《熵增與生命》

02-17

另類解讀「生命的意義」

（作者River Huang）

其實一直以來，我都在思考這個問題：生命的意義是什麼？

首先，說到「生命」，就必須得把它與「人生」做一點區別。生命是宇宙普遍而有之，並非人類特有；而人生則是人類生命的始末。

然後，我要跟大家說兩個最基本的宇宙普適真理：能量守恆和熵增難逆。

能量守恆，學過初中高中物理學的人應該都知道，能量既不會產生也不會消滅，只會從一種形式轉換為另一種型式，或者從一個物體轉移到另一個物體。

而熵增難逆則比較難以理解。有興趣且有耐心的朋友可以繼續往下讀：

熵 = 物質、粒子（系統）的混亂程度的度量；物質做功完成程度的度量；是描述「能量退化」的物質狀態參數。熵增 = 更加混亂無序，其特點是難以逆轉；所以，固態比氣態有序，石頭比沙塵有序。

下面來舉個例子說明什麼是熵增：

在自然狀態下，10立方100℃水和10立方0℃水混合，不受外界干擾的情況下，應該是會變成20立方50℃水（這是常識，無須解釋，連五歲孩子都知道熱水和涼水混合會變成溫水）。

但是要想把20立方50℃水變成10立方100℃水和10立方0℃水，有沒有可能？基本的常識告訴我們，自然狀態下不可能的。如果非要實現，也絕不是自然過程，而是需要額外付出代價（系統以外的干預，也就是消耗其他的外來能量）。因為熱量從低溫物體流向高溫物體，是可以實現的，那就是熱泵（也就是冰箱或空調工作原理，又叫逆卡諾循環）。

可敬又可畏的科學結論來襲：大自然（宇宙）的一切過程整體上都歸於熵增，亦即體系無序化的過程，不可逆的過程，最終歸於塵土的過程，打散化學鍵、離子鍵、分子鍵，進而粒子化的過程。

換言之，所有型式的能量，都幾乎可以無條件100%的轉化為熱能（內能），但熱能轉化為其他型式的能量則不可能100%效率（例如機械能、化學能、電能等）。所以，能量和能源是完全兩個概念，能量基於守恆，而能源基於消亡。熱能的檔次最低，品級最低，是宇宙最終的歸宿。舉個例子：宇宙大爆炸，逐漸膨脹，最終所有其他型式的能量全都會轉化為熱能，不同熱能的物體間再相互傳遞熱能，最終實現等溫，也就是冷寂（冷寂指的不是溫度的絕對高低，而是系統和物體相互之間不再傳遞能量）。

重點來了，要開始說生命了：

生命就是個逆熵增的夢想（願望和企圖）。所以它需要額外能量輸入（額外能量即是生命的動力），是對抗（嚴格來說叫延緩）熵增的代價。即便如此，任何的生命個體乃至群族最終都敵不過自然法則（也就是敵不過熵增。）生命僅僅是要實現短暫的對抗熵增，為此還不得不裹挾系統以外的能源，例如食物，一旦能源斷了，生命也就只能加快熵增，進而化為塵粒；所以，任何生命（包括人類和動植物）都在為逆熵增（求生、求能源）而競爭，不時的合作也只是為了更優化其競爭力。既然單個生命無法一直保持熵減或熵恆，那麼生命是要實現長期的對抗熵增，就不得不通過DNA保存原有的基本程式（程序），所以需要生殖繁衍（無論是無性生殖還是有性生殖）。DNA是所有生命個體接近其最有序的原始狀態。

這裡我要提一個特殊的例子，其實有一個途徑是生命追求逆熵增（永生）的終極途徑，那就是細胞癌變。因為癌細胞永遠年輕，旺盛生命力，複製能力極強，相當於不死族；但上天是不會同意這種瘋狂的掠奪資源的行為的。上天依然會讓它無序化，無序化到極致，完全無規律無秩序的瘋狂複製（分裂），肆無忌憚的吞噬原有系統內部的能源和資源，最終終結這個生命，回歸塵土（實際上也是熵增。）顯而易見，大自然對於過分競爭追求能源（逆熵增）的個體或者群體，都會予以制衡乃至毀滅，癌症是針對個體的例證之一，恐龍滅絕是針對群體的例證之一，資產泡沫（房地產）是針對經濟體系的例證之一。所以，古人說「木秀於林，風必摧之」。參天之木想要獲得更多陽光的那棵樹，大自然會想辦法干他；所以，人生哲學裡面有「低調」一說。

最後，寫幾句心靈雞湯：

偶爾以娛樂為主的打籃球鍛煉身體、或練練瑜伽、跑跑小步等行為是延緩熵增的合理途徑，是上帝允許的。適度的滾滾床單，生個寶寶也是延續熵恆的根本途徑，孟子云「食色性也」（生命的求存和繁衍）也就是基於此。