生命是一種負(fù)熵

生命是一種負(fù)熵——生命以負(fù)熵為食熱力學(xué)第二定律：退化觀念？達(dá)爾文進(jìn)化論：進(jìn)化觀念？？WelcomebyyouraudienceAppreciatedbyyourmanagerIdentifywithyourcustomerAdmiredbyyourcolleagueSelf-satisfaction？？？？有史以來(lái)，科學(xué)所做的最可怕最陰郁的預(yù)言，就是熱力學(xué)第二定律（熵增定律）所預(yù)言的宇宙末日。宇宙在不可違抗地走向熱平衡，走向無(wú)序，走向寂滅，人類所創(chuàng)造的輝煌業(yè)績(jī)注定要在大死亡中歸于滅絕，人類成就的整座殿堂將不可避免地被埋葬在宇宙的碎片之下。十九世紀(jì)的兩種觀念熱力學(xué)第二定律：退化觀念體系由于能量的耗散，世界萬(wàn)物趨于衰弱，宇宙趨于“熱寂”，結(jié)構(gòu)趨于消亡，無(wú)序度趨于極大值，整個(gè)世界隨著時(shí)間的進(jìn)程而走向死亡社會(huì)進(jìn)化的結(jié)果是種類不斷分化、演變而增多，結(jié)構(gòu)不斷復(fù)雜而有序，功能不斷進(jìn)化而強(qiáng)化，整個(gè)自然界和人類社會(huì)都是向著更為高級(jí)、更為有序的組織結(jié)構(gòu)發(fā)展。達(dá)爾文進(jìn)化論：進(jìn)化觀念體系物理學(xué)與生物學(xué)、社會(huì)學(xué)中的這兩種觀點(diǎn)至少表面上在發(fā)展觀上是根本對(duì)立的。難道生命系統(tǒng)與非生命系統(tǒng)之間真的有著完全不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律嗎？生命賴負(fù)熵為生——薛定諤生命以負(fù)熵為食，由奧地利物理學(xué)家薛定諤提出，是生物信息學(xué)一個(gè)重要觀點(diǎn)。即生命依靠從外部環(huán)境攝取負(fù)熵維持和發(fā)展。1943年，薛定愕在《生命是什么》一書中首先提

出了負(fù)熵的概念。他指出:“一個(gè)生命有機(jī)體的熵是

不可逆地增加的——你或者可以說(shuō)是增加正熵——并趨于接近最大熵值的危險(xiǎn)狀態(tài)，那就是死亡了。

要擺脫死亡，就是說(shuō)要活著，唯一的辦法就是從環(huán)境

中不斷吸收負(fù)熵，有機(jī)體是依賴負(fù)熵為生的?！?/p>

耗散結(jié)構(gòu)理論——普利高津耗散結(jié)構(gòu)理論進(jìn)一步論證了生命以負(fù)熵為食的觀點(diǎn)。耗散結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為，生命是遠(yuǎn)離熱力學(xué)平衡的，它從環(huán)境攝入高級(jí)形態(tài)的能量，將低級(jí)形態(tài)的能量排給環(huán)境，是從環(huán)境攝取負(fù)熵的能量轉(zhuǎn)換器。即生命的維持和發(fā)展是以造成環(huán)境的熵增加為代價(jià)的。生命中物質(zhì)和能量代謝的實(shí)質(zhì)，是通過(guò)交換從環(huán)境攝取負(fù)熵。耗散結(jié)構(gòu)論把宏觀系統(tǒng)區(qū)分為三種：①與外界既無(wú)能量交換又無(wú)物質(zhì)交換的孤立系——永遠(yuǎn)不可能自發(fā)地形成有序狀態(tài)，其發(fā)展的趨勢(shì)是“平衡無(wú)序態(tài)”②與外界有能量交換但無(wú)物質(zhì)交換的封閉系——在溫度充分低時(shí)，可以形成“穩(wěn)定有序的平衡結(jié)構(gòu)”③與外界既有能量交換又有物質(zhì)交換的開放系——在遠(yuǎn)離平衡態(tài)“負(fù)熵流”時(shí)，可能形成“穩(wěn)定有序的耗散結(jié)構(gòu)”耗散結(jié)構(gòu)是在遠(yuǎn)離平衡區(qū)的、非線性的、開放系統(tǒng)中所產(chǎn)生的一種穩(wěn)定的自組織結(jié)構(gòu)，由于存在非線性的正反饋相互作用，能夠使系統(tǒng)的各要素之間產(chǎn)生協(xié)調(diào)動(dòng)作和相干效應(yīng)，使系統(tǒng)從雜亂無(wú)章變?yōu)榫挥行颉０l(fā)達(dá)的耗散結(jié)構(gòu)，具有最為復(fù)雜而精密的有序化結(jié)構(gòu)和嚴(yán)謹(jǐn)協(xié)調(diào)的有序化功能。因此，所有生命系統(tǒng)包括人類社會(huì)的發(fā)展都是有序化的不斷增長(zhǎng)過(guò)程人類社會(huì)的有序化發(fā)展過(guò)程（即耗散結(jié)構(gòu)的有序化過(guò)程）往往需要以環(huán)境更大的無(wú)序化為代價(jià)，因此從整體上講，由人類社會(huì)本身與周圍環(huán)境所組成的更大范圍的物質(zhì)系統(tǒng)，仍然是不斷朝無(wú)序化的方向發(fā)展，仍然服從熱力第二定律。因此，達(dá)爾文的進(jìn)化論所反映的系統(tǒng)從無(wú)序走向有序，以及克勞修斯的熱力學(xué)第二定律所反映的系統(tǒng)從有序走向無(wú)序，都只是宇宙演化序列中的一個(gè)環(huán)節(jié)。

生命體是一種遠(yuǎn)離平衡態(tài)的有序結(jié)構(gòu)，它只有不斷地進(jìn)行新陳代謝才能生存和發(fā)展下去，因而是一種典型的耗散結(jié)構(gòu)。

生物能夠主動(dòng)“做某些事情”、運(yùn)動(dòng)以及不斷與外界進(jìn)行物質(zhì)能量交換是生物區(qū)別于普通物體的一個(gè)重要因素。而一個(gè)生命一旦死去，就會(huì)很快被熵增原理的強(qiáng)大威力給收服，進(jìn)而趨于熱平衡狀態(tài)，變成一片死寂的極其無(wú)序的物質(zhì)。那么，究竟是什么原因使得生命看似違背了普適的熵增原理呢？熵增原理對(duì)孤立系統(tǒng)有效生命的成長(zhǎng)過(guò)程是生命系統(tǒng)的熵變由負(fù)逐漸變化趨于0的過(guò)程，可以說(shuō)隨著生命的成長(zhǎng)，生物熵是由快速減少到逐漸減少的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程中生物組織的總量增加，有序度增加，生物熵總量減少，所以熵增為負(fù)衰老是生命系統(tǒng)的熵的一種長(zhǎng)期的緩慢的增加，也就是說(shuō)隨著生命的衰老，生命系統(tǒng)的混亂度增大，原因應(yīng)該是生命自組織能力的下降造成負(fù)熵流的下降，生命