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低熵生活是什么

发布时间:2022-11-30 03:19:20

‘壹’ 熵增理论是什么为什么说这是宇宙中最令人绝望的规律

‘贰’ (转)一名物理学家的生死观

感谢大家。能够得到“皇帝光屁股奖”对我来说是极大的荣誉。这次获奖实在令我很意外,也让我觉得有些尴尬,因为我查询了历届获奖者名单,发现其中有很多人都切实地做出了改善世界的了不起事迹,在公共领域捍卫世俗主义。我是一名理论物理学家,我喜欢想事情而不是做事情(笑声)。所以我想我的获奖感言应该说什么呢?然后我想起来万圣节马上就要到了。吊诡的是,万圣节是自然主义者与无神论者群体最喜欢的节日。所以我挑选死亡作为这次演讲的主题。你们可能注意到了,我并不是研究死亡的专家,更不用说研究世俗主义的专家了,而且死亡还是个多少有些禁忌的话题。因此我决定降低一下难度,将这个话题引入我自己的研究领域,也顺便谈一下物理,因为物理总能让大家感到内心温暖(笑声)。

你可能会问,一名物理学家对死亡有哪些了解呢?我的工作与死亡有什么关系呢?几个月之前,我在纽约参加了一场辩论。我与Steven Novella一队,我们的论敌是Eben Alexander与Raymond Moody。我们的论题是“死亡并非最终结局”。Eben Alexander是一名神经医生,也是《纽约时代》榜上有名的畅销书作家。有一次他因为脑膜炎而陷入昏迷并且造访了天堂。我们知道这段经历是真实的,因为他亲口这样说,而且他的态度很诚恳(笑声)。Steven Novella与我尽我们所能地提供了科学证据。好消息是我们赢了这次辩论(掌声)。辩论举办方在辩论之前与之后进行了民意调查,调查结果表明同意我方论点的人数在辩论之后的确增加了,可见人的思想是可以通过理性讨论加以改变的。不过大家可以看到还是有将近半数的人相信死亡并不是最终结局。这个理念确实很有说服力。

我们当然可以说这只是一厢情愿的幻想,但是还有很多无神论者与自然主义者都认为我们无法确切主张人死后究竟有没有来生,因为我们没有证据。我想说的是,我们可以确切主张人死后肯定没有来生(掌声)。为什么这么说呢?我的论点如下。首先,人的思想意识是大脑的产物,在大脑活动以外没有思想意识。其次,大脑是由原子组成的。接下来这一条争议就比较大了,就连我都好些朋友都不认可,但我还是要说:我们知道原子的运作方式,原子的运作方式对我们来说已经不再是秘密了。而且由于原子运作方式的限制,当你死后作为你的信息是不可能继续存在下去的。让你成为你的知识、想法与理念并不会离开你的身体,而是会与组成你的身体的原子一起遭到埋葬或者火化。

我想简要说一下“我们知道原子的运作方式”是什么意思。无论怎样延展我们的想象力,我们都不能说自己知道一切物理定律。但是与组成人体的原子有关的物理定律我们已经全都知道了,我们已经不可能继续发现影响组成大脑的原子运作的全新物理定律了。这条论点很微妙,要是今天的演讲有三个小时,我肯定会和大家掰开揉碎地解释一下这些定律都是什么以及我们的底气为什么这么足,但这样的话我也会烦的。所以我决定还是祭出物理公式把大家全都吓倒好了(笑声)。这一条公式就总结了所有用来理解大脑当中原子运动的定律,以及与日常生活相关的能量、物质与尺度。这个公式涵盖了量子力学、时空结构、重力、包括电磁力与核力在内的其他作用力、包括电子与夸克在内的物质以及希格斯粒子。物理学定律为其他事物留下了充分的空间,比方说我们依然不知道黑洞如何运作。我不想说物理学已经没什么搞头了,我就是一名物理学家,暂时我还退休不了。但是我们现在已经掌握了足够的知识让我们可以完全肯定地说,如果的确存在着其他类型的作用力、粒子与场,那么它们肯定影响不了你的大脑当中的原子。它们要么太弱,以至于产生不了什么作用,要么就早已被我们找到了。

我这话别人一般都听不懂,所以我要重复一遍以上论述的核心:我并不想说我们已经理解了全部物理定律,我不想说我们在日常生活以外的物理学领域无法做出新的发现,我们甚至都不知道基本物理定律怎样在宏观层面上产生了如此复杂的现象,例如青蛙、生态系统以及银河系的旋臂。科学领域还有无数艰巨工作需要完成,但是我们已经有了一套基本框架,我们将其称作量子场理论。量子场理论要么是对的,要么是错的,而目前现有的所有证据都支持量子场理论。假如量子场理论是对的,那么除了我们已经发现的方式之外就不可能再有其他全新的影响大脑原子运作的方式,作为你的信息也不可能在你死后继续保留下来。就算Eben Alexander的书卖得比我多得多,也改变不了这一点。

对于那些声称自己有证据证明死后有来生的人们,我们应当怎么做呢?我会向他们呈现两个选项,他们选哪个都可以,但是一定要意识到自己选的是什么。选项一,某些尚未得到明确定义、不遵从已知任何物理学定律的超自然物质与大脑原子产生了互动,而且此类互动躲过了科学史上一切受控试验的探查;选项二,人们在濒死时会产生幻觉(笑声,掌声)。我请大家考虑一下这两个选项,当然这种事就没有必要送交最高法院了,因为他们经常做出错误的决定。但是除了那些号称自己去过天堂并且着书立说的人们之外——因为显然他们已经肩负了宣扬天堂的任务——我们还可以采取更科学的态度。既然人体是由原子构成的,而且我们也知道原子的运动方式,那么生命究竟是什么呢?这个源自基本粒子的运动与互动的复杂的非基本现象究竟是什么呢?

埃尔温.薛定谔专门谈到过这个问题。在纳粹掌控奥地利之前,有很多着名物理学家都逃跑了,原因要么因为自己是犹太人,要么因为自己的朋友是犹太人,要么是极端厌恶纳粹政权对待犹太人的方式。薛定谔也逃跑了,原因是**开销太高(笑声)。于是他满世界找工作,终于在爱尔兰圣三一学院求得一份教职。于是他搬到爱尔兰并且成为了一名生物学家,在此期间他写了一本书,名叫《生命是什么》。这本书之所以重要是因为他预见了很多我们发现DNA与基因编码之后才得出来的科学结论。这就是物理学家的思考方式。不过他也试图回答自己在标题当中提出的问题:一团物质怎样才算是“活着”呢?他提出了非常有趣且引人思考的回答:如果某团物质在理应停止之后很久还在运动,那么这团物质就算有生命(笑声)。好比说你养了一只小鸡,只要你不停的给小鸡喂食,它就会到处乱跑扑扇翅膀。小鸡死后就会停止运动,身体也会腐败分解,回归大地。那么究竟是什么因素让生命体到处乱跑乱叫呢?他的答案是我最喜欢的一条物理定律,也就是热力学第二定律:宇宙或者封闭体系的熵会随着时间的流逝而持续增加。熵就是衡量事物混乱无序的标准。把完整的鸡蛋打碎是很容易的,让打碎的鸡蛋回归完整就很难了;将生鸡蛋打碎做成炒蛋很容易,将炒蛋还原成完整的生鸡蛋就很难了,而且这个过程肯定不会自发进行。

这是一条非常深刻的物理定律,在社会、个人以及科学层面都牢牢抓住了人们的想象力,此外也为创造论者提供了口实。“既然有一条着名科学定律告诉我们一切事物都会崩坏,一切事物都会随着时间的流逝而越来越缺乏组织性,宇宙最终会归于热寂,那么你怎么能指望我相信,所有这些令人惊叹经常的复杂性——生物体,生物圈,还有你们这些人总在念叨的进化——完全是从毫无秩序可言的史前泥浆当中自发形成的呢?”对这个问题有两种回答方式。第一种是简单正确的回答:封闭系统。地球并不是封闭系统。网上有个取笑创造论者的段子:“物理学家总是声称地球不是封闭系统,这纯粹是胡说八道。如果地球当真不是一个封闭系统,我们的天空就应该悬挂着一个硕大的能量球(笑声),这么好的好事一听就不可能是真的。”第二个回答要更加精细一些:生命在地球上的出现确实在字面上违法了热力学第二定律,但是并没有违反这条定律的精神。

