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  • 1 # 小西

    能夠獨立完成生命活動的系統叫做生命系統。由大到小依次為生物圈、生態系統、群落、種群、個體、(消化、呼吸、迴圈等)系統、器官、組織、細胞。但單細胞生物不具有系統、器官、組織層次,細胞即是個體;植物是由根、莖、葉、花、果實和種子六大器官直接構成的,因此沒有(消化、呼吸、迴圈等)系統層次;病毒是生物,但不是生命系統。

  • 2 # 使用者4405239983444


    應該屬於生命系統的一部分.生命系統包括細胞、組織、器官、系統、個體、種群、生物群落、生態系統、生物圈。其中生物群落是指生活在一定區域的全部生物,而生態系統是指一定區域的全部生物和它們生活的無機環境作用的統一整體。所以生活環境應該包含在生態系統裡。

  • 3 # 科學剃刀

    warning:文很長,如果你有足夠的閒心完成這次思維之旅,對這個有點傷的字-“熵”肯定會有全新的認知。建議:睡前閱讀,讀完神遊宇宙

    “熵總是增加的法則,我認為,在自然法則中佔據著最高的地位。-亞瑟·愛丁頓

    一個生命有機體是在不斷地增加著熵,並趨於熵為極大值的狀態,那就是死亡,要擺脫死亡,就是說要活著,唯一的辦法就是從環境中不斷的汲取負熵,這樣它才能維持自身的生存狀態,避免退化到無序的死亡狀態。這一過程說明“生物賴以負熵為生”。—薛定諤

    “生命,思想和人類奮鬥的最終目的:部署能量和資訊,以反擊熵浪,開闢有益秩序的庇護所。” —史蒂芬·平克

    “生物為了生存而作的一般鬥爭,既不是為了物質,也不是為了能量,而是為了熵而鬥爭。” —斯忒藩.玻耳茲曼

    我們對熵的印象

    理解熵對我們很重要!

    關於熵,可能你已經很多次聽過雞蛋與破碎的雞蛋、杯子與破碎的杯子、沙堡與沙子這些例子,用來向你解釋規則與混亂,有序與無序,你是否開始形成這樣一種印象:熵意味著、對應著混亂無序,一個系統要是“沒人管”,就會限入無序中,果真如此嗎?

    10米高的小球與地面上的小球、鐵球與鐵餅誰的熵更低、誰的熵又更高呢?

    熵和熵增是一回事嗎?

    只有真正理解了熵這一重要概念,你才能真正找到上面這些問題的答案,也會對熵與人類、宇宙的關係,對宇宙是否終結於熵寂,有更加客觀準確的認識。

    為此,我們必須從標準的理論而非比喻式的解釋開始。

    到底何為熵?

    正因如此,將熱力學第二定律或熵增理論推廣應用於宇宙學、生物學等方面所得出的結論並未在科學家之間形成共識。

    熵是最早由德國物理學家克勞修斯在研究平衡態熱力學而引出的概念,因此也被稱作克勞修斯“相對熵”。

    相對熵(它還有另一個名字”熵增“)

    它是從克勞修斯不等式出發推匯出的熱力學第二定律數學形式。

    如上式,相對熵,即熵增,定義為:熱力學系統,從一個平衡態經過一個可逆熱力學過程,到達另一個平衡態,該過程中系統吸收或者放出的熱量Q與溫度T之比的總和。

    一頭霧水?其實沒那麼玄乎

    上面的公式是熵增的微分形式,當一個熱機工作在完全的可逆過程中(就是無限慢、無限蝸牛式工作,全程與外界的溫差近乎為0的情況下),公式取等號。

    當dQ取0時(系統工作在絕熱過程,也是理想化的,怎可能)熵增就等於0。實際情況下,“孤立系統熵增總是大於0”就是這樣來的。

    熵增定理深刻提示了自然界中自發過程的不可逆性和單向性,那就是dS總是大於0,講的通俗點就是:啥機器工作都會有熱耗散,這個你在生活中肯定有所體會。

    熵增,本質的本質到底是什麼?

    為什麼一部分能量總是要變成熱耗散掉?封閉系統的熵為什麼總是增加?

