『坤鹏』坤鹏论:生命以负熵为食!( 三 )
负熵是什么?
前面提到了 , 熵代表着能量的不可用程度 , 进而代表了混乱程度 。
那么 , 负熵的正解自然应该是代表能量的可用程度 , 进而代表了有序程度 。
显然 , 将这个意思代入到这段话中 , 有点不太对头 。
而且 , 薛定谔在《生命是什么?》的其他部分的表述也显露出 , 他很可能也像很多人那样错误地将熵定义为不可用的能量、混乱了 。
坤鹏论再三斟酌 , 如果仅就这一段来说 , 其实我们只要将负熵视为薛定谔创造的一个新词 , 它与秩序同义 , 也就没什么问题了 。
同时 , 在反复阅读理解后 , 坤鹏论认为 , 在薛定谔的讲座中 , 有着这样的词义等式:
负熵=秩序=有序的能量=可用的能量
让我们通过修订薛定谔的这段话来验证一下有没有问题:
一个生命有机体 , 在不断地增加着它的熵——你或者可以说是在增加正熵——并趋于接近最大值的熵的危险状态 , 那就是死亡 。 要摆脱死亡 , 就是说要活着 , 唯一的办法就是从环境中不断汲取秩序 , 我们马上就会明白秩序是十分积极的东西 , 有机体就是赖秩序为生的 。不错吧?!
这样下来 , 把熵按照能量的不可用程度、混乱程度代入进去 , 负熵改为有序的能量 , 也是全然没有毛病的:
一个生命有机体 , 在不断地增加着它的能量的不可用程度——你或者可以说是在增加能量的混乱程度——并趋于接近最大值的混乱程度的危险状态 , 那就是死亡 。 要摆脱死亡 , 就是说要活着 , 唯一的办法就是从环境中不断汲取有序的能量 , 我们马上就会明白有序的能量是十分积极的东西 , 有机体就是赖有序的能量为生的 。薛定谔这段话 , 换个角度也可以这样讲:
生命有机体死的关键是 , 它的能量不可用程度达到了最大值 , 就是达到了无序、混乱的极限值 , 能量的可用程度微乎其微 , 它整体处在了平衡态 , 不再发生变化 , 一团静止 , 了无生气 , 也就是克劳修斯的热寂说 。
生命有机体活的关键则为 , 因为能量的不可用程度会自发增加 , 这是不可逆的 , 只有持续地从外部汲取有序、可用能量 , 才能抵抗熵增 , 实现熵减 。
如果你跟着坤鹏论学习下来 , 到这里 , 就会明白 , 这段话也像生命在于运动一样 , 并不新鲜 。
玻尔兹曼早就从更宏观的角度给出了更精辟的解释:
第一 , 如果没有外部能量输入 , 孤立系统趋向越来越混乱(熵越来越大) 。
比如:如果房间无人打扫 , 不可能越来越干净(有序化) , 只可能越来越乱(无序化) 。
第二 , 如果想让一个系统变得更有序 , 必须有外部能量的输入 , 当然 , 前提是系统是开放的 。
第三 , 当一个系统(或部分)变得更加有序 , 必然有另一个系统(或部分)变得更加无序 , 而且无序的增加程度将超过有序的增加程度 。
对比一下我们就会发现 , 薛定谔不过是换到了生命体的角度来阐述这三个结论 。
所以 , 请记住它们 , 并在阅读下面的文字时以它们为总纲指导 。
前面讲过 , 宇宙这个孤立系统 , 它的熵在不断增加 。
但是 , 其中的生命体却能够短暂地违背热力学第二定律 , 保持着低熵(低混乱程度)的状态 , 甚至有点像永动机一样运作 , 或至少看上去如此 。
这就是为什么说生命体”看上去如此神秘“的原因 。
那么 , 只要解开生命体是怎么做到这点的 , 也就破解了这个“如此神秘” 。
薛定谔给出的答案是:不断进食 。
生物学上对这个过程有个专业词汇——新陈代谢 。
人们认为:生命的新陈代谢过程 , 目的就是和外界交换物质 , 并在这个过程中补充生命活动所消耗的能量 。
对此 , 薛定谔提出了他的犀利疑问:
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