为什么复杂精密的生命体会通过毫无个性的物理学活动产生出来呢?如果说物理运动有趋势的话,那也应该是通向混乱无序的趋势啊。罗杰.彭罗斯画过一幅画,画面上的太阳是冰冷天空中的一个热点。假如整个地球表面天空的温度全都是白天的温度,地球就会接收到多得多的能量,但是地表的温度也会很快上升到与太阳温度一致,那时候我们都得烤死。假如整个地球表面天空的温度全都是夜晚的温度,地表温度就会很快下降,那时候我们都得冻死。地球上之所以有生命,是因为太阳是冰冷天空当中的一个热点,因此我们从太阳那里得到了有序的第一手能量,这样的能量能用来做有用功,例如光合作用与开大会。这些活动都会导致能量降级。我们提高了太阳能量的熵值,并且将提高的熵返还给了宇宙。我们从太阳接受一个光子,就会向宇宙辐射二十个光子,与此同时我们利用了每个光子的能量的二十分之一。换句话说我们从太阳获得了多少能量就会向宇宙返还多少能量。太阳不是能量来源,而是低熵能量来源。我们用低熵能源来维持生命并且进行各种生命活动。

不仅仅在生物圈是这样,在整个宇宙都是这样。请让我带领大家回顾一下宇宙的历史。这是一张宇宙大爆炸之后一秒钟的照片,完全是白茫茫一片。大爆炸发生在137亿年前,有时候有人会将大爆炸描述成为纯黑背景上的一个白点,这个意象完全是错误的,因为这个意象表明大爆炸发生在原本就存在的时空结构当中,事实上大爆炸是整个宇宙从无到有的过程。大爆炸之后一秒钟的宇宙温度很高,密度很大,到处都很光滑均匀,到处都很明亮。大爆炸过去38万年之后,宇宙终于透明了。现在这张照片是宇宙微波背景照片,我们能看到各种结构正在逐渐形成,宇宙正在变得越来越异质化,越来越不均匀。照片上蓝点的密度比较小,红点和绿点的密度比较大。随着时间的流逝,万有引力会进一步加剧密度的差异。然后就有了我们今天这个美丽的宇宙,有各种星系、恒星与超星系团。第三张照片是哈勃望远镜拍摄的10的10次方年之后的宇宙,这是人类所拍摄过的最深刻也最美丽的照片。你只要将天文望远镜指向天空的空白一点并且打开快门,而且这部望远镜的功能像哈勃望远镜一样强大,你就能看到这幅景象。我们生活一个具有上万亿星系的宇宙当中,谁知道哪颗行星上的外星人正在召开大会,争取当地环境当中的政教分离呢?我们经常听到的故事声称这就是宇宙的结局,可是并非如此。就算人类灭绝之后宇宙还会继续进化。第四张图片是10的15次方年之后的宇宙,此时所有的恒星都已经燃烧殆尽,最后一颗恒星已经熄灭,宇宙当中只剩下了冰冷的岩石与黑洞。但就算这样也不是最终结局。所有的岩石与恒星残骸都会落入黑洞当中,而且斯蒂芬.霍金早在二十世纪七十年代就告诉我们黑洞不会永远存在,而是会向外辐射并最终蒸发消失。这个过程大约需要一谷歌年之久,这里的谷歌是计数单位,也就是10的100次方。这时最后一个黑洞也会蒸发殆尽,剩下的就只有空荡荡的空间。我们现在的理论认为空间会永远存在下去,这就是宇宙的历史。

将这五张图片放在一起,大家会注意到熵值一直随着宇宙膨胀而不断增加。大爆炸刚刚发生之后宇宙之所以如此顺滑是因为当时的宇宙高度有序,密度极高。这样的状态极其罕见,也非常微妙。随着熵增,宇宙当中出现了各种结构,恒星闪亮熄灭,人类生老病死。最终宇宙陷入了一片虚空,熵值达到了最高点。但是复杂性——也就是物质的组织方式——又是另一回事了。大爆炸刚结束时的宇宙是一个非常简单的地方,一谷歌年之后宇宙又会成为一个非常简单的地方。在此期间正是熵增的过程使得宇宙具有了复杂性,行星、恒星、星系与有机体正是因为熵增才得以产生。这样的过程并非偶然,而是由宇宙的本质决定的。熵值只会增加,而复杂性却会先升后降,直到达到热平衡状态为止。

因此对于创造论者的质疑,正确的答案应该是这样的:热力学第二定律不仅允许地球上产生生命这样的复杂结构,而且生命这样的复杂结构之所以能够在地球上产生正是拜热力学第二定律所赐。一切生命都寄生在熵增过程上面。我们是熵增浪头上的冲浪者,直到被浪头冲上永恒虚空的海岸为止。在这一点上宇宙其实并不特殊,一杯加牛奶的咖啡都能体现这个过程。刚刚将牛奶加入咖啡的时候,牛奶在上层,咖啡在下层,这是低熵状态,组织性很强,状态很简单。假如你将牛奶与咖啡彻底混合起来,熵值就增加了,状态也很简单。只有在中间阶段我们才能看到牛奶的触须千回百转地伸进咖啡当中,这时候才有复杂性。这些位于简单开始与简单结束之间的扭结触须就是我们。我们就是宇宙从简单到简单的过程中暂时爆发出来的结构与组织。

几年前我乘飞机出门,邻座碰巧是地质化学家Michael Russel。他看过我的几篇论文,于是对我说:“生命的意义是吧?那还不简单?生命的意义就是氢化二氧化碳。”(笑声)地球早期大气的主要成分是二氧化碳,而二氧化碳的熵值比较低。地球大气很想转换成为熵值较高的状态,也就是将二氧化碳变成甲烷。但是二氧化碳无法直接转化成甲烷,只能通过一系列复杂化学反应。早期海洋当中偶尔出现了能够进行全套化学反应的结构,这个增加大气熵值的结构就成了一切地球生命的祖先。这样的见解不仅对于科学的生命观念至关重要,而且对我们的日常生活也至关重要。当我与Eben Alexander以及Raymond Moody辩论的时候,不支持我们这一边的观众们就是转不过这个弯来。“死亡之后你去哪里了?不是说能量守恒吗?那么组成你的能量难道消失了吗?”生命并不是能量,不是作用力,不是精神,也不是物质,而是一套化学反应。所谓人死如灯灭,熄灭蜡烛之后能量并没有转移到别处,只是导致燃烧的化学反应停止了而已。你死了以后同样哪里都不会去,你只是不再发生了而已。按照HBO招牌剧集的说法就是“凡人终将不再发生”。

只要等待的时间足够长,我们每个人都能看到热均衡那一天。地球上的医学技术完全有可能极大延长人类寿命,人类完全可以活上几千甚至几万年而不违反任何基本物理学定律。但是我们现在还没有走到这一步。就像地球上的其他哺乳动物一样,我们人类也拥有十五亿次心跳,跳完之后我们就该走了。所以我才说来生是虚伪的慰藉,希望人生会永远持续下去的一厢情愿并不正确,天堂是一个很糟糕的主意。很多诗人与歌词作家早就看穿了这一点,因为天堂就是热均衡的最终状态,在天堂里什么事都不会发生,只有无聊。David Byrne知道,“天堂就是永远无所事事之地。”Lenoard Cohen也知道,“这个地方就像周六晚上的天堂一样死气沉沉。”我宁可在周六晚上与你们这些不信者一起讨论各种话题也不愿与天使在天堂里消磨时光(掌声)。

在《10又1/2章世界史》的最后一章,作者朱利安.巴恩斯描述了他心目当中的天堂。故事主人公是一位死后上了天堂的英国蓝领工人,天堂的导游向他解释道,天堂里的人们可以想做自己想做的一切事情,但是必须自己想清楚自己想干什么,你的想象力与提问能力决定了你能拥有什么东西,我们不会向你提出任何建议。于是主人公说:“我想打高尔夫球,我想与美女上床。”接来的几百年里他不断完善了这两门技艺。他睡遍了各种女性,解锁了各种姿势;他将球技磨练得出神入化,随便挥一挥就能一球进洞。然后他就厌倦了。于是导游对他说:“在这里每个人都还有一项选择,就是真正的死亡。”“那么有多少人会这么选呢?”“到头来所有人都会这么选的。”(笑声)相信永恒完满的存在方式确实存在是错误的想法。我们的生命转瞬即逝,由熵增驱动,这其中最基本的道理就是不存在完美的生活方式。

