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逆天而行?宇宙是熵增的,为什么还会出现熵减的生命?

魅力科学君  · 公众号  ·  · 2024-11-17 18:40
    

主要观点总结

本文介绍了熵增定律的基本原理和适用范围,同时探讨了生命存在和演化与熵增定律的关系。虽然生命表现出熵减趋势,但实际上是通过将无序“转嫁”给外界实现的,对于整个宇宙而言仍然是熵增。文章还介绍了生命如何从一团混乱中诞生,以及能量梯度在生命诞生中的作用。

关键观点总结

关键观点1: 熵增定律的基本原理和适用范围

熵是系统混乱程度的一种度量,熵增定律告诉我们,随着时间的推移,一个孤立系统中的熵总是会自发地趋向于增加或保持不变。

关键观点2: 生命存在和演化与熵增定律的关系

生命体并不是孤立系统,而是开放系统。生命之所以表现出熵减趋势,实际上是以外界的熵增加作为代价的。对于整个宇宙而言,仍然是熵增。

关键观点3: 能量梯度在生命诞生中的作用

能量梯度的存在推动了化学反应的进行,最终演化出了生命。即使生命利用能量梯度实现了局部熵减,整个过程的总熵仍然是增加的。


文章预览

相信大家或多或少都听说过熵增定律,简单来讲,所谓的熵就是系统混乱程度的一种度量,系统的熵越高,混乱程度也就越高,反之亦然,而熵增定律则告诉我们,随着时间的推移,一个孤立系统中的熵,总是会自发地趋向于增加或者保持不变,比如说我们的房间不打扫,它就会不可避免地越来越乱,这就是熵增定律的一种直观表现。 从更宏大的角度来看,熵的增加也应该是宇宙万物演化的必然趋势,然而在这个一切趋向于无序的宇宙中,生命的存在和演化却表现出了明显的熵减趋势,看上去似乎在逆天而行,那么问题就来了,既然宇宙是熵增的,为什么还会出现熵减的生命呢?下面我们就来聊一下这个话题。 实际上,熵增定律的适用范围,其实是孤立系统,即一个与外界没有任何能量和物质交换的系统,但生命体并不是宇宙中的孤立系统,而 ………………………………

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