    1865年熵提出時,當時的科學對構成物質的微觀粒子原子、分子的認識才剛剛開始,熱力學只能以宏觀去研究宏觀。

    今天我們知道熱是微觀粒子的隨機運動(分子、原子的平移、旋轉和振動)的宏觀表現,熱不能100%的變成功,其本質是具有特定能量的熱系統不可能按照預想的某一方向傳遞自身的動能,微觀粒子動能的傳遞是無方向或全向的,它會與所有一切接觸(力相互作用)的微觀粒子發生傳遞。

    以內燃機活塞為例,燃燒的氣體或試圖與構成氣缸的所有微觀粒子發生動能的傳遞,因此推動活塞連桿運動的這部分能量就不可能是百分之百,而那些傳遞給氣缸、空氣的動能會以所謂的廢熱這種宏觀表現形式表現出來。

    熵增原理表明了微觀粒子總是趨向於將自身的動能傳遞給所有與之接觸的粒子而不會有所區分,也就是說能量傳遞在粒子之間人人平等。

    更進一步

    由於熱力學不從物質的微觀結構考慮問題,它的出發點及結論是從宏觀到宏觀,整個研究過程都只涉及物質系統所表現出來的宏觀性質,而不進入到微觀領域,對於我們理解熵的微觀意義是很困難的。

    在這裡,克勞修斯熵即熵增描述的是一個系統的變化量,而並不能反映系統的微觀屬性

    為了更好地理解熵這個概念,更進一步,我們有請統計物理出場。

    統計物理與熱力學都是研究與熱現象有關的學科,但統計物理認為物質的宏觀熱力學性質必然與構成系統的大量微觀粒子的行為有關,是大量粒子行為的統計規律性的體現,它成為了系統宏觀與微觀的橋樑,也被稱為熱現象的微觀理論。

    絕對熵

    這是統計物理學所定義的概念,也用S表示。

    如上式,由玻耳茲曼提出,其定義的是熵的絕對值,被稱為玻耳茲曼-普朗克熵,定義:熵就是一個熱力學系統處於平衡態下微觀狀態的數目。

    這裡的Ω歐米伽表示的就是一個宏觀系統的微觀狀態數。

    為了與熵的熱力學定義一致,統計物理定義的熵值為系統平衡態的微觀狀態數目Ω去對數再乘以波爾茲曼常數。

    現在好了,很自然的,理解熵就變成了理解什麼是宏觀系統的微觀狀態數。

    什麼是宏觀系統的微觀狀態數?

    系統微觀態是統計物理中的重要概念,也是判斷熵值的重要依據,因為根據玻爾茲曼的觀點,系統微觀態的數目直接決定絕對熵的大小。

    那麼,何為系統微觀態?

    上面這個公式中是經典力學中用來表示單個粒子的狀態變數,也叫做粒子微觀態,包括位置q和動量P。

    r代表粒子的自由度,怎麼去理解?一個微觀粒子,它不僅具有平動的屬性,它還有自旋、振動,以最簡單的情況平動為例,那麼這個r就是等於3,也就是說它具有三個自由度(X軸、Y軸、Z軸)。

    系統微觀態就是大量粒子微觀態的綜合

    系統微觀態、粒子微觀態?啥玩意啊?別急!來,舉個例子你就知道了。

    如上圖,4個小球放在盒子裡,有5種分法(組合),看看對不對?

    這些小球要麼在左,要麼在右,這是一種簡化的方法向你解釋相關概念,此時小球作為粒子,其自由度就只有1(左或者右),每個小球的粒子微觀態也就2種(左或者右),都過4個小球不同的組合,就得到了不同種系統微觀態和5種不同的盒子宏觀狀態

    宏觀狀態a對應的系統微觀態數目為1。

    宏觀狀態b對應的系統微觀態數目為4。

    宏觀狀態c對應的系統微觀態數目為6。

    宏觀狀態d對應的系統微觀態數目為4。

    宏觀狀態e對應的系統微觀態數目為1。

    理解了嗎?差不多是吧,你肯定又冒出個問題,比如說宏觀狀態C,為啥它的6種系統微觀態可以視為一樣,從而對應的就是1種宏觀狀態呢?這個問題問得好,這背後是有原因的,接著往下看!