不仅仅天堂是个坏主意,就连幸福都是个坏主意。请不要误会,我喜欢幸福,而且我现在也还算幸福。我所反对的是盲目迷恋幸福。《纽约时代》畅销书榜上除了证明天堂确实存在的书就是指导人们追求幸福的书,介绍天文学的书却没有多少。我们错误地认为自己可以达到永久幸福的状态,但是自然的本质就是运动、改变与进化,因此不可能存在完美的生存方式。心理学当中有一种所谓“享乐主义跑步机”的说法。心理学家衡量了人们在经历足以改变人生的大事之前与之后的态度:好比说你赢了一张彩票,你的幸福感会陡然上升,然后在接下来的几年逐渐下降,一直恢复到赢得彩票之前为止;假如你因为车祸而全身瘫痪,你的幸福感也会陡然下降,然后再逐渐上升,直到几年之后恢复到车祸之前的水平为止。你尽管可以谈论这其中的生物化学道理,例如多巴胺怎样作用于大脑,但是这一切都反映了我们最根本的认识弊端:我们不可能实现完美永恒的幸福,因为完美永恒就意味着毫无改变,而毫无改变的状态非常无聊,根本不可能使人幸福。这就是幸福与完美永恒之间的根本矛盾。

穆里尔.鲁凯泽说过我本人最欣赏的一句话:“宇宙是由故事组成的,而不是由原子组成的。”鲁凯泽并不反对科学,她还曾经为十九世纪美国科学家威拉德.吉布斯撰写过精彩的传记。她真正想说的是,假如你在星巴克与其他人第一次约会,对方说“向我介绍一下你自己吧”,你肯定不会把组成你身体的每一个原子都列成清单给对方过目(笑声)——当然在我执教的加州理工真有人这么玩,他们觉得这么做挺性感的——但是绝大多数人都会选择更加大而化之的叙述方式,选择向对方讲故事。就是故事让我们的人生有了意义。人生的意义并不在于达到某一种状态并且停留在里面不出来。一切故事都有起承转合,根据物理学定律故事必然要结束,而故事的精彩程度才是人生成功与否的标志。

当然我并不想贬低伴随着死亡的真切悲伤。我们都失去过亲朋好友,亲近之人的逝去会令你感到非常伤心,这并没有错。失去我们关心的人的确很值得伤心。就算明知死亡不可避免,死亡带来的悲痛也不会减弱,但是这一认知确实能影响你应对死亡的方式。我讲个不太体贴的笑话吧:“我儿子得了癌症,我觉得这应该是全世界最令我心碎的事情了,然后我也得了癌症。”(笑声)这个笑话让我想起了巴黎的人骨地下城。巴黎街道下方有一片绵延几百英里的隧道,里面堆满了上百万人的骨骸。因为十七十八世纪的人们不太擅长修建墓地,雨水经常会冲开坟茔,将骨骸漂到街道上来。于是他们就将全市墓地的骨骸全都挖出来,集中存放在了地下隧道里面。这里的确是一个肃穆阴森的场合,但是巴黎人的态度却与美国人截然不同。除了人固有一死的严肃气氛,地下城里还有些无厘头取乐的氛围。例如摆放骨骸的人会用头骨摆出心形,还会在墙上写下各种格言诗句。有一条诗句粗略翻译一下是这个意思:“地面的一切都会如此结束/精神、美丽、气质、才能/如同鲜花一样易逝/最轻微的微风也会将其吹散。”换句话就是“别看你现在跳的欢,早晚给你拉清单。”死亡是必然发生的,死亡是很严肃的,严肃对待死亡是很正确的态度。但是死亡之所以严肃是因为生命非常重要。我们的人生不是彩排,而是唯一一次的正式演出。(掌声)

最后我想让大家看一看我本人最喜欢的宇宙图片。我一直跟别人这么说:早晚有一天会有人给我整整一个小时的演讲时间,到时候我会将房间的灯光全都调暗,将这幅图片投放在大屏幕上,然后就一言不发地站到一旁,与观众们一起盯着这张图片沉思一个小时。宇宙会让人深切地感到自身的渺小与微不足道。但是我们尽管微不足道,却依旧非同寻常。诚然,我们只是原子的组合,但我们这堆原子组合却能够反躬自省,能够理解我们所处的世界,能够撰写我们自己的故事。我们的生命不可能永远存在,所以生命才如此重要。谢谢大家。(掌声)

‘叁’ 刘慈欣经典语录

1、死亡不是你的敌人,永恒才是。

2、失去人,失去很多;失去兽,失去一切。

3、给岁月以文明,给时光以生命。

4、碑是那么小,与其说是为了纪念,更像是为了忘却。

5、人们习惯将凡事分出黑与白,但很遗憾,现实全是灰色的。

6、这一时刻,银河系的星海默默地收敛了自己的光芒,大写的“人”与上帝合为一体,傲然独步于宇宙间。

7、只干,别多想。

8、但黑暗森林中有一个叫人类的傻孩子,生了一堆火并在旁边高喊:我在这儿!我在这儿!

9、在意义之塔上,生存高于一切,面对生存,任何低熵体都只能两害相权取其轻。

10、大自然真是自然的吗?

11、维德抬头看着程心,目光中又露出了那种罕见的无助和乞求,他一字一顿地说:“失去人,失去很多;失去兽,失去一切。”

12、任何长大成人的文明都是星舰文明,在太空进行着永恒的流浪,飞船就是它的家。

13、粮食?这不都是粮食?每个人看看你们的周围,都是粮食,活生生的粮食。

14、电脑下棋赢了人类不是AI,它下棋输了后恼羞成怒,把鼠标通电杀死对弈的人类棋手,这才是AI。

15、如果我们的飞船真能再次接近光速,我就让它无限逼近光速飞行,这样就能跨越无限的时间,直接到达宇宙的末日时刻,那时,宇宙已经坍缩得很小很小,会比兵兵的皮球还小,会成为一个点,那时,宇宙中的一切都在一起了,我和她,自然也在一起了。

16、空不是无,空是一种存在,你得用空这种存在填满自己。

17、人类不感谢罗辑。

18、要记住伟大的探知可逆定律:如果你能看到一个低墒世界,那个低嫡世界迟早也能看到你,只是时间问题。所以,什么事情都等别人做是危险的。

19、早期宇宙学曾有过一个悖论,认为如果宇宙无限,具有无限数量的天体的引力相叠加,将使宇宙中的每一点都受到无穷大的引力。

20、低熵体不一样,低熵体的熵还在降低。有序度还在上升,像漆黑海面上升起的磷火,这就是意义,最高层的意义,比乐趣的意义层次要高。要维持这种意义,低墒体就必须存在和延续。

21、你害怕已久的事发生,有时是一种解脱。

22、请你们帮助我们消灭人类,最后我们再消灭你们。

23、斩尽杀绝,这是对一个文明最高的重视。

24、我很不幸地不麻木,所以难以生存下去。

25、当我翻开那本书时,却发现那梦想中的东西已被人创造出来。

26、我是个懒散的人,从小就是,住校时碗从来不洗,被子从来不叠,对什么都提不起兴趣,懒得学习,甚至懒得玩,每天迷迷糊糊地混。

27、弱小和无知,都不是生存的障碍,傲慢才是。

28、水娃从这经历中学到了一个哲理:事情得从高处才能看清楚。如果你淹没于这座大都市之中,周围的一切是那么纷烦复杂,城市仿佛是一个无边无际的迷宫,但从这高处一看,整座城市不过是一个有一千多万人的大蚂蚁窝罢了,而它周围的世界又是那么广阔。

