活得好好的,為什么一定要死呢?一直活下去不行嗎?
這是無(wú)數(shù)人心中的一個(gè)巨大疑問(wèn),如果其它生命形式也像我們一樣擁有智慧,那么一定也會(huì)發(fā)出同樣的疑問(wèn),那么這個(gè)問(wèn)題有沒(méi)有答案呢?一切的科學(xué),無(wú)論是生物學(xué),還是化學(xué),追根求本,最終都是物理,所以我們還是要到物理中去尋找答案。18世紀(jì)蒸汽機(jī)出現(xiàn)了,自此以后的一個(gè)世紀(jì),科學(xué)家們一個(gè)最主要的研究課題就是如何提高蒸汽機(jī)的效率,但終究進(jìn)展有限。到了19世紀(jì),德國(guó)物理學(xué)家克勞修斯終于發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在。
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克勞修斯發(fā)現(xiàn)蒸汽機(jī)的效率之所以沒(méi)有辦法進(jìn)一步提升,是因?yàn)闊崃靠偸亲园l(fā)地單向地從高溫物體流向低溫物體,不可逆轉(zhuǎn)。
于是,克勞修斯提出了“熵”的概念,用來(lái)描述能量轉(zhuǎn)化的方向性和不可逆性。克勞修斯給出的定義是在一個(gè)孤立的系統(tǒng)中,熵永遠(yuǎn)不會(huì)減少,只能增加或保持不變,熵越大,系統(tǒng)內(nèi)可用來(lái)做功的有效能量就越少。這個(gè)定義有些難懂,后來(lái),奧地利物理學(xué)家玻爾茲曼重新賦予了“熵”一個(gè)更直觀的定義:熵就代表了一個(gè)孤立系統(tǒng)的內(nèi)在混亂程度。
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任何一個(gè)孤立的系統(tǒng)都只能從有序走向無(wú)序,而且一般而言,系統(tǒng)的有序程度越高,它走向無(wú)序的速度也就越快。
我們所在的整個(gè)宇宙就可以被視為一個(gè)孤立的系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)中的每一個(gè)天體都是一個(gè)有序體,而其中最有序的天體就是恒星。恒星通過(guò)核聚變將物質(zhì)的能量以光和熱的形式散發(fā)出來(lái),這本身就是一種熵增的過(guò)程。在恒星的燃料耗盡之后,它們會(huì)變?yōu)榘装恰⒅凶有腔蚝诙矗谶b遠(yuǎn)的未來(lái),所有的恒星都熄滅之后,宇宙便會(huì)失去所有的光源和熱源。
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如果把時(shí)間尺度拉得更長(zhǎng),星系內(nèi)部天體的引力結(jié)構(gòu)也會(huì)逐漸瓦解,熵值進(jìn)一步增加,宇宙也就變得更為混亂和無(wú)序。
最后宇宙中只剩下黑洞,但黑洞也不是永恒的有序體,它會(huì)以霍金輻射的方式緩慢向外輻射粒子,速度雖然很慢,但在宇宙無(wú)限的時(shí)間尺度之下,終有一日它會(huì)蒸發(fā)殆盡。至此,宇宙中的熵便達(dá)到了最大,宇宙中所有有效的能量都已被轉(zhuǎn)化為無(wú)法再利用的、均勻的、低水平的熱能,所有物質(zhì)都重新分解為基本粒子的形態(tài)。宇宙中每一個(gè)角落的物質(zhì)、溫度都達(dá)到了絕對(duì)的、均勻的平衡。
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宇宙既是如此,個(gè)體的生命自然也不會(huì)例外。
但有一點(diǎn)生命與宇宙不同,生命體不是一個(gè)孤立的系統(tǒng),它時(shí)刻都在與外界進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換。生命體是一個(gè)高度有序的系統(tǒng),即便是一個(gè)單細(xì)胞生命,它的有序程度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)整個(gè)宇宙,所以生命體熵增的速度是非常快的,為了對(duì)抗熵增,就必須要不斷從外界環(huán)境中攝取低熵物質(zhì),這種攝取就是通過(guò)呼吸、喝水、吃飯來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這也就是奧地利物理學(xué)家薛定諤所說(shuō)的:“生命以負(fù)熵為食”。
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我們將低熵物質(zhì)攝入體內(nèi),同時(shí)又將高熵廢物排出,我們身體內(nèi)的熵減少了,但環(huán)境中的熵會(huì)快速增加,這也是人與環(huán)境之間的根本矛盾。
我們通過(guò)不斷從環(huán)境中攝取秩序,來(lái)對(duì)抗身體走向混亂的內(nèi)在趨勢(shì),但我們的身體依然會(huì)緩慢走向混亂。我們無(wú)法阻止生命的逝去,就像我們無(wú)法阻止太陽(yáng)的熄滅、無(wú)法阻止宇宙走向熱寂一般,我們唯一能做的就是讓生命在有限的時(shí)間里盡情綻放。
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