    1種宏觀狀態為什麼可以對應多種系統微觀態

    這2種假設條件是有真實的物理法則存在的!被稱做粒子的全同性和等機率原理。

    粒子的全同性即相同的粒子比如電子、質子、中子,此處與彼處的粒子無法區分。也就是說四個小球長的一模一樣,彼此可以互換。

    等機率原理是統計物理中最基本的假設,被稱為:當孤立系統處於平衡態時,各種可能的系統微觀態的出現機率相等。

    由於等機率原理和粒子的全同性,1種宏觀狀態可能對應很多種不同的微觀狀態,Ω歐米伽也可以換成W(熱力學機率),也就是說,系統微觀態的數目就是系統的熱力學機率

    繼續頭腦風暴一下,相信我,這對於進一步理解熵是必要的!

    想象一下,有100枚硬幣,每一枚對應一個套筒(這個套筒可以理解為統計物理中的能格),每次同時扔這100枚硬幣,會有什麼結果,當然,可以是40正、50負,或者58正、42負。。。。。。

    現在我們中二一點,扔它個1億次(神經了!),會發現什麼現象?

    毫無疑問,如果將50枚正、50枚負定義為一種特定的系統微觀態,那麼,因為在拋擲的可能結果中,這種結果出現的機率最大,次數最多,其擁有的不同的硬幣組合可能狀態(系統微觀態數目)可達十萬億億億次,因此其絕對熵最大,這種最大的熵在統計物理中也被稱作最可幾分布。

    也就是說,你隨便一扔,它出現50枚正、50枚負的結果最有可能,這個思維實驗對於你判斷任何一個物體的絕對熵顯得很方便。

    比如一個杯子,我把一堆二氧化矽分子在空間V中扔100億次,它自發的組成1個杯子的機率大一點還是組成一堆玻璃渣的機率大一點?

    再比如,把一堆合金的小塊用扔硬幣的方法在空間V中扔100億次,它自發組成1臺航空發動機的機率大一點還是組成一堆合金渣的機率大一點?

    當然,這種判斷絕對熵的方法只是一種比喻式判斷,以幫助你更容易的理解系統微觀態數目或熱力學機率這一核心的概念。

    有趣的是,你想知道扔多少次才會出現100枚都為正或100枚都為負都奇特情況嗎?答案是扔100萬億億億次以上才可能會出現1次。

    用統計物理中的熱力學機率去理解熵增

    絕對熵度量一個系統的熱力學機率,是機率就有大有小,而機率小的即使再小它也不為0,這個概念有點類似於量子理論中微觀粒子出現的機率,

    一方面作為一個孤立系統的自發過程,它的絕對熵肯定是會從熱力學機率小的狀態向熱力學機率大的方向發展,也就是從低熵狀態向高熵狀態發展,另一方面,理論上,也存在高熵狀態自發變為低熵狀態的可能性,只是這種可能性極小。

    以本文一開始提到的小球為例,0.1千克重的小球在地面的熱力學機率是10米高處的2.4*10的21次方倍,所以小球自發從低處到達高處的機率是其倒數(微乎其微),但也並也是完全沒有,這種現象在宏觀和微觀層面都會小機率發生,被玻爾茲曼稱為“漲落”,某種意義上你可以把量子隧穿效應看作是其表現的現象之一。

    這種雖然很小,但不為0的小機率事件,也給了科幻小學和電影以想象的空間。比如橫掃全球所有重量級獎項的經典科幻小說《海伯利安》、比如電影《信條》。

    更進一步,熵並非就是無序和混亂,事實上,自然界和宇宙中熵在增加到極大值之前,往往都會進入到一種有自組織和耗散結構形成的定態和穩恆態,比如BZ化學振盪、比如龍捲風、比如地球上的萬物。

    因為引力這種最特殊的基本力,宇宙中的恆星可以說是極特殊的存在,它們進入到了一種穩恆態,為地球持續帶來物質和能量,但它的熵卻是增加的,而因為引力,可以我們的宇宙因為缺少足夠的碰撞,將永遠不會進入到克勞修斯所提出的“熵寂”了。

