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"生命"以何为生?

2018-10-17 14:14来源:80后整理网友评论0

在地球上,目前公认的生命体皆为碳基有机体,虽然有理论可以证明硅亦可以替代碳作为生命物质如蛋白质、核酸的构成物,但碳和氧作用的生命代谢物是二氧化碳,可硅若和氧作用则产生二氧化硅。在地球条件下,二氧化碳是气体易于重复使用,但二氧化硅是固体,难以重复利用,因此地球环境中的生命体必是碳基生物。

不过对于有机生命和无机物的区别,目前还没有一个十分严格的分界线。基本上的一般认为是

一,能和环境作物质和能量的交换;

二,和环境互动,可以对环境的变化作出反应;

三,对自身的性可以复制并相对稳定地遗传。

这样,一团物质在什么情况下可以被认为是生命,归纳于一个简单通俗地表述,即是它在持续地做某些事,不断运动(可能是微观上细小的运动),同时和环境交换物质。

和环境交换物质,用生物学的术语来说是"新陈代谢"。

可与我以前的认识不同,将新陈代谢认为是物质交换的观点事实上却是个错误。组成生物体的碳、氧及其它元素的任何一个原子,与自然界无机物中的同元素原子没有任何差异,进行这样的交换实际上是没有意义的。

以前我还以为新陈代谢还包含着能量的交换。其实这也不确切,任何生物体内包含的能量(热能、机械能、电能)和自然界中的同类能量也没有本质上的区别。因此单纯地说生物与外界交换能量也是无意义的。

其实,生物体不论从物理意义还是生物意义上说,都可以看作是一个完整的系统。按著名的"热力学第二定律"的表述,任何一个封闭的系统,它的熵(即系统混乱度)都是随时间增加或不变的。那么,生物体在生存的过程中,可以看作是一个封闭的子系统,则它随的生存时间的增长,体内的熵都会增大以至于和环境达到平衡,这是物理学中说的"系统最大熵",这时,生物体失去了生物活性,也是平常说的"死亡"。

所以,生物体要保持活力进行的"新陈代谢"其实是排除体内产生的熵值,同时吸取环境中的低熵物质比如食物。要知道食物中所包含的能量的熵值,是远低于生物体生长时所产生的热量中的熵值的。

所以,依照著名物理学家埃尔温·薛定谔(ErwinSchrdinger)的论断来说,是:

新陈代谢的实质是及时全部消除有机体无时无刻不得不产生的全部的熵。我学了两天才明白了这个简单的定理。

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