活得好好的,为什么一定要死呢?一直活下去不行吗?

这是无数人心中的一个巨大疑问,如果其它生命形式也像我们一样拥有智慧,那么一定也会发出同样的疑问,那么这个问题有没有答案呢?一切的科学,无论是生物学,还是化学,追根求本,最终都是物理,所以我们还是要到物理中去寻找答案。18世纪蒸汽机出现了,自此以后的一个世纪,科学家们一个最主要的研究课题就是如何提高蒸汽机的效率,但终究进展有限。到了19世纪,德国物理学家克劳修斯终于发现了问题所在。

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克劳修斯发现蒸汽机的效率之所以没有办法进一步提升,是因为热量总是自发地单向地从高温物体流向低温物体,不可逆转。

于是,克劳修斯提出了“熵”的概念,用来描述能量转化的方向性和不可逆性。克劳修斯给出的定义是在一个孤立的系统中,熵永远不会减少,只能增加或保持不变,熵越大,系统内可用来做功的有效能量就越少。这个定义有些难懂,后来,奥地利物理学家玻尔兹曼重新赋予了“熵”一个更直观的定义:熵就代表了一个孤立系统的内在混乱程度。

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任何一个孤立的系统都只能从有序走向无序,而且一般而言,系统的有序程度越高,它走向无序的速度也就越快。

我们所在的整个宇宙就可以被视为一个孤立的系统,这个系统中的每一个天体都是一个有序体,而其中最有序的天体就是恒星。恒星通过核聚变将物质的能量以光和热的形式散发出来,这本身就是一种熵增的过程。在恒星的燃料耗尽之后,它们会变为白矮星、中子星或黑洞,在遥远的未来,所有的恒星都熄灭之后,宇宙便会失去所有的光源和热源。

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如果把时间尺度拉得更长,星系内部天体的引力结构也会逐渐瓦解,熵值进一步增加,宇宙也就变得更为混乱和无序。

最后宇宙中只剩下黑洞,但黑洞也不是永恒的有序体,它会以霍金辐射的方式缓慢向外辐射粒子,速度虽然很慢,但在宇宙无限的时间尺度之下,终有一日它会蒸发殆尽。至此,宇宙中的熵便达到了最大,宇宙中所有有效的能量都已被转化为无法再利用的、均匀的、低水平的热能,所有物质都重新分解为基本粒子的形态。宇宙中每一个角落的物质、温度都达到了绝对的、均匀的平衡。

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宇宙既是如此,个体的生命自然也不会例外。

但有一点生命与宇宙不同,生命体不是一个孤立的系统,它时刻都在与外界进行物质和能量的交换。生命体是一个高度有序的系统,即便是一个单细胞生命,它的有序程度也要远远超过整个宇宙,所以生命体熵增的速度是非常快的,为了对抗熵增,就必须要不断从外界环境中摄取低熵物质,这种摄取就是通过呼吸、喝水、吃饭来实现的。这也就是奥地利物理学家薛定谔所说的:“生命以负熵为食”。

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我们将低熵物质摄入体内,同时又将高熵废物排出,我们身体内的熵减少了,但环境中的熵会快速增加,这也是人与环境之间的根本矛盾。

我们通过不断从环境中摄取秩序,来对抗身体走向混乱的内在趋势,但我们的身体依然会缓慢走向混乱。我们无法阻止生命的逝去,就像我们无法阻止太阳的熄灭、无法阻止宇宙走向热寂一般,我们唯一能做的就是让生命在有限的时间里尽情绽放。