  • 4 # 三個科學

    熵就是時間流逝的方向,也是一個體系混亂程度的度量。

    熵是大量微觀粒子運動的平均統計,對於少量粒子沒有意義。

    一個獨立的體系,當沒有外界輸入干涉的情況下,總體混亂程度是增加的。也就是說,一個獨立體系的熵,總是增加的。

    這也為時間指明瞭方向性,熵增加的方向就是時間流逝的方向。

    比如一棟樓比較有秩序,熵比較低。當這棟樓倒塌之後,混亂程度就增加了,也就是熵增加了,如果沒有外力的輸入,倒塌的樓不會自己重新站起來。

    十根筷子並排放在一起,看起來比較有序,熵比較低,當把這十根筷子丟到地上之後,這十根筷子排序就會散亂,也意味著熵的增加,沒有外力作用,也不可能恢復整齊。

    透過這種現象,可以判定時間的方向。比如影片中看到一棟倒塌的樓自己恢復原狀了,那肯定是影片倒放了,也就是時間反向流逝了。

    為什麼熵有這些特性,為什麼熵總是往增加的方向前進,目前還有待研究。

  • 5 # 華中小隱

    熵entropy,原本是熱工學概念,指熱量值。現在多用於傳播學或交流學Communication。對立的概念叫作冗餘redundancy。具體來說,在交流過程中,或者在小群體交流模式的課堂教學中,經常說到的,或者大家耳熟能詳的資訊,可以被稱作冗餘。而老師提出來的,學生未知的新知識、新概念、新圖式等等,可以叫做熵。事實上,不同學科,不同學歷,不同知識結構的人,熵和冗餘並不一樣。比方說,阿旃陀石窟,在美術學研究生那裡,是都知道的,因而就是冗餘。但在理科研究生那裡,極有可能是第一次聽說,於是就是熵了。中文修養較高而又能言善辯的人,在許多時候的演說中會使用成語典故。前提應該是聽者也知道這些成語典故。比如誇一個人的文章寫得好,可以說“洛陽紙貴”。這個洛陽紙貴就是冗餘,也就是說,冗餘是有用的和有效的。又比方說,一個人的文章寫得不好,也可以用成語“危厄梨棗”。但是問題來了!許多人並不知道危厄梨棗是什麼意思。這裡順便說明一下,以前雕版印刷的時候,通常使用梨木和棗木來雕刻。這個人的文章寫得爛透了,難道不是梨木和棗木遭殃了麼?當然,危厄梨棗成語,也可以在自謙自嘲的時候使用。鑑於大多數人不知道危厄梨棗,所以,大機率上,危厄梨棗屬於熵。一個好學上進的人,每天要獲取新知,每天要把大量的熵轉換成冗餘。我們的大中小學生,每天都在做這件事,複習和練習可以有效保障實現轉換。然而,有一個現實問題。如今不良野媒體多,網路上有許多騙人的假訊息,假新聞,片面的,過激的話語等等。您可別都當真,別都轉換成冗餘,在腦袋裡固定下來了!否則,長此以往,您就有一個傻斃了,蠢呆了的腦袋瓜子。經常有人在網上胡說八道,就是證明。這個現象在交流學上,叫做錯誤資訊和誤解,是需要及時消除和糾正的。

  • 6 # 明德閱讀

    人活著就是在對抗熵增定律,生命以負熵為生。——薛定諤

    首先什麼是熵呢?熵(Entropy),最早在1865年由德國物理學家克勞修斯提出,用以度量一個系統“內在的混亂程度”。我們可以理解為,系統中的無效能量。

    比如你花了100 J的能量把物體從A地拿到B地,這個過程中有很多能量並沒有被100%的轉化,而是有部分散失在了宇宙中。這部分能量不可逆,無法被再利用,且永遠在增加。

    什麼是熵增定律呢?熵增定律的定義:在一個孤立系統裡,如果沒有外力做功,其總混亂度(即熵)會不斷增大。因此我們就可以推出,恆星終將熄滅,生命終將消失,宇宙將變成一片死寂,淪為熵。這個狀態,也被稱為熱寂。由此可以看出這是個讓人感到絕望的定理,但是宇宙中的生命題一直都在努力對抗著熵增。

    生命如何實現對抗熵增,完成超越。

    熵增定律僅預示了宇宙終將歸於熱寂,生命也終將消失。那麼作為一個小的生命體,它如何左右著個人的屬性,發展方向;又是如何左右著家庭及國家的發展規律等等。從熵增的定義上來看,熵增有兩個必要條件:封閉系統+無外力做功。只要打破這兩個條件,我們就有可能實現熵減。

