开放系统理论(3)生物的特征——热力学第二定律,和熵(2)宇宙是倾向于无序的吗?

上帝说,光是好的。

所以说有了光。

我要光。

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正在装开发环境。好在有两块屏幕,忙里偷闲,写几个字。

热力学第二定律,很简单:从无序到有序,需要外界的能量输入。

这条定律是物理学里的“异类”。这很容易理解,因为物理学是强调封闭和没有外界输入的。

所以,热力学第二定律,实际上,并不好记算,因为输入的能量,有多少被利用呢?这里又要回到物理学的假设去:输入全部被利用,或是%之多少。

我们讲的是开放系统理论,有人也尝试完全把这门理论精确化,目前还没有成功的案例,你看:这就有一本:


南辕北辙啊。有时间,我们再来详细看这本书,不幸的是,我竟然买了一本。

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热力学里,定义了一个描述参量:熵。

有序性增长,熵的值减少;反之,增加。

热力学告诉我们,在无生命世界,总熵是不可逆转地向熵增大的方向发展。

这个理论,到今天为止,学是正确的。

比如,牛顿和爱因斯坦都折了跟头,在这里。

在发现万有引力后,他们为了让宇宙静止,也就是总熵不变,一个走向了上帝的绝对零点,一个是假设存在以太,可以抵消引力。

他们如果再回头想想热力学第二定律,就不会这么傻了。

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所以,基本上来说,宇宙的总熵,是增大的,最后宇宙会走到死寂——因为各处的熵都一样了,没有了能量的交换。

但是,我们生物界,却是一直在逆势而进化的。

所谓的进化,也就是有序性的增加。

从无生命的病毒到人类,中间走过了几十亿年。

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关于生物界,开放体系,不断从外界吸收能量,来增序减熵,这方面,大家是没有什么异议。

但宇宙的熵一直减,却不一定能全面说得通。

但可以换一种说法:能级。

能级一直在下降,这点,从大爆炸到现在,总趋势是对的。

比如,恒性在向外辐射能量,这些能量本质上还是来自于原子的能级的下降。

从氢到氦,由于原子核的引力变大,电子更接近于核(也可能是相反),能级下降了。一直降到铁。

可能是从铁开始,增大原子核的能量,大于原子能释放的能量,所以,铁的能级是最低的。

然后是变成白矮星,或是中子星。然后是黑洞。

能级都下在降。

黑洞辐射光了之后,就什么都没有。更不要说,质子可能也是会衰变。

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所以,看来宇宙是倾向于无序的。

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但是,如果这样,怎么还会出现生物呢?

可能万有引力,是一个主因。

在能级降低的过程中,冷却下来的物质,产生了万有引力。

力,基本上,应该都是量子理论的范畴。两个物体间,交换了光速的能量粒子,产生了力。

也就是说,质量产生后,伴随出现的引力子,打乱了宇宙平均混乱下去的过程。

很多能量,被基本粒子所保存,如

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氢元素,是最容易形成的,所以,形成第一代恒星;

它们爆发后,形成了重元素,然后形成第二代恒性,我们的太阳也就是。

也是引力,形成了地球这些行星。

由于,太阳还是要不断降低自己的能级,所以产生了对外的能量辐射,以光的形式到达了地球。

这样,在太阳和地球之间,形成了一个局部的,有外界能量输入的、满足热力学第二定律的环境。

从而,为我们人类的存在,提供了可能性。

所以,到这里为止,我们看到,引力,看来可能是熵的敌人。

虽然,基本上来说,宇宙的确是熵增的,但至少在局部来看,引力,的确是在对抗熵增加的。

当然,地球的位置形成过程,是漫长和困难的。比如,在水星的内部,本来还有许多行星,都掉到太阳去了,这是土星和木星的杰作。因为这些,它们的能级下降了,所以原本它们离太阳更近一些,所以更远了。但对地球来说是好事,我们被推到离太阳更近的位置,原来我们可能在火星的位置。

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舞台搭建好了。

后面的生命的起源,和光和作用。

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