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  • 1 # 九維空間

    熱力學第二定律指的是孤立系統的熵(entropy)會一直增加。熵簡單地說就是無法利用的能量。

    而生命是一個耗散結構。所謂耗散結構,是指該系統需要外界不斷提供“負熵”來維持它的有序結構。也就是說,耗散結構和外界環境構成的整個系統的熵一直保持增加,符合熱力學第二定律。但是耗散結構本身需要不斷減小的熵來維持有序結構,那麼必然要讓外界的熵增加的更多,即:外界環境的熵增+耗散結構的熵減>0。具體過程就是耗散結構不斷地把熵輸出給外界環境,等效於耗散結構不斷地從外界環境吸收“負熵”。

    對於地球上的生命來說,“負熵”的主要來源就是太Sunny。太Sunny是比較純的可利用能量形式,本身的熵相對較小,它的代價就是恆星內部核反應會產生更多的熵,因此恆星本身符合熱力學第二定律,但可以輻射熵相對較小的光。地球上的植物和部分微生物可透過光合作用將Sunny轉化為化學能,這個過程植物和微生物會透過熱輻射,熱傳導,物質代謝等過程把熵輸出給地球環境,使環境的熵增加,同時維持自身的低熵狀態。動物這種耗散結構再吃掉植物,維持自身低熵的同時,把更多的熵透過新陳代謝給了外界環境。

    圖中就是“耗散結構”的提出者比利時物理學家普利高津,他透過這個發現獲得了1997年諾貝爾化學獎。

  • 2 # 鬼燈鍋有聲漫畫

    因為有RNA,在海底火山口的氣泡裡剛好有合適的溫度,就有生命的基本條件,形成了負熵。蛋白分子和DNA同時存在,讓生命既能夠進行化學反應有能夠自我複製,這種機率太低太低。所以科學家們有了最後的推論,生命是由既能進行化學反應,又能夠實現自我複製的RNA行成,也就是某些病毒的構成基礎。然後慢慢形成蛋白分子和DNA的分工,最終成為獨立的複雜細胞。

  • 3 # 航小北的日常科普

    所謂的熱力學第二定律,講的簡單一些,就是“有序”、“有用”的能量在各種各樣的物理化學生物過程之後變成了“無序”、“無用”的能量。

    所以說平白無故的虛空之中,一團混亂的粒子當然不能夠自動變得有序,但是問題是,地球不是一個封閉的系統,而是無時無刻不在接收來自太陽的有序能量。利用這樣的有序能量,地球上的一些物質能夠變得有序——生命也能夠因此而形成,當然了,在這個過程中,總體的熵還是增加的,但是區域性的熵則走向了相反的方向——就好像製冷空調一樣,你看到的是室內機吹出來冷空氣,但是你沒有看到室外機正在往外瘋狂吹著熱風。

    我舉個例子,比如說水車,就是利用滾滾流動的水,讓一部分水流獲得了更高的機械能,但是整個過程所有水的機械能是減小的——變成了摩擦的熱能,但是這不妨礙這一部分水流機械能的提高。而地球上的生命也是一樣,他們就是利用太陽無時無刻不在流入的大量能量,獲得了局部的有序。一旦太陽的能量消失了,那麼這樣的區域性有序就很難維持了。

  • 4 # 盤龍山大王

    自然界的總熵一直在增加,但是不妨礙機緣巧合之下區域性產生有序狀態,就像人創造一個東西一樣,大自然在無意識狀態下巧合造成了這一後果,代價就是區域性之外的系統無序度增加更多。

  • 5 # 搬磚協會中國總會

    地球上的生命恰好就有熵增減的功勞,地球某個面不斷陰陽交替,熵增熵減不斷起伏波動,讓地球地面不會一面極熱,一面極冷,熱涼交替之間讓有機反應更容易獲得中庸之道

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