    那麼作為宇宙中的個體,可以採用的解決方式是,第一:主動做功。也就是積極獲取能量,人除了需要獲取食物能量外,還需要獲取精神能量,也就是知識思維眼界等等。

    第二:開放系統,使自己不在處於一個封閉的系統裡,有了和外界的交流和溝通,才會有新的資訊量。簡單的說對於個人而言,就是要積極走出去,去見識新的環境,例如旅行;去獲取更多的資訊,讀書上網等;結交更多的新朋友。這樣就使得你的系統不再是一個孤立的封閉的,而是不斷變換和開發的。

    最後有人可能覺得既然如此人活著還有什麼意義呢?其實人生的意義也是相對而言的,單純的對於宇宙而言,人類的存在確實沒有意義;但對於人類而言,你的存在就有意義。

  • 7 # 減水書生

    薛定諤的原話表述是:生命以負熵為生,或生命以負熵為食。

    接下來,我們對生命、熵、負熵以及宇宙這些玄而又玄的概念進行拆解。拆解完了,你也知道這句話到底是什麼意思了。

    可能比較燒腦,但不至於摸不著頭腦。既然“生命以負熵為生”,那我們也應該讓大腦多汲取一些負熵為食。

    先說生命,生命到底是什麼?

    有些事,看著簡單但想起來複雜,而解釋起來更是不知從何說起。所以,生命到底是什麼,你說不清楚,專家也說不清楚。那怎麼辦?大家只能搞比喻論證,只不過有一派叫科學,另一派叫宗教。

    我們把生命比喻為一座大廈,而建造大廈的鋼筋水泥和磚瓦木料,就是生命物質。

    製造生命的最基礎物質是氨基酸,接下來是蛋白質和DNA。

    1965年的時候,中國科學家成功合成了牛胰島素,這是蛋白質。2017年的時候,美國哥倫比亞大學成功合成了一個超長的DNA鏈,這是DNA。

    現在好了!建造大廈的鋼筋水泥和磚瓦木料,我們都準備齊全了。接下來就要問:用這些生命物質,我們能夠製造生命嗎?

    答案是還不能,至少只有生命物質,還不能。

    一個簡單的比方:一隻“落霞與孤鶩齊飛”的野鴨子,肯定是生命;但是你把它抓住、然後塞進烤爐,把它變成了一隻北京烤鴨,那它還是生命嗎?

    肯定不能這麼說吧。所以,用大廈來比喻生命,根本就沒有揭示出生命的本質,或者說還相去甚遠。這就叫引喻失義。所以,只能繼續搞比喻論證。

    日常生活的大廈高樓,太常見,既不復雜也沒逼格。所以,咱們就要用更有逼格的抽象概念,來搞比喻論證。看得著的高樓大廈,是零階喻體;抽象的科學概念,是二階或高階喻體。而之所以覺得燒腦,就是因為人家不玩低階而改玩高階了。

    PS:什麼是零階、什麼是高階?有錢真爽,這就是零階或一階智慧。這等同廢話,因為大家都知道。糞土當年萬戶侯、安貧也能樂道。這是雞湯,但比零階或一階更復雜,所以是二階或高階智慧。因為要解釋、要感悟、要升格,簡單說就要裝。而你只有明白了零階或一階的:有錢真爽,才能認識到二階的或高階的“安貧樂道”,逼格滿滿。

    再說,高階的熵和負熵。

    什麼叫熵?直接用薛定諤的舉的例子:

    比如你熔解一種固體,它熔化時所需要的熱量除以熔點溫度就是它的熵增加量。因此,從計算公式中我們就可以看出熵的單位是卡/攝氏度。

    所以,熵就是一種物理量,與速度、加速度一樣。速度,我能理解,就是有多快;加速度,我也能理解,就是速度越來越快。但是,熵,這個物理量要不知道是啥了。關於熵的公式,即熵=klnD,則更是讓人望而卻步。

    你能搞出一個物理公式,說明你數學足夠牛,但你能解釋它的物理含義嗎?因為我們普通人根本不管你的數學方程是個什麼東西,我們只問你的物理解釋。

    在解釋黑體輻射的時候,一幫科學家黔驢技窮了,死活搞不定。於是,普朗克出手。這個狠人不搞物理而搞數學,硬是根據實驗資料湊了一個方程,即E=hf。這個方程的確能夠精準描述黑體輻射中光的顏色分佈曲線。但,普朗克卻說不出這個公式到底啥意思,給不出物理解釋。

