillar in the quest for a deeper understanding of life.
References
• Schrödinger, E. (1944). What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell. Cambridge University Press.
• Watson, J. D., & Crick, F. H. (1953). Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature, 171(4356), 737-738.
• Maturana, H. R., & Varela, F. J. (1980). Autopoiesis and Cognition: The Realization of the Living. Reidel Publishing Company.
Español
¿Qué es la vida? Una exploración desde el pensamiento de Erwin Schrödinger
Autor: Prof. Eng. Carlos Serna II, PE MS LSSBB
Introducción
La pregunta “¿qué es la vida?” ha desafiado a filósofos, científicos y pensadores desde tiempos antiguos. El concepto de vida abarca fenómenos biológicos, filosóficos y físicos, y ha sido abordado desde diferentes disciplinas para intentar comprender su esencia. En el siglo XX, uno de los aportes más influyentes a esta pregunta provino del físico teórico Erwin Schrödinger, conocido por su obra ¿Qué es la vida? (1944), en la que aplicó los principios de la física y la termodinámica para intentar desentrañar los mecanismos fundamentales que subyacen a los seres vivos. Este ensayo revisa el concepto de vida desde la perspectiva de Schrödinger, contrastándolo con otros enfoques y explorando su relevancia en el pensamiento contemporáneo sobre biología y física.
Schrödinger y la vida como sistema físico
En ¿Qué es la vida?, Schrödinger abordó la cuestión desde una perspectiva física, argumentando que los organismos vivos pueden entenderse como sistemas que mantienen el orden interno frente al aumento de la entropía en el entorno. En términos termodinámicos, la vida, al igual que cualquier otro sistema físico, está sujeta a la segunda ley de la termodinámica, que establece que los sistemas tienden a desorganizarse con el tiempo. Sin embargo, los seres vivos logran resistir este proceso mediante la obtención de “entropía negativa”, es decir, absorben energía del entorno para mantener su estructura y funciones organizadas【Schrödinger, 1944】.
Schrödinger explicó que los organismos vivos no violan la segunda ley de la termodinámica, sino que escapan al caos aprovechando la energía que obtienen del entorno, principalmente a través de procesos como la fotosíntesis en plantas y el consumo de alimentos en animales. La vida, entonces, es una forma de mantener un estado ordenado en un universo que tiende al desorden. Esta perspectiva resultó revolucionaria, ya que ofrecía una comprensión de los seres vivos como entidades físicas que siguen las mismas leyes universales que los objetos inanimados, pero que, al mismo tiempo, se distinguen por su capacidad de organizarse y sostenerse a lo largo del tiempo.
El gen y el código hereditario
Uno de los aspectos más influyentes del análisis de Schrödinger fue su intuición acerca del papel de la información genética en la vida. Aunque no se conocía la estructura del ADN en su momento, Schrödinger sugirió la existencia de una “molécula aperiódica” que almacenaría la información necesaria para la transmisión hereditaria. Su idea de un código genético fue visionaria, anticipando el descubrimiento de la doble hélice del ADN por Watson y Crick en 1953【Watson & Crick, 1953】.
Schrödinger propuso que la estabilidad y continuidad de la vida dependían de esta molécula especial, que sería capaz de resistir la tendencia al desorden y transmitir de manera precisa las instrucciones para el desarrollo y funcionamiento de los organismos. En este sentido, la vida no solo implica la organización física y la absorción de energía, sino también la capacidad de replicarse y pasar información a futuras generaciones.
El problema de la entropía y la vida
El concepto de entropía negativa planteado por Schrödinger también suscitó importantes discusiones sobre la relación entre la vida y la termodinámica. La idea de que los seres vivos importan “orden” del entorno implica que el entorno mismo debe estar en constante cambio, proporcionando las fuentes de energía necesarias para sostener la vida. Aquí, Schrödinger estableció un puente entre la biología y la física, sugiriendo que los fenómenos biológicos podrían explicarse dentro de un marco físico más amplio.
El desafío, no obstante, sigue siendo cómo conciliar este enfoque con la complejidad de los sistemas biológicos. Algunos críticos han argumentado que, aunque el concepto de entropía negativa es útil para comprender ciertos aspectos de la vida, no explica completamente la organización dinámica y auto-replicante de los sistemas vivos. Además, Schrödinger no abordó directamente cuestiones evolutivas, como la selección natural, que también juegan un papel crucial en el mantenimiento de la vida.
Vida, información y biología molecular
La perspectiva de Schrödinger influyó de manera significativa en el desarrollo de la biología molecular. Al concebir la vida como un fenómeno que depende de la transmisión de información, sentó las bases para lo que luego se conocería como la “revolución genética”. En la actualidad, la biología entiende que la vida, en su núcleo, es una cuestión de información codificada en secuencias de ADN, que dictan las funciones y el desarrollo de los organismos.
Este concepto ha permitido a los científicos desentrañar los mecanismos de la vida a nivel molecular y entender cómo los errores en la transmisión de información (mutaciones) pueden conducir a la evolución y adaptación. La información genética no solo es fundamental para la replicación, sino que también permite a los seres vivos interactuar de manera compleja con su entorno, ajustando su metabolismo y comportamiento a las condiciones cambiantes.
La vida como proceso abierto
Además de las contribuciones de Schrödinger, otros pensadores han ampliado el concepto de vida como proceso abierto. El bioquímico Humberto Maturana, por ejemplo, propuso la noción de “autopoiesis” como una característica fundamental de los sistemas vivos, sugiriendo que la vida implica la capacidad de auto-organizarse y mantener una identidad propia dentro de un entorno cambiante【Maturana & Varela, 1980】. Desde esta perspectiva, la vida es un proceso continuo de interacción con el medio, en el cual los organismos no solo mantienen su orden interno, sino que también se transforman en respuesta a los estímulos externos.
Esta visión de la vida como un proceso abierto y dinámico complementa el enfoque de Schrödinger, al destacar la naturaleza adaptativa y evolutiva de los seres vivos. Mientras que Schrödinger se centró en los principios físicos que permiten a los organismos mantenerse vivos, la autopoiesis subraya la naturaleza relacional y sistémica de la vida, haciendo hincapié en su capacidad para regenerarse y evolucionar.
Conclusión
Erwin Schrödinger, en ¿Qué es la vida?, proporcionó una de las primeras aproximaciones desde la física para entender los procesos fundamentales que caracterizan a los seres vivos. Su enfoque basado en la termodinámica y la información genética abrió nuevas vías de investigación que siguen siendo relevantes en la biología moderna. Aunque no ofreció una respuesta definitiva a la pregunta sobre la naturaleza de la vida, sus ideas sentaron las bases para comprender la vida no solo como un fenómeno biológico, sino también como una manifestación de principios físicos universales. La vida, desde la perspectiva de Schrödinger, es un fenómeno de organización y resistencia al caos, que se mantiene mediante la absorción de energía y la transmisión de información hereditaria.
La relevancia de sus ideas perdura en la biología molecular y la teoría de la información, al tiempo que ha inspirado discusiones sobre los límites entre lo vivo y lo inerte, y sobre cómo los organismos interactúan con su entorno. Aunque quedan muchas preguntas por responder, el legado de Schrödinger sigue siendo un pilar en la búsqueda de una comprensión más profunda de la vida.
Referencias
• Schrödinger, E. (1944). What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell. Cambridge University Press.
• Watson, J. D., & Crick, F. H. (1953). Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature, 171(4356), 737-738.
• Maturana, H. R., & Varela, F. J. (1980). Autopoiesis and Cognition: The Realization of the Living. Reidel Publishing Company.