29、这个混蛋、恶魔、杀人犯、野心家、政治流氓、技术狂人……他行,他有干这事的精神力量和本事,让他去干好了,这是地狱,让他跳进去吧。

30、当生存问题完全解决,当爱情因个体的异化和融和而消失,当艺术因过分的精致和晦涩而最终死亡,对宇宙终极美的追求便成为文明存在的惟一寄托。

31、这是计划的一部分。

32、生命进化的基础——变异,正是由DNA的错误产生的。

33、生命进化的趋势是向小的方向,大不等于伟大,微小的生命更能同大自然保持和谐。巨大的恐龙灭绝了,同时代的蚂蚁却生存下来。现在,如果有更大的灾难来临,一艘像您的着陆舱那样大小的飞船就可能把全人类运走,在太空中一块不大的陨石上,微人也能建立起一个文明,创造一种过得去的生活。

34、在水娃这时的感觉中,超重远不像传说中的那么可怕,他甚至有一种熟悉的舒适感,这是孩子被母亲紧紧抱在怀中的感觉。

35、如果说那个原始人对宇宙的几分钟凝视是看到了一颗宝石,其后你们所谓的整个人类文明,不过是弯腰去拾它罢了。

36、在日复一日灰色的生活中,我们深感现实的乏味与狭小,渴望把自己的生命个体以几何级数复制无数份,像雾气般充满整个宇宙,亲自感受无数个其它世界的神秘与精彩,在另一些时间和另一些空间中经历体验无数种不同的人生。

37、我们都是阴沟里的虫子,但总还是得有人仰望星空。

38、傻孩子们,快跑啊!

39、当年,古罗马人在宏伟华丽的浴宫中吹着口哨,认为帝国就像身下的浴池一样,建在整块花岗岩上,将永世延续。现在人们知道,没有不散的宴席,一切都有个尽头。

40、没关系的,都一样。

41、大低谷纪念碑:给岁月以文明,而不是给文明以岁月。

42、黑,的黑啊。

43、一定要飞出去!不要问为什么,只是尽最大的力量向外飞,飞得越远越好!这样要花很多钱死很多人,但一定要飞出去,任何文明,待在它诞生的世界不动就等于自杀!

44、亲爱的,我们在末日等你。

45、把海弄干的鱼在海干前上了陆地,从一片黑暗森林奔向另一片黑暗森林。

46、竞赛代替不了战争,就像葡萄酒代替不了鲜血。

47、女人应该像水一样的,什么样的地方都能淌得过去啊。

48、对于我们,至少科幻应不再是一种文学体裁,而是一种生活方式,一种信仰,这样我们才能真正进入科幻的世界。

49、遵循道德的人其实很自私,因为他们除了道德和良心什么都不管。

50、记忆是一条早已干涸的河流,只在毫无生气的河床中剩下零落的砾石。

51、生存本来就是一种幸运,过去的地球上是如此,现在这个冷酷的宇宙中也到处如此。但不知从什么时候起,人类有了一种幻觉,认为生存成了唾手可得的东西,这就是你们失败的根本原因。

52、城市在下面扩展开来,像一片被剖开的集成电路,我不过是那密密麻麻的纳米线路中奔跑的一个电子。

53、同为军人,知道我们之间最大的区别在哪里吗,你们按照可能的结果来决定自己的行动;而我们,不管结果如何,必须尽责任,这是唯一的机会,所以我就做了。

54、科幻小说的灵魂,第一是思想,第二是思想,第三还是思想。

55、他知道要想逃避现实,最好的方式就是深深介入现实之中。

56、生存在宇宙中,本身就是一件很幸运的事情,但是不知道什么时候起,你们有了这样一种幻想,认为生存是唾手可得的,这就是你们失败的根本原因。

57、其实正如有评论指出,忠于心中道德的人其实是最自私的,他(她)为了自己良心可以什么都不顾。

58、喂,你走错纤维了!

59、宇宙啊,你真不知道它有多大,你们所谓的沧海桑田天长地久,不过是时空中的一粒沙啊……话说回来,你感觉不到这些,有时候还真是一种幸运呢!

60、给时光以生命,给岁月以文明。

61、前进!前进,不择手段地前进!

62、这世上有很多事值得我们为之付出生命,但没有什么事值得我们为之不睡觉。

63、在一个不可知的宇宙里,我的心脏懒得跳动了。

64、理想主义者和玩世不恭的人都觉得对方很可怜,可他们实际都很幸运。

65、一切都将逝去,只有死神永生。

66、在一切都结束后,一切又开始了!

67、后来发现,整个物理学就像是一个大谜,走到它的尽头,连整个世界是否存在都成了问题。

68、在中国,任何超脱飞扬的思想都会砰然坠地——现实的引力实在是太沉重了。

69、我没有太多可说的,只有一个警告:生命从海洋登上陆地是地球生物进化的一个里程碑,但那些上岸的鱼再也不是鱼了;同样,真正进入太空的人,再也不是人了。所以,人们,当你们打算飞向外太空再也不回头时,请千万慎重,需付出的代价比你们想象的要大得多。

70、所谓温暖,不过是宇宙诞生后一阵短暂的痉挛所产生的同样短暂的效应,它将像日落后的暮光一样转瞬即逝,能量将消失;只有寒冷永存,寒冷之美才是永恒的美。

71、西方人并不比东方人聪明,但是他们却找对了路。

72、我是信使,我们的时代不想看到您太忧虑,所以派我来。

73、藏好自己,做好清理。

74、当然不害怕,她知道太阳明天还会升起来的。

75、美妙人生的.关键在于你能迷上什么东西。

76、这张纸单张的厚度约为零点一毫米,按此计算,你对折三十五次之后,纸的厚度为六百八十七万一千九百五十米,也就是六千八百七十二公里,相当于地球半径。

77、只要明月照耀,君士坦丁堡就不会陷落。

78、对生命和文明在宇宙中的前景来说,任何想象都显得软弱无力。

79、在宇宙中,你再快都有比你更快的,你再慢也有比你更慢的。

80、一个人用一生开一个玩笑也是一种使命。

81、不要返航,这里不是家。

82、唯一不可阻挡的是时间,它像一把利刃,无声地切开了坚硬和柔软的一切,恒定的向前推进着,没有任何东西能够使它的行径产生丝毫颠簸,它却改变着一切。

83、历史都是在各种因素间建立的某种平衡中发展到今天的,不顾平衡一味走极端,在政治上是极其幼稚的表现。

84、实际上没有毁掉什么……就像一副牌,只是重洗了……可生命就像是一手同花顺,一洗就什么都没了。

85、她终于看清了,使她这粒沙尘四处飘飞的,是怎样的天风,把她这片小叶送向远方的,是怎样的大河,她彻底放弃了,让阳光穿透身体,让风吹透灵魂。

86、你再快都有比你快的,你再慢也有比你慢的。

87、大自然做的事总是有它的道理。

88、我在感谢您,雷迪亚兹先生,因为从此以后,我们不是了。

89、上帝是个无耻的老赌徒,他抛弃了我们!

90、其实,末日是一段很美的时光,甚至可以说是最美的时光。这是历史上唯一一次的机会,人们可以抛弃一切忧虑和负担,完全属于自己。

91、给岁月以文明,而不是给文明以岁月。

92、常常接触科幻小说的人往往看起来比实际年龄年轻,如果这事发生在你身上,请不要惊奇。

93、很有意思,很有意思!

94、他看到了一个黑白相间的地球。黑色的是熔化后又凝结的岩石,那是墓碑的黑色:白色的是蒸发后又冻结的海洋,那是殓布的白色。

95、逃离是事实,但我没有背叛。

96、按需分配,我就满足了。

97、你的无畏来源于无知。

98、我爱你,与你有何相干?毁灭你,又与你有何相干?

99、消灭人类暴政,世界属于三体!

100、在文学上,缺陷发扬到极致就是优势,只要能用有美感的方式把这种缺陷表现出来。

101、长城和金字塔都是完全失败的超级工程,前者没能挡住北方骑马民族的入侵,后者也没能使其中的法老木乃伊复活,但时间使这些都无关紧要,只有凝结于其上的人类精神永远光彩照人!

