能否尽量通俗地解释什么叫做“熵”？怎么用物理学中的“熵”去解释生命的生和

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• 能否尽量通俗地解释什么叫做“熵”
• 怎么用物理学中的“熵”去解释生命的生和死

能否尽量通俗地解释什么叫做“熵”

简单说，熵就是事物接近混乱状态的程度，事物越无序越混乱，熵越大。世间万物都有从高有序度转向低有序度的自然倾向，这就是熵增的趋势。就好像人人都有懒的时候，想象下，一个小区，当无人清理的时候，环境就会开始乱糟糟，这就是熵增。

通常，瓶子破碎了玻璃渣比较容易，要想从玻璃渣恢复到整个瓶子就要耗费能量。周围的环境更容易变得脏乱差，而想要恢复整洁有序的环境，就要去做功才能实现，要有能量的消耗。世间万物，就连宇宙也逃不过熵增的咒语，逐渐混乱，最终达到温度平衡，整个宇宙处于冰冷寂寥的死亡状态。

但对于生命体，薛定谔一早就提出，是以负熵为生的，也就是生物体可以靠吃喝呼吸，对外的物质交换来维持生命体的有序，这就相当于从周围环境中获取有序。人从生到死，就是熵增到了最大值。

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怎么用物理学中的“熵”去解释生命的生和死

熵是热力学中的一个统计概念，其意味着粒子系统的变化总是朝着路径最多的状态发展。例如，当瓶中的香水挥发成香气时，这些芳香气体分子倾向于跑到瓶外。因为，随机运动的气体分子，在瓶外的路径远多于留在瓶中的路径。毕竟，瓶子的体积远小于房间的大小。所以，熵是可能性的对数。熵增原则，就是事物的演变，总是朝着可能性大的方向发展。

于是，在自然界中的所有事物，都可以被划分为两大类。其一是平衡的状态，其熵已经达到了最大值；其二是非平衡的状态，其熵值较小。因此，第一种状态表现为动态平衡，在宏观上没有变化；而第二种状态则表现为，事物会朝着平衡的状态演化。

对此，你会问，不平衡的状态是如何产生的？否则的话，久而久之，不就达到平衡，成为热寂的状态了吗？答案是，自然界的变化存在着质变，是有层次的，因而其变化的发展总是不平衡的。

比如，宇宙大爆炸时，其内部只有单一的最小粒子——量子，处于等离子状态，就内部而言达到了熵的最大化。然而，宇宙是一个相对独立的封闭系统，其内外部量子空间的能量密度（压强）并不相同。由于宇宙的被压缩，其处于熵减的状态。于是，该状态导致了宇宙的极速膨胀。此时，宇宙的膨胀速度远大于其内部空间的传播速度，在宇宙的内部出现了熵减的过程，随着宇宙的膨胀会变得越来越不平衡。

这实际上就是将宇宙外部的不平衡部分地转移到了其内部的不平衡，从而在整体上实现了熵的增大。于是，在宇宙的内部，出现了局部远离平衡态的情况，从而产生了耗散结构，即形成了量子的封闭体系。这就是能量转化为质量的过程。其本质，是将宇宙内部的熵减，转化为局部的熵减即产生了物质。

因此，物质的存在违背了熵增原则，是不稳定的。当宇宙的膨胀速度小于其内部的传播速度时，宇宙内部的量子空间就会服从熵增原则，逐渐地达到平衡。于是，作为熵减的物质开始逐步解体，由封闭的量子还原为离散的量子。这就是质量转化为能量的过程。所以，物质是宇宙的能量缓释器，其起到了平衡的作用，是宇宙极速膨胀的副产品。

对此，也许你会提出疑问，为什么现在依然存在着大量的物质，而且有些物质还会进一步地生长壮大？这是因为，维持耗散结构的条件是需要不断地补充能量，以弥补其能量的流失。对于生物而言，就是需要新陈代谢，不断地吃食物。食物的本质是负熵，以食物的熵增来换取生物的熵减。

于是，对于生物而言，其生命的意义就在于不断地吃负熵以维持其耗散结构的存在。而死亡则意味着该生物无法补充能量，从而导致其耗散结构解体，由质量还原为能量，其自身实现了熵的增大。

总之，根据熵增原则，事物的变化总是朝着概率最大化的平衡方向发展。生物的诞生与成长，其本身是一个熵减过程，需要由其他物质的熵增来予以补偿。一旦这一补偿机制被终止了，该生物就走向了死亡，从而逐渐地解体，与外部环境达到平衡的状态。

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