生命的历程是有限而珍贵的,它短暂至极,使人类自开天辟地以来就一直在追求长生不老。
看那古代的达官贵人,他们为了长生不老无所不用其极,但结果总是不尽人意,他们终究化为尘土,从大地而来又复归于大地。
随着科技的发展,人类的寿命在持续增长,然而无论时间如何推移,每个人的生命终将走到尽头,死亡是自然界中的铁律,无人能幸免。
有些人就质疑了,生命由原子构成,而原子是永恒的,为何生命就不能长存呢?
接下来,我们将从物理学的角度来探讨这一问题。
以人类为例,我们的身体是由无数原子集结而成。以一个体重70公斤的成人为例,体内约有10的28次方个原子。这些原子追溯源头,皆诞生于闪耀夜空的星辰,当然不是指现在我们所见的星辰,而是亿万年前的那些星辰。
星辰是元素的熔炉,这里就不详细展开这个话题了。
原子由原子核和环绕其的电子组成,原子核内部又有质子和中子,我们称质子和中子为重子,它们由第三种夸克通过胶子连接而成。电子则是不可分割的基本粒子,被我们归为轻子。
原子的性质主要由原子核中的质子数量所决定,不同的质子数对应不同的元素,而每种元素拥有其独特的化学和物理属性。
长期以来,我们曾以为生命虽然短暂,但物质即质量是永恒的。这种观念与我们的日常生活经验相符,因为在自然环境中,无论经历何种变化,物质的质量始终保持不变,这是我们从初中到高中物理课上学到的守恒定律,即物质守恒定律。
然而,随着科学家对微观粒子的深入研究,发现情况并非如此。爱因斯坦提出著名的质能方程,指出无论是化学反应还是核反应,都会有质量的亏损,这些亏损的质量转化成能量释放出来。
之所以我们以为化学反应前后质量保持不变,是因为质量的亏损微乎其微,我们几乎察觉不到,因此通常忽略不计。根据质能方程,能量等于质量乘以光速的平方,微小的质量就能释放出巨大的能量。
由此看来,质量并非守恒,能量才是守恒的。换言之,原子只是能量的某种表现形式。若真是如此,原子也就不可能是永恒的,它可以产生,也可以消灭。
因此,“原子是永恒的”这一观点并不准确。原子都不能长存,那么由原子组成的生命又怎能谈论永恒?
那么问题来了,原子究竟是如何产生和消灭的?
我们都知道,宇宙起始于138亿年前的大爆炸,大爆炸初始,宇宙中并没有物质,只有波动的真空能量。
在大约10的负36次方秒,真空能量引发空间急剧膨胀,速度甚至超过光速。
空间膨胀在10的负33次方秒后结束,生成了大量高能粒子,以物质和反物质的形式出现,这一时期被称作“热大爆炸”。
按理说,物质与反物质,例如质子与反质子,中子与反中子等会自动湮灭,将能量归还宇宙,物质世界本不应存在。
换言之,如果宇宙中的重子数(质子和中子的数量)是守恒的,物质永远无法产生。但正因为重子数不守恒,物质比反物质略多,使得质子和中子得以留存。
保留下来的基本粒子在宇宙冷却过程中相互结合,经年累月的演变,形成了我们今天所见的星辰大海。
同时,中子可衰变为质子,质子和正电子结合能产生中子,看似无论怎样重子数都不会变化,似乎原子可以永生,但这并非事实。
根据大统一理论,质子会发生衰变,尽管其半衰期极长,高达10的35次方年,甚至超出了宇宙的年龄。
然而,以人体内10的28次方个原子计算,每两年内人体内就会有一个质子发生衰变。质子是决定原子性质的关键,质子衰变意味着原子的消亡。
既然原子不能永生,那么生命的长生也就无从谈起。
我们从原子性质的角度分析了永生问题,现在我们再从生物学的角度来探讨生命与永生。
现代生物学告诉我们,生命由细胞构成,细胞分裂次数是有限的,不同物种的细胞分裂次数各异。
以人类为例,人体细胞每2.4年更换一代,人体细胞大约能分裂50次,这样计算,人类的平均寿命应为50乘以2.4,也就是120岁左右。但实际上,寿命长短受多种因素影响,很少有人能活到120岁。
细胞分裂次数之所以有限,与染色体端粒有关,端粒控制着细胞分裂。细胞每分裂一次,染色体端粒就缩短一些。当端粒缩短至无法再短时,细胞便不能再分裂,新生细胞减少,人体自然走向衰老。
至于为何染色体端粒会磨损,这或许是自然法则,所有运动都有损耗。或者从熵的角度来看,一切都难逃时间之矢。
熵增原理表明,任何封闭系统都会自发地从有序转变为无序,即混乱,这个过程不可逆。
高楼终将倾塌,沙丘城堡终会被抹平,成为无序的沙粒,生命也是如此,最终会“灰飞烟灭”,随着时光长河,走向无序的混乱状态,回归大自然!
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