102、对前面漫长而莫测的人生之路,他毫无准备,因而准备好了一切。

103、你的工作,远远看一眼就足够了。

104、如果说,有上帝的话。人类一思考,上帝就发笑,如果人类不思考,上帝连发笑都不屑于。

105、我期盼着看到中国人能把自己的目光从日常事务中拔出来,望向太空,哪怕只是一小会儿。有时候,这可能是一件很现实的事。

106、世界上有很多东西值得为之献出生命,但没有东西值得为之不睡觉。

107、我们以后有很长的时间相处,有很多的事要谈,但不要再从道德的角度谈了,在宇宙中,那东西没意义。

108、无知和弱小不是生存的障碍,傲慢才是。

109、总结一本书的核心是我从小就头疼的事,要是几句话就能说清就不用写一本书了。

110、上岸的鱼不再是鱼,真正进入太空的人也不再是人。

111、其实,有了时间就有了一切,只要时间足够,一只乱敲打字机的猴子都能打出莎士比亚全集。

112、大多数人到死都没有向尘世之外瞥一眼。

113、死亡是唯一一座永远亮着的灯塔,不管你向哪里航行,最终都得转向它指引的方向。一切都会逝去,只有死神永生。

114、越透明的东西越神秘,宇宙本身就是透明的,只要目力能及,你想看多远就看多远,但越看越神秘。

115、无限长的曲线就是宇宙的抽象,一头连着无限的过去,另一头连着无限的未来,中间只有无规律无生命的随机起伏,一个个高低错落的波峰就像一粒粒大小不等的沙子,整条曲线就像是所有沙粒排成行形成的一维沙漠,荒凉寂寥,长得更令人无法忍受。你可以沿着它向前向后走无限远,但永远找不到归宿。

116、基本粒子虽小,却组成了我们;宇宙虽大,我们身在其中。微观和宏观世界的每一个变化都牵动着我们的一切。

117、面壁者所承担的,将是人类历史上最艰难的使命,他们是真正的独行者,将对整个世界甚至整个宇宙,彻底关闭自己的心灵,他们所能倾述和交流的、他们在精神上唯一的依靠,只有他们自己。他们将肩负着这伟大的使命孤独地走过漫长的岁月,在这里,让我代表人类社会向他们表达深深的敬意。

118、直到今天,我们的科幻小说也没能真正创造出一个自己的想象世界,我们只是在人家创造出的多个想象世界中演绎自己的故事。

119、所有的生活都是合理的,我们没必要互相理解。

120、银河系猎户座旋臂有两颗文明的流星划过,宇宙记住了他们的光芒。

121、通过忠实地映射宇宙来隐藏自我,是融入永恒的唯一途径。

122、这就是终极威慑的特点:威慑者和被威慑者对威慑有着相同的恐惧。

123、没有什么能永远存在,即使是宇宙也有灭亡的那一天,凭什么人类就觉得自己该永远存在下去。

124、当几代人梦想、呼唤、寻找的外星文明终于降临地球的时,人类可能面临着他们做梦都想不到的尴尬:外星人对热情伸出双手的人类视而不见,却去和蚂蚁拥抱交谈。这就生出了一个我们以前从未认真考虑过的问题:谁是地球的户主?

125、不要回答,不要回答,不要回答。

126、人在世界中的定位,在宇宙中的定位,可以失去自我。当你自己的世界被消灭,一切艺术和文明根本不值得拯救。因为艺术是对现实生活的反映,离开了现实生活,就缺少了曲折的转变、投射,外星人不会理解电影和绘画。

127、一知道在哪儿,世界就变得像一张地图那么小了;不知道在哪儿,感觉世界才广阔。

128、我们不必留恋所谓过去的好时光,那个时候生活充满艰难危险和迷惘;我们也不必为今天的时代过分沮丧,因为今天,也总有一天会被人们称做是——过去的好时光。

‘肆’ 什么叫低熵经济

尔滨工业大学教授徐奉臻在《自然辩证法研究》2006年第12期发表《论作为新型现代化诉求的“低熵化发展模式”》一文认为:“循环经济”的称谓是不科学的,或至少是不充分的。因为人们所言的“循环经济”,就是要在资源利用率最大化、垃圾产出率最小化、废物回收率最高化、污染形成率最低化中,实现生产与环境兼顾双赢的物质能量闭环流通的经济发展新模式。其中,循环仅仅是外在的表现形式,低熵化才是其内在的根本属性。因此,这种经济模式归根结底应该是“低熵经济”。 “熵”原为一物理学概念,指“可用能量的消耗”,或某一系统中存在的一定单位的“无效能量的总和”与“不能再被转化做功的能量的总和的测定单位”。20世纪70年代,日本物理学家槌田敦将描述转化方向的“熵增加原理”引入对社会经济系统的研究。他认为,熵可以对人类的价值理论作科学表述,并将熵确定为资源或能量的价值标准,指出资源消费过程中的价值消费过程就是熵产生的过程。为了区别经济学上的“价值”,他把以熵规定的价值称为“物理价值”,资源所具有的熵愈大,物理价值就愈小。 徐奉臻认为,低熵化发展模式具有多维复合性,除了经济模式的低熵化外,还包括技术选择的低熵化、社会环境的低熵化和生活方式的低熵化等。因此,培育低熵观念、使用低熵技术、营造低熵社会环境,是低熵化发展模式付诸实践的应有之意。低熵观念是科学发展观的缩影,其主要特征是摈弃“物质崇拜”、“实利主义”与“技术救世主义”的价值观。低熵技术是低熵化发展模式的基本手段。低熵社会环境是低熵化发展模式的必要保证,也是低熵化发展模式的主要目标。 目前,熵理论已在经济学界得到广泛认同和接受。在内涵“可持续发展”意蕴方面,低熵化发展模式与熵理论具有内在的一致性。就三者的关系而言,它们从不同的角度展示了相同的发展观。如果说熵理论在科学层面揭示了发展的认识原理,可持续发展在政策层面给出了发展的战略原则,那么低熵化发展模式则是在实践层面提供了发展的操作方式与演进途径。在弱熵进程中实现社会的可持续发展,是低熵化发展模式的终极关怀。

‘伍’ 最大熵在社会生活中有什么哪些应用呢

简单说,就是若是一个封闭环境,专制下的等级制度(低熵)到民主下的自由平等(高熵)是一个自发过程和必然转变。专制等级制度(低熵)下,每一个个体被禁锢在特定的位置,自由度很低。要维持维护这种专制等级的低熵,就必须要有武装暴力、思想禁锢、言论管制等等强加的墙和壁垒,而这一切维稳需要不停地耗费资源、能量来输入,从而形成正反馈循环,直至崩溃瓦解到状态的改变。(最坏结果是变成所有个体都死亡寂灭,人人绝对平等的高熵状态。)而完全自由平等(高熵)下,每一个个体在每一个位置的概率都是一样的,没有特权、没有壁垒,从而维护这样一个状态,无需额外的输入和消耗。(当然也会是一个极度混乱没有秩序的社会,你拥有的东西也是别人拥有的。)然而社会不能真正的绝对自由和无政府,为了保障每一个人的自由而不侵犯他人的权利,就需要基本的契约、法治和敬畏,政府法治、道德规范、宗教信仰的作用就是以较小的输入和消耗,从而维护每个人被保障的自由。所以,一个有秩序的社会,根据其对每个个体自由的尊重和秩序维护成本的高低,可基本判断这个稳定的持续性。
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‘陆’ 求解惑啊,为什么宇宙的开端是低熵的

