為什么所有的生命都以死亡告終? 其實不僅僅是生命,地球和整個宇宙都是生生世世的,這是宇宙的基本定律,什么是終極宇宙呢? 答案是熵,盡管熵的概念很強大,但它本身卻是不確定的。因為人類社會發(fā)展到今天,已經進入信息時代,信息與能源一樣成為推動社會進步的主要驅動力,而熵正是信息運動所需要的基本條件之一。但可以理解的是,回到19世紀初,科學家們就已經開始研究這個課題。但由于人類對物質運動規(guī)律認識不足以及科學技術發(fā)展水平有限等原因,直到今天仍未取得突破性進展,甚至還存在許多疑問。那么,到底有沒有解決熵之謎呢?就像物理學家發(fā)現的, 世界依靠能量運轉,成功地發(fā)現了能量守恒定律,因為能量的總和是恒定的,但有一個問題卻遲遲不能得到解釋,那就是能量永遠不可能百分之百地轉化,人們嘗試了成千上萬種方法,卻不能把能量損耗減少到零,于是他們把在轉化過程中失去的能量稱為熵。
然后, 這一結果被歸納在熱學的第二定律中,并成為了熱工學的經典結論;再以后,人們又發(fā)現:當一個系統達到某個極限后,它將向另一極端演化,這個過程叫相變。相變是熱力學領域最重要的現象和規(guī)律之一。熵總是在能量轉換中產生的,而熵可以由一個物理量來表達,這個物理量就是溫度T,如果溫度高于絕對零度(-100℃),系統就處于無序;反之則處于有序。這是為什么?因為熵總是趨向于零。這也意味著,就不會有永動機了, 所謂的熵, 是描述物質狀態(tài)的熱力學參數之一, 用符號S表示的物理意義是衡量系統的體系混亂程度。簡單地說,熵是一種隱喻性的混亂度。事實上,熱力學第二定律指出,任何事物最終都趨向于“熵最大化”,或者沒有壓力,事物總是朝著更混沌的方向運動,比如云彩為什么會擴散的問題。
可以說,宇宙間所有事物都遵循著這樣一種規(guī)律:從量變到質變。人也不例外,生命是不斷變化的過程,而這種變化的根本動力來自于熵的產生和消失。這一切都源于能量。沒有能量的干預, 好日子就要結束了, 生命也是如此, 新生命來臨,生命也將終結。而在我們的日常生活中,很多人都認為生命是短暫的,生命只是一種過程。然而,在科學研究中,我們發(fā)現:生命其實很漫長!生命到底能延續(xù)多久呢?就在這時,他的熵開始慢慢增長。所以,在這種情況下, 維持生命的食品是對抗熵的能量。實際上,人與自然界之間有著密切的聯系。人的一生都要經歷從出生,成長到衰老的過程,而這一過程中必然伴隨著各種疾病,這些疾病對人體造成巨大傷害。如何面對生命呢?你一生都在與死亡抗爭, 你只能盡可能地降低熵值率,但不足以完全阻止它, 當熵值達到一個臨界點時,生命就結束了,正是因為生命的最終歸宿是死亡,所以那些研究長生不老的努力是徒勞的,是違背自然規(guī)律,而且無論如何都會失敗,所以,如果我們想讓生命變得有意義,我們就應該研究生命的本質,生命的起源是什么,生命的起源是什么?
