熵/shāng/是一个可以计算的物理量,当不确定性越大,熵越大,不确定性越小,熵值越小。
用热力学第二定律来解释,在一个独立的空间里,高能量的分子会向低能量的位置移动,直到整个空间达到平衡状态,即没有能量差。
从熵的角度则是环境从低熵向高熵的一个变化过程,分子的不确定性变得越来越大。
自然的状态实际是一个熵增的状态,就比如冰在常温下会慢慢化掉,达到两者热量的平衡,熵值最大。
热力学与熵值.png
初级生命对抗环境变化的能力很弱,一点温度的改变就足以杀死病毒,跟人类对比,病毒的生命形态更初级,对抗熵增能力差。
在早期地球,复杂生命还没有出现,最初的有机物为了能在复杂的环境中形成稳定的物质,避免被环境打散成无序混乱的平衡状态,必须以某种方式不断进化来对抗熵增。
生命使用的方式是用RNA(DNA)记录生命形态,通过群体大量不断的突变来寻找答案,用自身的生存结果来验证答案,突变正确的则保留下来,错误的则没有存活。
生命本身不知道抵抗熵增的正确答案,RNA记录之前的正确解法,大量突变就是尽可能找出问题的无穷解,生存结果类似被老师批试卷,这是生命的学习过程。
经过漫长时间的不断学习和试错,越来越复杂的生命形态慢慢出现,从而能更稳定的对抗熵增,完成生命的演化。
生命的本质其实就是对抗无序和混乱,也就是熵值最大的情况。
那人如何对抗熵增呢?薛定谔在《生命是什么》这本书中写过:生命为避免衰退到平衡状态,通过新陈代谢维持,也就是我们所说的吃、喝、呼吸、光合作用等等。通过新陈代谢,生成新的细胞替换死去的细胞,从而维持机体的稳定。
当一个人死亡,肉体化为尘土时,曾经组成这个人的分子状态最为无序和混乱,一个人熵值最大的时候就是他死亡的时候。要摆脱死亡,唯一的办法就是在环境中不断地汲取负熵。
假如把宇宙当做一个独立的整体,宇宙中所有的物质都在趋于平衡和无序,从高能量流向低能量,从高密度流向低密度,当达到完全平衡的状态时,我们把它叫做热寂。
这是一个很悲观的观念,在不可预见的未来,所有的物质都会平衡,不会有星系、太阳、地球、生命,这些宇宙中所有的物质都以一种混乱无序的状态存在,就像宇宙死亡了一样。
有人看到这个观点可能会举例说“现在人类的能源利用率越来越高,从最初的煤炭、石油、核能,到未来的戴森球、反物质捕捉器都能源源不断提供能量,足以创建璀璨的文明史”,然而这种论点并不能否认宇宙最终的归宿,敌不过基本规律,只能寻找一丝自我安慰罢了。
人类在探索这些终极问题的时候显得太渺小,比如宇宙的目的是什么?生命最初是怎么形成的?真的希望在有生之年能知道这些答案,到时候就像大刘写的那篇《朝闻道》则夕死,也就无憾了...[皱眉]
作者:一然一点
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来源:简书
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