科普空間——生命的熱力學第二定律

  熱力學第二定律定立一個稱為「熵」的量,它可以被理解為一個獨立系統的秩序指數——它的值愈小代表系統愈有秩序,它的值愈大代表系統愈無秩序。第二定律是這樣陳述:獨立系統自然演化時,熵的值不能變小,當系統自然地到達平衡狀態時,熵的值會變得最大。

  生命是有秩序,還是無秩序?當然是有秩序。如果不是經細胞—組織—器官—系統—生命這個一層比一層更有秩序的階系,複雜的生命如人類根本沒可能。這樣的話,生命不就是違反熱力學第二定律?大家可不要忘記生命並不是獨立系統:生物要從外面環境不斷地攝取氧氣、水和食物來成長,經新陳代謝後把廢物和熱放回外面去,是個循環過程。即使是植物自己能夠製造食物,一樣需要從外面吸取二氧化碳、水、和陽光來做光合作用來成長,然後放出氧氣到外面去,同樣是個循環過程。當大家把外面環境也納入考量,再把生命看成是一個循環過程,熱力學第二定律應用於生命便有個圓滿的解釋:生命成長時其系統的熵值沒有改變,可是,當大家把生命系統放入外面的大環境後算出來的的熵值總和卻是增加了。

  無論是從任何角度來看—宗教的、科學的、哲學的—生命都是個奇跡,大家要珍惜。

陳家强


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