生命必須是低熵體,我覺得這是生命的定義。

我初中學到的生命的特徵:複製性、應激性

這個定義似乎已經被拋棄了,但是我還是認為這是一個很好的定義。

注意,應激性對應低熵屬性,我對應激性有嚴格的物理學定義:能夠完成校驗律和複製律

硅基生物:廣義生命(1)——熵增系統?

zhuanlan.zhihu.com圖標

(簡單的說,通電的三極體是最簡單的「應激性」系統)

如果去掉應激性的要求,只保留複製性,那麼定義出來的生命就包含了很多在普遍觀念中明顯不是生命的東西(精確名詞的定義應該儘可能符合習慣)。

比如說,激光器中的激光光子,會通過「受激輻射」大量的「複製自身」。但是這個光子能叫生命嗎?顯然不能叫生命對不對。比如裂變鏈式反應的中子,也不斷「繁殖」,中子能叫生命嗎?

激光(受激輻射光放大)_百度百科?

baike.baidu.com圖標鏈式反應_百度百科?

baike.baidu.com圖標

@趙泠 同學你生物很專業很博學,物理就別丟人了。低熵非生命的例子不少,甚至有自我複製現象。比如過冷水中的冰花就具有生長增殖現象。但是黑洞。。。

宏觀黑洞的熵是極大值。。。就是說一個太陽質量的任何物體,其熵都要低於一個太陽質量的黑洞,除非是質量很小的迷你黑洞,比如普朗克黑洞的熵就是極小值。

這個你不用和我爭,我是專業的。你不信的話可以去問曾勃或者其他物理專業的大V。

知乎物理大v我基本上都知道,活躍的:子乾、安靜內斂哈士奇 等等。


宇宙中完全可以存在高熵的生命體,而且地球生命的混亂度本就非常之高。

事實上對生命體討論熵的意義並不明確。薛定諤寫的《生命是什麼》大談負熵,那並不是科學。我建議你使用道金斯的生命定義:生命是自然選擇塑造的信息。

這個定義並不要求這信息有多麼有序,只要它能延續下去,混亂也沒關係。在系統性上,生物是自我組織並自我製造的,只要保持信息的延續性即可。自我複製是自我製造的一部分,也並非必需。

病毒能夠自組裝,2003年發現的龐大而複雜的米米病毒(Mimivirus)可以合成蛋白質,讓一些學者支持病毒也是生物。而顯而易見的是地球上大部分病毒的構造都比細胞生物簡單有序得多——即便是米米病毒,其構造也比真核細胞單純多了。你覺得那些對生物大談低熵的傢伙到底在談什麼東西呢:

  • 要是說結構越簡單整潔就越有序,那我們就是高熵生物。
  • 要是說結構越複雜混沌就越有序,那結構簡單的支原體之類就是高熵生物。它沒比手機殼裡的大分子複雜。

你覺得以下二者誰更混亂:

  • 一個黑洞,具有極其嚴謹清晰的構造,極簡的性質,穩定地停留在宇宙的永夜裡。它是恆星自然演化的產物,經歷了爆炸、坍塌、天體撞擊的篩選。它攜帶的信息將長久地存在下去。當捲入周圍的物質,它可以成長並放出射流,射流可以再形成新的恆星,其中又可以演化出黑洞。黑洞熵可以用公式計算。
  • 一灘被打成碎片的海月水母[1],從混雜的有機垃圾中自我修復。

你覺得這二者誰是生物,抑或都是生物?