    所以,熵到底等於誰除以誰,我們不關心;我們關心的是:熵到底是什麼。你得用人話給解釋出來。

    我們大體上可以把熵解釋為無序的程度,越是無序,則熵增;越是有序,則熵減。

    但無序這個概念不夠嚴謹:你覺得屋子井井有條是有序、是低熵,那我這個邋遢人還覺得井井有條是無序、是高熵呢。事實判斷變成了價值判斷,你這還怎麼搞?所以,就要對無序進行精確定義。

    無序,精確一點兒的定義是:有多少中排列方式。

    一種組合是:一堆豆子排列得整整齊齊;另一種組合是:一對豆子撒的哪哪都是,而且它們還可以任性地滾來滾去。

    就是這兩種組合,哪一個排列方式更多?當然是後者,於是就可以說後者的熵比前者大。

    接著再舉一個例子,一杯冰塊和一杯水,到底哪一種組合的熵更大?看著一杯冰塊恣意混亂、一杯水“井然有序”,但這是在宏觀層面,具體到微觀層面,你要看水分子的排列方式。所以,一杯水的熵,要比一杯冰的熵更大。

    宇宙到底有沒有目標?宇宙中的物質到底有沒有目標?目標是個主觀意志或價值信念,所以只有人才有。但是,你怎麼解釋光的折射呢?

    一束光從空氣射入水中,肯定要發生折射。但是,光為什麼要折射呢?原因是:光在兩點之間走的軌跡,一定是所有路徑中最短的那一條。好了,問題也就清楚了。因為光在水中的速度要比光在空氣中的速度慢,所以光就儘量多在空氣中走、少在水中走,這樣的路徑才能最短。而折射恰恰是這麼發生的。

    於是,我們能不能說光也有目標呢?

    以此類比,其他物質或現象是不是也有目標?如果這個推論能成立,那麼我們是不是可以說:真實世界的物理過程總是在把某個物理量最大或最小化,而它們的目標就是搞最佳化呢?

    不管其他物質、物理量是怎麼想的,我們就看熵。既然光是有目標的,即走最短的路徑,那麼熵是不是也有目標。而熵的目標是什麼呢?

    這個目標,被熱力學第二定律個解釋了。熱力學第二定律有很多表述,我們只取一個,即:

    任何一個孤立系統裡,總體的混亂程度,只會增大不會變小,直到達到混亂的最大化,也就是熵一定要增大。

    從熱力學第二定律出發,我們只能推匯出悲觀的宇宙未來:所有的星星都會熄滅,所有秩序都會瓦解,所有的熱鬧都會消散,宇宙將變得毫無生氣。而這就是熱寂。

    所以,宇宙是有目標的,宇宙的目標就是熱寂。

    但是,宇宙從一個奇點變成一鍋熱粥,接著變成現在這樣五彩斑斕,你怎麼解釋?

    因為熱寂是宇宙的總目標,但宇宙還有次目標。這個次目標就是自組織。因為引力的存在,所以很多東西就聚集在一起。於是,恆星會發光、地球繞著太陽轉。這就是自組織。於是,引力把無序變得有序了,變成了現在這個五彩斑斕的宇宙。

    但是,引力能夠拒絕熵增、避免熱寂呢?

    答案是不能,因為引力導致的只是區域性自組織,只是實現了宇宙的次要目標。而這個區域性自組織卻在加劇總體的熵增,次要目標也在加速總體的目標。

    你用吸塵器把自己的房間打掃的一塵不染,但是吸塵器用的電是從哪裡來的?是從火電廠,火電廠燃燒了大量的煤炭,也就製造了更多的無序。所以,你的房間只是區域性的有序,而這種區域性的有序卻使用了能量,而能量加大了總體的無序。

    而生命也是這個道理。你維持了自己的自組織、自己的生命、自己的有序,但你要消耗食物,而這些食物恰恰因為你而變得無序。

    所以,薛定諤說“生命以負熵為食”,意思就是:一個動物想要活著,就要持續不斷地吃下去混亂度比較低、熵也比較低的食物,然後排洩出混亂度比較高、熵也比較高的糞便。

    熵增,是宇宙的總目的。所以,生命體無時無刻不在外界產生熵,也在體內製造熵。結果只能是不斷接近熵的最大值。而一旦到了這個最大值,生命體也就到了它的危險時刻,即死亡。

    那麼,該如何擺脫死亡呢?就是生命體不斷地從外界汲取負熵,這是唯一的辦法。而“有機體成功地在它的存活期間不斷地消除活著的時候不得不產生的全部的熵,這即是新陳代謝的本質”。

    我們到底該怎麼看待薛定諤關於生命的這個高階說法呢?