摘自:https://tieba..com/p/3296429275?red_tag=1863178355
宇宙的起源为什么是低熵的?
路德维希·玻尔兹曼这个名字通常会和19世纪末的热力学联系在一起,玻尔兹曼大脑也不例外。事实上,它是源自热力学第二定律的产物。
我们都听说过墨菲定律:事情只要能变得更糟,总会变得更糟。这时热力学第二定律会冒出来半开玩笑地解释说,因为孤立体系里事物的无序度(熵)不可能自发减少嘛。杯子能自动变成碎片,碎片不能自动变成杯子;空气分子会均匀分布在屋子里,而不会突然全跑到左半边、让右边的人憋死。但是,为什么会这样呢?
玻尔兹曼提出过一个巧妙的基于概率的解释。假如所有的空气分子都龟缩在房间的一个小角落,那么这样可能的分布方式数量很小。假如空气分子均匀分布在房间里,可能的分布方式数量就超级大。现在你任选一个时刻看一眼这间屋子,你看到它的气体非常不均匀的概率,几乎就是零。事实上,你就在这里等上一千亿年,也不见得能等到气体全跑到左半边的那一瞬间。之所以孤立系统的熵不会自发减少,因为熵高的状态出现的概率大。
但是这个解释有一个严重的麻烦。如果熵高的状态概率大,那么它不管什么时候的概率都应该很大——概率是数学,数学可是无视时间流逝的。可是熵又在随时间增加,所以我们如果一路推回过去,宇宙起源的时候熵应该很小才对。那么,这个起源点何德何能,凭啥就可以占据一个概率小的低熵状态?
一般人的第一反应是人择原理。如果没有低熵的开端,我们就不会存在,也就不会问出“为啥我们看到了低熵宇宙起源”这个问题。这个回答没有错,但并没有解决问题:初始的那个低熵态,是哪来的[注]?就算我们把它推给上帝或超级智慧外星生命体,也不过是变成了上帝的低熵是哪来的新问题……
对此,玻尔兹曼本人给出了另一个巧妙的解释:涨落。
玻尔兹曼和他的涨落理论
他说,按照概率,确实高熵的容易出现——但我可没说低熵的就绝对不能出现。再小的概率,也不是时间的对手,一群猴子敲打字机都能敲出莎士比亚呢。只要你等得足够久,总有一天你能等到小概率事件,看到气体全聚在半边、碎片自动变成玻璃的那一天。这种小概率事件就是“涨落”的结果。既然等得越久,越可能出现大的涨落,那么全宇宙这么大的涨落也不是不可能的嘛。
的确,这种概率低得无以复加,如果我们是外来的观测者,一眼望过去不可能看到这么大的涨落和这么大的低熵态。但是,我们生活在宇宙内部。如果宇宙没有出现这样的涨落,我们就不能存在!既然我们已经存在了,那么我们必须存在于这个涨落之中,我们当然也就必须能看到涨落。
大部分时候,宇宙都待在高熵期。
少数时候,宇宙产生了小的涨落。
极少数时候,宇宙产生了巨大的涨落,允许智慧生命存在——所以有了ABC这些点。
注意,不管你生活在B和生活在A,宇宙对你看起来都是一样的——区别是在B点你会觉得“右边”是过去、是低熵,而在A点你会觉得“左边”是过去、是低熵。但是放眼整个时间线,左和右没有区别,两个方向上物理定律都能用,数学也是完美的。

‘柒’ 用热力学定律看生命现象 —麦克斯韦妖随笔之九

"一个有生命的系统,必然要从外界吸纳高品质的能量,来维护系统的变化与运行,并形成一个稳定的低熵区域。"

女儿所在的小区离我很近,我常去那儿。

小区里有曲曲折折的一湾池塘。半塘青青的芦苇,时有蜻蜓、蝴蝶在上面飞舞;数眼喷泉,有时还造出了弯弯的彩桥。塘边树影幢幢,垂柳依依,树下有白色铁艺的圆桌和靠椅,我经常静坐在那儿,看着池中游弋的小鱼。

池里的小鱼,一群一群的,在水边觅食、嬉戏。你若盯住其中的一条细察,它时儿独处,时儿随群;时儿浮到水面,时儿又潜入池底,刹那离开了视线,倏忽又出现在眼前。可谓鱼翔浅底,自由自在,令人羡慕。

如果用热力学的眼光来看一条鱼,能看出什么名堂呢?

这条小鱼也是由巨量的分子、原子构成的,是一个有生命的热力学系统。这个系统不是孤立的,它与外界有能量与物质的交换,是一个开放的热力学系统。由于“开放”,不会像孤立的热力学系统那样,熵值不断地增大,而是能大致保持不变。

大家都知道,如果把鱼与周围环境隔离开来,它很快就死掉了。为了维护体内稳定、有序的运行,像是有一个麦克斯韦妖在努力工作,维持了这条鱼的低熵的有序状态,也就是维持了它的生命。

系统内像是包含两种运动:一方面是系统固有的“自在运动”,这像是系统的一种“惯性”,各微小成员之间的相互碰撞,运动的趋势是扩散和分离,消除系统内的各种差别,使系统的熵值增大,使这条鱼渐渐衰老,走向生命的终点;一方面是系统内“小妖”的不断努力,产生的“有序运动”,使微小成员运动有一种定向趋势,或分类,或聚集,维持系统内的差异与秩序,在稳定低熵的状态下。

若对前述“小妖的工作室”做一点改造,就可以比较形象地理解上述的情形。

在“小妖工作室”中间隔板原阀门下面加开一个小孔,隔板上就有了上下两个小孔。

上面的小孔,有阀门,小妖守着,操纵阀门的开关,建立秩序、产生差异、导致系统熵减,是“有序运动”;下面的小孔,无阀门,左右两室的分子可自由地“串门”,使两室的差别减少,使熵增大,是“自在运动”。

这条鱼吞噬的食物,获得氧气,生成高品质能量,维持机体的“有序运动”,就是维持了这条鱼的生命,就像是上孔;另一方面,由于机体本身的的“自在运动”会有熵增,机体零件的老化也会使机体的运作出现熵增,相当于下孔,使体内的熵在不断地增加。

这条鱼活着,就是这“有序”和“自在”的两种运动的抗衡,或者说熵减与熵增的抗衡,这种抗衡决定了这个生命个体的寿命,其实,任何一个生命个体都是这样的,人类也不例外。

生命就是高度有序的物质运动形式的一种表现,是系统维持了稳定的低熵的状态才出现的现象。如果切断系统与外界的交换,那就只存在“自在运动”,系统的熵值很快达到最大,这条鱼也就一命呜呼了。

原本无生命的物理学,通过熵的概念,进入生命领域,这是一个重大突破。

书柜的边沿,搁置了一只石刻的小乌龟,虽说不上鬼斧神工,但也神形兼备,栩栩如生。你盯着它一会儿,它就活了:探头,瞪眼,悄察四周,前腿蹬地,欲匍匐前行。

我就想,如果从热力学的眼光来看,这只小石龟与一只真乌龟区别在哪里呢?

物理学通常研究的是非生命的物质系统,热力学作为物理学的一个分支,它的对象通常也与生命无关。生命是一个复杂又神奇的自然现象。但是,无论什么样的物质系统总要遵循热力学规律,因此,我们就可以用热力学去考察一下有生命与无生命的两类物质系统之间的区别,从热力学理论也许能够找出关于“生命是什么”的端倪。

从物理学的视角来看这两只龟,至少有三个方面的明显区别。

小石龟是一个封闭系统,处于热平衡态,是没有什么变化的“死”系统;活龟是一个开放系统,总处于非平衡态,是远离平衡态的“活”系统。

小石龟与外界没有能量与物质的交换;活龟吞噬食物和水,吸纳氧气,体内会发生复杂的生化反应,有定向的物质流动,能把食物中的化学能转化为肢体与脏器运动的能量,并向体外排泄废物,与外界有能量与物质的交换。

小石龟“体内”是均匀的无差别、无变化的一个不变的系统,体内物质分布均匀,微观态数不变,其熵值总是处于最大值。任意交换体内的两个大小相当的部分,不会改变其宏观态;对于活龟来说,它的体内有精巧的组织结构,精确的分工和有序的运作,是处于一种稳定的低熵状态,任意交换两个小部分,其状态就不一样了。

还有,石龟的体内没有麦克斯韦小妖,其熵不变,而活龟的体内像有一个麦克斯韦小妖在不停地工作,持续地维持体内的低熵状态。

地球生物圈内也可以看作是存在着生命活动的一个大开放系统。它吸收太阳热辐射的高品质的能量,在这个圈内实现复杂的生化反应,把吸收的太阳能大多退化为低品质的热能,辐射到周围的太空中去。地球生物圈成了一个熵值几乎稳定不变的低熵域,正是这样的区域,维持了生命体的存在和进化。

绿色植物吸收大气中的二氧化碳和土壤里的水分,凭借阳光提供的高品质的能量,合成了糖类、淀粉和纤维素,这一过程称作光合作用。这种作用使能量形式发生了的转化,创造了新的秩序,降低了系统的熵值,形成一个稳定的低熵区域。

