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宇宙的有序与生命的诞生:熵值、热量与生命的关系解密

宇宙的有序与生命的诞生:熵值、热量与生命的关系解密

作者: 吴言不语零一二三 | 来源:发表于2023-07-15 10:02 被阅读0次

最近都在追《生命是宇宙的偶然吗》这本书,前面我们也分享了两篇文章,但还没有提到生命,那么生命到底是不是偶然出现的呢?地球是不是这个宇宙中唯一的有生命的星球呢?

我们还是来看看这本书是怎么说的:

生命基础设施的极端稳定表明,生命完全不是“意外事件”,而是宇宙发展的必然结果。

而这种稳定性就是通过极其简单的原子构建组成了极端复杂的生命,而在宇宙的构建说明书一开始也没有说明怎么构建生命,有的只是多样性,因为有了多样性就有了无限的可能性。

我们得知道,宇宙大爆炸之处首先产生的只有氢原子,就是一个原子核和一个电子的组合,而所有的氢原子都是一模一样的,而原子也极其稳定,电子虽然像行星绕恒星一样绕着原子核转,但因为尺度的不同,遵循的规则不同,所以保证了电子不会出现坍缩的现象,只会再次组合,寿命从宇宙诞生之处就开始计算了,所以咱们身上的每个原子都和宇宙的寿命时一样的。有人说,我小时候的个子那么矮,现在这么高,这新长出来的身体怎么也是一样的寿命呢?你可以这么理解,新长出来的身体不过是通过日常饮食,消化吸收其他食材的原子,咱们身上的基因就是身体构建说明书,把吸收过来的原子转变成我们身上的蛋白质,从而长高了,本质来讲,那些多出来的原子原本是其他生命给你的。

宇宙初期的氢原子通过核聚变反应变成了氦原子,氦原子再变成了更复杂的原子,越来越多种的原子组合而成,因为原子具备稳定性,原子之间又能结合成同样稳定的分子。

我之前一直有个误区,就是曲解了热力学第二定律,认为宇宙是熵增,而熵值是代表了无序的程度。所以我们看到一个玻璃瓶摔碎了不能再还原,一瓶水倒到地上就很难再回到瓶子里。读完这本书之后我才发现我以前的理解是浅薄了。宇宙其实是向有序发展的,但是有序的代价是产生热量,热量的熵增大于有序的熵减,所以整体还是熵增的。

因为宇宙的有序,才有机会产生有序的生命。

书中是这样解释的:

宇宙一直在不可阻挡地变得更加有序。几十年来的观测已经证实,宇宙是从一种最无序的物质状态起步的,一个充满炽热气体的球。

熵并不等同于无序。

一个系统的熵值实际上度量的是系统的两种不同性质。熵值的一部分确实表明了我们通常所说的无序程度,但另一部分度量的是这个系统所产生的热量。这两部分都是确定熵值的因素。

生命诞生的前提条件,是需要有碳原子和氧原子这两种元素,而这些在宇宙早期的恒星内部聚变反应中形成了。而水分子也在超新星爆炸的环境中,氧和氢原子结合形成水分子(H2O),这些水分子随后被释放到宇宙中。有了水,有了碳,就有了形成生命的基础,而包括我们人类在内的所有生物都属于碳基生物。

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