從生物學角度來說,自然界中所有生物都是由一定數量的個體組成,這些個體按照自身固有的遺傳規(guī)律不斷進行著新陳代謝、繁衍和分化。而生物體的繁殖方式主要分為有性生殖和無性生殖兩種類型。當細胞分解時,它們就會老化這是衰老和死亡不可避免的結果。也有觀點認為:美國科學家在2012年發(fā)現了一種特殊的基因——“死亡基因”。它會導致不可避免的衰老和死亡,然而,化學說,死亡更有利于維持種群的遺傳穩(wěn)定性以適應環(huán)境。我們知道,進化是由基因突變引起的,以更好地適應環(huán)境的變化。從這個角度來看,永生似乎對種群繁衍生息有害,所以大自然選擇死亡是為了更好地再生,而物種則是為了更好地環(huán)境適應。
當1854年德國數學家克勞修斯提出熵的概念時,中國物理學家胡剛復教授于1923年首次將熵翻譯成熱溫商意義上的熵。從而揭開了人類認識自然、探索宇宙奧秘的序幕。從此熵成為一門新學科——信息論誕生的標志之一。熵理論的創(chuàng)立,使人們開始注意到自然界和社會發(fā)展過程的無序性問題。有人曾把熵理論理論在科學中的地位)概括為整個科學第一法則,科學家查爾斯珀西斯諾在他的著作《兩種文化與科學革命》中寫道,對熱力學一無所知的人文學者和對莎士比亞一竅不通的科學家一樣糟糕。
然而, 歷史上熵理論曾被認為是退化的原因, 并遭到人們的非議和責難。熵定律是由物理學家湯姆森于1879年提出來的。他說,宇宙中沒有什么事物比物質更不穩(wěn)定、更難控制。 美國歷史學家亞當斯甚至說, 這一原則只意味著廢墟在擴大。 一些人認為, 這個定律說明人種會越來越壞。 當熱力學第二定律成為社會聲音中最糟糕的定律時,所有的一切最終都消失了,因為恒星內部,在核聚變不斷發(fā)生的地方,直到內部的氫元素被耗盡,才能釋放能量,這就是恒星壽命的終結,當它變成白矮星、中子星或黑洞。
你知道嗎? 恒星的生命依賴于其內部的氫元素豐富度, 然后是核聚變的速度。同樣,我們的地球也有自己的生命。當太陽到達它的壽命結束時,它就會變成一個紅巨星,吞噬整個星球。到那時,地球上的一切都會被毀滅,它本身也會變成宇宙塵埃。當地球變成星際塵埃,從某種意義上說,死亡到底意味著什么? 生命到底有沒有盡頭?生命又能走多遠呢?人類真的不能再生活在太陽系中了嗎?人類是否已經走到了滅絕的邊緣? 我們能避免死亡嗎?
例如地球上的生命, 犬類壽命大約在10到15歲之間。 但是,它們卻能活到100歲以上;老鼠的平均壽命不到5個月,但它們卻能夠活得長久;人和動物一樣,都具有生老病死的規(guī)律。 人類活到75歲, 抹香鯨的壽命約為150至200年, 即使水母被認為是永生的, 也有真正的死亡日,狹義上是生命活動的停止,廣義上說,死亡是所有生命系統的喪失,所有否則將維持存在的系統的喪失,以及不可逆轉和永久的終止,這意味著死亡是事物狀態(tài)的結束,不僅是生命的結束,也是我們宇宙的結束,是它的宇宙滅亡。
薛定諤的實驗給出了答案, 即:物質和能量是可以相互轉化的。但是,如果我們能進一步追問一個問題,物質和能量究竟如何能夠相互轉換呢?那就是“熵”的概念?!办亍钡降资鞘裁茨?? 薛定諤的貓這個思想實驗, 宇宙萬物都是無序混亂的, 同時,以有序的方式, 唯一的區(qū)別是熵, 科學家發(fā)現, 當熵增加時,宇宙中的一切事物都會以一種混沌、快速的狀態(tài)發(fā)展,并在某一點上死亡,包括生命、行星、恒星和整個宇宙。既然熵決定著宇宙中一切事物的生死,那么熵的減少會導致生命的死亡嗎? 這就是我們所要研究的課題。在科學領域內,“熵”究竟為何物呢?它到底能給人們帶來什么啟示呢?這是一個謎。人類能夠解答這個謎底嗎? 目前,人類科技還沒有能夠解決這個難題,如果未來人類掌握了“熵”的奧秘,也很有可能實現生命永生的夢想,你是怎么想的呢?