一个活的生命体,一株绿色的植物,地球的生物圈。它们自身的能量可以不发生什么变化,然而,通过它们的能量,其品质却发生了由“高”到“低”变化。能量的这种变化维持了一个生命体在空间结构上的有序性,在时间上的持续性,正是这种稳定的低熵状态,使得生命能够存在。

1943年2月,薛定谔在爱尔兰都柏林三一学院,连续作了几次报告,他以物理学家的眼光,来阐述生命问题。1944年,他把报告的内容撰写了《生命是什么——活细胞物理学观》一书。

薛定谔是量子理论的创始人之一,诺贝尔物理奖获得者(可参阅《薛定谔猫随笔之七》),他认为物质世界是和谐统一的,是可以理解的。当然可以用物理理论对生命现象提出看法。他把生命机体看作是一个热力学系统,从分子水平来探讨生命特点,用“负熵”概念来揭示生命本质,对生命现象发表了精湛的见解,开拓了一条研究生命世界的新途径。

在他的书中,有这样一段话:“一个生命有机体在不断地增加它的熵——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,唯一的办法就是不断地从环境中汲取负熵。我们马上就会明白负熵是十分积极的东西,有机体就是赖以负熵为生的。”还说:“活着的生物,比如人,是一个开放的非平衡态系统。人不断地新陈代谢,当然也不断地产生熵,为了摆脱死亡,就必然要从环境中吸收‘负熵’,也就是汲取有序,使自己免于衰变为混沌的原子。”

薛定谔是把生命有机体看作一个“活”的热力学开放系统。这个系统之所以是“活”的,就是能从外界吸纳“负熵”,使自身保持在一个稳定的低熵水平上,维持自身的持续地进行行走、呼吸、新陈代谢等各种形式的运动,并延缓向热平衡态的过渡。如果把一个生命体从它的环境中隔离出来,其内部的混乱就会加大,即熵值增大,体内的序——电动势、化学势、温差、压差也随之渐渐消失,有序运作就会逐步趋于停顿,系统走向平衡态,系统就“死”了,将变成了一堆无序、混乱的无生命物质。

一个开放的物质系统中存在生命,薛定谔引入了“负熵”概念来解释这种现象。这里所指的“负熵”,是与“正熵”相对的东西,就像“有序”与“混乱”相对的概念那样。薛定谔所说的“汲取”负熵,不是有机体直接从环境中吸纳到了“有序”,而是生命体通过从外界食物获得的能量,在体内发生反应,相当于是麦克斯韦妖的作用,创建了“有序”,来“抵消”系统内不断出现的正熵。这里用“有序”来“抵消”正熵,这“有序”显然就有了“负熵”的味道。

其实,无论是克劳修斯还是玻尔兹曼关于熵的定义,一个系统的熵值可以减少或增大,但不会出现负值,前面我们提到过绝对零度下的晶体,分子、原子都冻结了,没有热运动了,系统只有一个态,W=1,系统的熵值为零,也不会出现负值。在通常情况下热力学系统的微观态数都是千万亿亿个,因此按照玻尔兹曼的定义计算,熵值总是正的。世上也没有负熵的食物,如果真有,那么生命机体吃了这种食物直接就对消了体内的熵增,而永远年轻,这大概是世上最好的能长生不老的灵丹妙药了。

世界上没有这样的灵丹妙药。系统外的食物进入生命体内,虽然大多是大分子的低熵食物,但总会有一些不能消化食物,而且进食是系统的成员增加了,这也会使系统内熵值增加,正因为如此,薛定谔的“负熵”概念,自提出后备受科学家的质疑,有人认为是多余的概念,没有带来新意,没有独立的存在的必要。

然而,对于“负熵”概念,也可以这样来理解,既然微观态数W表示系统的“混乱”,那么,1/W就可以作为“有序”的一个直接量度。我们对一个系统混乱的量度,可以从混乱的程度考察,当然也可以用有序的程度来考察。这有点像对一个篮球运动员3分球的投掷水准的考量,只要规定一定的投掷的数目,看他投进了多少,或者看他失误了多少,都是可以对他的3分球水准进行考量的。因此,用1/W作为系统有序的量度当然是可行的。

前文已经说过,一个热力学系统,W可以直接作为熵值的量度,但这个数目很大,为了使用中方便,玻尔兹曼对熵的定义式中引入了对数。如果用1/W来计量系统的有序,也取对数,就出现了负值,按玻尔兹曼的定义就有:-S = kLog1/w,在原来的熵前面多出了一个“-”号,这样称作“负熵”就一点也不奇怪了。

我想,如果定义熵时不引入对数,也许薛定谔先生就不会提出“负熵”这一说法。

由此可见,熵是系统混乱的量度,负熵只不过是系统有序的量度。这是从系统的“混乱”和“有序”两个相对的角度来考察系统的同一个性质,好像并没有给系统描述带来什么新东西。但是这样的概念也没有必要放弃,这就像说一张白纸,看它白还是不白,可以用白的参考表来考量,当然也可以用黑的参考表来考量,两种考量应当是等价的,但是方法多了,表述丰富了,不同的场合可以使用不同的量度标准,这就有了它们存在的价值。

人体当然也可以算作是遵循热力学定律的开放系统。

用热力学第一定律来看人体,人体就像一台热机:吃进食物、吸纳氧气(热机吞进燃料和氧气);人的身躯和脏器在运动做功(热机的曲柄、连杆、活塞运动做功);人向周围不断的辐射热量,还排泄废物(热机的散热器排出废物、废气)。人们常说,“人从食物中摄取能量维持生命”,细究这句话并不准确,事实上,一个成年人在常态下能量大体上处于平衡。一天中通过食物氧化产生的能量,就应当等于机体各种运动消耗的能量再加上排出体外的能量。这里能量的“质”发生了变化,而能量的“量”基本不变,可以说是守恒的。健康的人体只是能量的一个转运站,不断地流进和流出,体内并不积存能量,处于相对平衡的状态。

热二定律对于人体也适用。一个活人,吃进食物,吸进空气,这些物质进入体内后,是增加了机体内的熵值,但因吃进的是高品质能量的低熵食物,排出的是低品质能量的高熵废物。这种“高”与“低”的相互转化,维持了体内有序的运动,形成了体内的熵不增大的稳定区域,然而周围世界的熵还是增大了,其实,任何一个活的生物,都在增加宇宙的熵。

我们再用热力学定律来分析一下人体的衰老和死亡。

生物意义上的衰老是指有机体内组织结构中一种渐渐老化的过程。我们在日常生活中,有时甚至没有感到这一过程的进行,而事实上我们的体内却是时刻经历着这种变化。年纪大了,这种变化就慢慢地显现出来了,无论从外表、内脏都会感到机体的衰老。花白了的头发,额头上的皱褶,口腔内的假牙;眼睛看不清,耳朵听不清,说话说不清;反应迟缓,步履蹒跚,实际上任何人的衰老都是不可避免的。

人体为什么会衰老,迄今为止,只有一些零星的推测,有关生命的老化问题,还没有一个综合的、明确的科学理论作全面说明。学术界较为一致的看法是:至今也没有人知道是什么原因引起人变老,而且必然趋向死亡。然而,从热力学的角度看,可以给出一个大体上的肯定答案,就是生物体内总是存在着的“自在运动”,使人体不断地出现增熵,不可避免也无法抗拒,以至体内的麦克斯韦妖制造的“有序运动”也无法抵消,这就形成了不可逆生物的衰老过程。

一个有生命的躯体,构成这个身躯的分子等微观粒子总是存在着两种运动形态:一种是聚集的,定向的,这是由于机体吸纳外界的能量,支持着体内进行的复杂的生化反应,按照自然界预先设定的指令,逐步形成了机体的结构和秩序,并能维持正常的运行;一种是离散的,这是由于分子间始终存在的相互碰撞的扩散的趋势,或者说系统中分子总是倾向于向着包含微观态数目大的宏观态运动的趋势,这永远是一个不可逆的过程。