如果前者是生物,那你可以輕易給生物取得巨大的熵。

如果後者是生物,也就是說你認為結構簡單有序的熵更高,那麼你就是在承認水母、支原體這樣地球生命中結構簡單有序的部分相比我們這樣的哺乳動物是高熵的生命體。

參考

  1. ^以下圖片引用自廈門大學何勁儒、鄭連明的論文 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145314


廣義來說,飛蛾就算是高熵體。更廣義來說,人有時也是高熵體。

低熵體指的是從外界獲得低熵能量,對外界輸出高熵能量,從外部環境獲得的熵流為負的體系。

而不是熵很低的體系。

比如人攝取化學能,輸出內能或機械功;植物攝取光能,輸出內能或機械功;電腦攝取電能,輸出內能。低熵體不一定是生命,電腦關機之後信息就不會再增加了,熵也不會減小,此時就變成了高熵體。

降低熵是需要從外界獲得能量的,不從外界獲得能量只對外界做功的體系自由能在減少,熵在增加。

那麼,蛹變成飛蛾,之後的生命過程都不再進食,整體而言,飛蛾體內的化學能不斷減少,只對外輸出內能和機械功,這一段生命周期毫無疑問是不斷熵增的。所以飛蛾不就是高熵生命嗎?

同理,人只有吃飯的時候從外界獲得能量,其他時候都在對外做功,所以人不也是部分時間是高熵生命嗎?

當然,你要是把生物體內儲存的化學能和生物體分拆成兩個系統,以上論述就不成立了。但這樣一來,我也就同樣不知道什麼才是生命了。


問題在於,混亂和秩序是人為界定和描述的,充滿主觀因素而非客觀事實。(從自然界的視角來看)沒有證據表明一個打碎的碗比原先沒打碎之前更混亂。

海底熱液孔附近耐高溫動物覺得舒適的環境,人類無法生存。海底熱液孔附近和地表哪個更加混亂?哪個熵更高?

蒼蠅和蛆看到糞便和腐肉認為是美味佳肴,在它們看來這些美食是否混亂高熵?

熵,根本就是人類捏造的一個不完善的主觀虛妄的概念描述。

伺服器通電工作後,耗散在空氣中的熱能未必是高熵的低品質能源,甚至只是因為人類現有科技發展水平暫時無法(在不付出額外代價的前提下)提取和利用這些能源。

一堆排列整齊的硬幣,把它們散落在房間內,以及排列成「懷舊遊戲」這幾個字。這3種情況那個最有序,哪個最無序?怎樣界定其中的秩序???

熵的計算式更是牽涉到熱力學溫度等概念,其實也只是人類現有知識體系的一部分,只是人類對事物運動的主觀拙劣的描述和建模,以及有限經驗的積累。這些未必反映了客觀事實,還有待未來的實踐驗證去完善,發展甚至修改這些理論。這些也顯然不能盲目外推。

這是我在懷舊經典遊戲題材科幻小說《平機王》系列等故事中描述的熵怪獸,這個描述有一個明顯的問題就是熱二律並不是適用於一切世界的,而僅僅是渺小人類在渺小地球上有限年間經過有限次實踐驗證的一個經驗總結,並不能盲目外推到其他世界。

這個十幾年前的熵怪獸描述因為有問題,所以只能勉強看下。接下來會有更加嚴謹的描述。

先說結論:熱二律不能盲目外推,甚至不能盲目推廣到我們的宇宙。

因此即使存在高熵生命體熵怪獸,它們也沒有想像中的可怕,甚至從更大的系統的視角來看它們很乖乖像喵。

熵怪獸

科幻小說《平機王》中描述的怪物,全身黑色,是由各種普通生物吸收了熵素,狂暴進化而成的超生命怪獸,具有宇宙天文級別的質量、強韌體質,及毀滅無數億兆個宇宙的巨大破壞力。熵怪獸的存在,對於所有世界上的所有生命都是一種巨大的威脅。

客觀規律、物質序列和物質世界能量能夠殺死熵怪獸。

PS:黑色的熵貓貓,可愛萌萌噠,抱抱。


首先是做好定義,否則無法檢驗。

當出現什麼觀察指標的時候我們判斷為「生命」。如果定義就是「低熵體的子集」那麼,高熵是絕對不存在生命的。

然後做好量化。

樹立標杆,什麼是「高」什麼是「低」。比如你可以拿標準大氣壓下100攝氏度的水來作為標準比較。

一般來說生命應該是和諧的 系統的,要維持這麼一套系統就需要不斷輸入能量,高熵下一般就做不到這點,無法形成生命。生命相對於其生存環境,肯定是低熵的存在。


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