前一种是“有序运动”,是生命存在的前提;后一种是“自在运动”的自然过程,这就是生命体必然会衰老的缘由。任何一个生命的过程,就是在这两种运动的抗衡中实现和完成的。

在物理学领域中,“可逆性”有一个明确的意思,就是能将一个系统完全恢复到它的初始状态,而在它的周围环境中也不会留下一丝痕迹,这就是一个可逆现象,而任何生物过程都不可能会出现这样的情形,因此都是不可逆的过程,永远年轻,长生不老只能是一种幻想。

正如诺贝尔化学奖获得者普里高津所指出的那样:“生命是与熵产生联系在一起,因此它也与不可逆过程联系在一起。”无论用什么方法,也不可能逆转这个过程。

如果把人体看作一个热力学系统,按玻尔兹曼的定义,系统某个时刻的宏观态所包含的微观态数W就对应系统此时的熵值。因为不同的宏观态具有微观态数的数目不同,即有不同的熵值,正如前文中说过的那样,熵(或W的值)可以作为系统的一个态函数,来区别系统的不同状态。

对于一个健康的人来说,其所处的状态,应是一个相对较小的微观态数构成的宏观态。一个人会有幼年、少年、青年、中年、老年不同的阶段,由于体内不断进行着的不可逆过程,导致了不可抗拒的衰变,熵值也会逐渐地增大,因此相比不同阶段的健康人体,所对应的微观态数会随之增大。当人体内的微观态数达到最大值Wm时,就表示这个生命机体走到了终点,从这个意义上看,熵增就决定着一个人的健康状况和生命长度。

人体在几百万年的进化过程中,总会尽量地延续自身的生命长度,延续自己的种群在宇宙中的存活时间,为免于自身死亡而进行抗争,纵观生物界,这似乎是上帝给予每一个物种的一种使命。

一些杰出的物理学家的研究表明,上帝在创造这个世界的时候,设置了某些原理,让这个世界的运动遵从一定的法则:让光的运动按照时间最小的费马原理,让一个物体的机械运动的作用量取最小值的哈密顿原理(可参阅《拉普拉斯妖随笔之二》)。由此,人们就联想到,上帝是否也提出了一个什么原理,作为生命活动必须遵从的法则呢?

对照上面的两个原理,有学者就提出“生命以熵增最小而活”的原理。原理说,一个生物体在其全部的生命活动中,是以熵增为最小来展开自己的生命过程的。虽然这个原理要像上述两个原理那样,用严格的数学形式来表述也许是困难的,但我相信这个原理的存在,理由有以下两条:

一是人类在几百万年的进化中,因为体内获得了的这种抑制熵增的能力,才有了顽强的生命力,克服生命活动中遭遇的许多灾难与障碍,使得人类在地球上有了几百万年的延续,这就是存在着“生命以熵增最小而活”这个原理的佐证;

二是当人体内出现了不适和异常时,体内出现了混乱,熵值一定是增大了,机体就会尽量地遏制体内熵的持续增大,使机体回复到稳定的健康的相应微观态数较小的那个状态,这种机体具有的自我修复能力,就是“生命以熵增最小而活”的原理在起作用。

一个真实的生命活动过程,总是让熵增最小,这是上帝赋予人类最为重要、也最为宝贵的健康资源——使人体具有一种抑制熵增,自我维护、恢复健康的能力。世界卫生组织提出的健康四大基石“合理膳食、适量运动、戒烟限酒、心理平稳”就是为了强化和巩固这种抑制熵增的能力,维护好这一份最重要的健康资源。

我们每个人几乎都有这样的经验,通常情况下的小毛小病就可以不用去医院,休息几天就恢复了。这就是这种自我修复能力存在的证明。相反的情况下,如果有一点小病就去找医生,打针吃药,过度治疗,甚至把药物当作食物来吃,常此以往,自身的这种自我的修复能力就可能长期不能发挥作用而降退了,从而也就削弱了对于外部侵扰的防御能力。经常听到不少百岁老人,坚持劳动和锻炼,心情愉悦,生活规律,他们通常不是医院的常客。

所谓疾病,从热力学的视角看,就是人体内由于某种原因,比之于健康时的微观态数增大了,熵值变大了,体内的秩序出现了混乱。因此,一切治疗都是为了降低无序,使身体恢复到常态。一个好的医生是帮助病人恢复体内秩序,一个好的医院就是为芸芸众生减熵。

把人体看作一个热力学系统,若温度发生了变化,分子运动也随之发生了变化,熵值就会增大或减小。因此人体的温度会影响人体的熵值,显然也就会与人的健康直接相关。

如果体温升高,组成身体的物质微粒的无规运动加大,不确定加大,熵值增大,体内的混乱会随之增大,在一定的生理运行的范围内,体内的自修复能力会对这种熵增引起的混乱进行抗争,作出应急反应使体温下降,使熵增降低。如果体温超过了生理运行的范围,抗争失效,体温将进一步升高,当升到足够高时,人体无法很快散去热量,新陈代谢混乱,熵值剧增,导致人的死亡。同样,当体温太低时,体内的生化反应也将变慢或者停滞,以致无法维持正常生理运行,也就不能很好地补充生命活动必要的能量,因此在低温下也同样会引起体内的紊乱,导致死亡。

人类在漫长的进化过程中,在地球上较稳定的环境里,获得了37度左右体温,作为自身适宜的温度,而过高与过低的体温都不适合于人类的生存。当体温超过41度时,人体的肝、肾、脑等器官将发生功能性障碍,连续几天的42度高烧,人体的熵就趋近最大,足以使人死去;当人的体温下降到35度时,死亡率为30%;低于25度时,体内的生命运动将渐渐停止,生还希望非常渺茫。

人生活在37度左右的体温范围内,用热力学的理论来看,相对较低的体温体内的熵值也应较低。由此我猜想,在健康的人群中,常年体温比37度稍低的人,应当较为健康,免疫力也会好一些,长年进行冷水浴和冬泳锻炼的人,这是用物理方法,直接降低体内的熵值,应当是有利于健康的。据说,早年北大校长、着名学者马寅初先生长年坚持冷水浴,身体健康,寿逾百岁。

除了温度影响体内的熵变,影响身体的健康外,机体非正常的体积增大——就像容器的体积增大,器内气体分子的熵增大那样——体内的熵值也会增大,比如过度肥胖、皮肤表面的红肿,脏器内出现的斑块,肠胃里出现了多余而不能消化的食物、各种肿瘤等异物,都使身体熵值增大,而导致健康受损。

社会、心理等因素,也会使人体内的熵值发生变化,影响健康。

有这样一些人,要做的事情很多,总是处在紧张、忙乱的工作状态中,他们把越来越多的事情,想塞到越来越少的时间中去完成,前一个事情还没有完成,就想着如何能尽快地进入下一件事情,在日常生活中,他们也总是慌慌张张,“鞋带没有系好,就上了球场”、“大门关上了才想到了没有带钥匙和没有关煤气”、“离开了实验室却忘了关闭电源”等等,这些小事往往会造成严重的后果。这是一种高熵的生活状态,会对健康造成损害,容易出现突发心脏病、肠胃溃疡、精神崩溃等病症。

有这样一些人,长年处于一种抑郁的思想情绪之中,他们焦虑,对生活失去信心,看不到生活中的乐趣,看不到鲜花和阳光,这使他的内心世界生出较多的熵,这类人容易罹患忧郁、神经、消化等疾病。

还有一些人,总是处在亢奋、激动、燥热甚至疯狂的状态中,容易冲动、喜怒无常,这也是处于无序混乱的高熵状态中,他们的健康也容易出现问题。

有一种人,他们生活有目标,总是在专注做好自己的事情,生活有节奏有规律,工作的效率高,心态平和从容,健康状况良好,这就是一种低熵的生活状态。

有一种人,经常是处于冷静、平静的状态。做事情有目标、有计划、有准备,张而有序,弛而有度,对生活表现了更多的睿智,总能知道自己在什么时候该做什么,这种人通常是工作中取得了好的成绩,身体也较常人健康,这就是一类低熵的人群。

每个人的生命只有一次,生命是宝贵的,而每个人都有一次,因此也是平等的。然而,不同的人的机体其熵增的平均速率却是不一样的,熵增到极大,生命就完结了。熵增平均速率不一样的原因有遗传的、自然的、社会的,环境的,也有家庭和个人的,造成这种种不一样的缘由,也就有了关于这个大千世界里不同生命的种种不同境遇。

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