    人是有理性的,但理性是有侷限的。

    我們用盡理性,探索未知、汲取資訊。這是積極的負熵。但是,理性是有侷限的。吾生有崖而知無涯,“以有涯隨無涯,殆已”。宇宙卻在永不止息的熵增。

    所以,我們要保持一種敬畏、一種謙遜、一種不熱忱的執著。如果覺得這太過悲壯,那麼也可以狂妄地詼諧一番:薛定諤也只是搞了一個比喻論證,而已!

  • 8 # 張生全精彩歷史

    如果不熟悉物理的人,一定會從薛定諤這個中文化的名字中,認為這是個土生土長的華人。但事實上他可是大名鼎鼎的奧地利物理學家,量子力學的奠基人之一,而且還曾經獲得過諾貝爾物理學獎。

    特別是在他《生命是什麼》這本著作中,所提出的“生命以負熵為生,人活著的意義,就是不斷對抗熵增的過程”之論點,更是讓一些人生迷茫的人大徹大悟。

    (薛定諤)

    薛定諤所指的“熵”究竟是什麼,“生命以負熵為生”又有什麼意義呢?

    一、什麼是“熵”。

    按漢語的解釋,“熵”源自於熱力學第二定律,指一種系統的混亂程度,即在相對封閉的狀態下,事物總是從有序向無序轉化。這種混亂轉化是一定存在和增加的,所以熱力學第二定律就是熵增定理。

    簡單點說吧,你把每件物品擺放到正確的位置,房間弄得一塵不染,乾乾淨淨。但是在接下來的幾天裡,一些物品很快就會跑到錯誤的地方,房間也不再整潔,從起初的整齊變得混亂,而且如果不加以整理,將會不斷亂下去。所以“熵”就是無序和混亂的意思,“熵增”即混亂和無序會不斷增加。

    比如每個人都會死去,一切將化為烏有。構成人體的原子將散去,變為其它物體。但雖然最終歸零,我們還是要努力做更好的自己。

    這是因為,作為社會個體的我們,本質上也是周圍秩序和環境中的一個分子。社會秩序的穩定和繁榮,需要我們減少自身的熵能量。只有每個人共同努力,減少個體的影響,才能減少整個社會的混亂和無序,才會有摩天樓和城市,也才會有登月計劃等等。

    (學者王東嶽)

    二、“熵增定律”的本質。

    個人身上的“熵增”更加明顯。比如自律比懶散要痛苦,放棄比堅持要輕鬆,落後要比進步容易得多。很少有人能做嚴格自我管理,這也是成功和平淡人生的區別所在。

    大多數人沒有時間觀念,飲食隨心所欲,生活不規律,其工作和身體自然越來越差。而一些公司缺乏組織架構,機構臃腫管理混亂,員工們沒有紀律觀念,團隊效率和創新能力自然下降,最終經營難以為繼。再看有些國家,不思進取追求安樂,故步自封怠於開放學習,也會被世界所淘汰。而這些行為導致的結果都可以用“熵增定律”解釋。

    當你理解了“熵增定律”,你會發現它能幫你找出很多問題的根源。比如古代再興盛的王朝,其命運似乎都不會超過三百年,一個國家總會從強盛走向衰落,比如明朝、清朝末期的潰散。再有就是,個人在事業、家庭生活中的變故,都可以從“熵增定律”找到答案。

    為了更好的說明“熵增定律”,王東嶽曾給它重新取了個“遞弱代償”的名字。即世上萬物,生存強度都會呈現遞減態勢,一代比一代弱。為了保證衍存,就必須自己作出調整補償。這種遞減就是“熵增”,而調整和補償則是“負熵”。

    (薛定諤舊照)

    三、“負熵”對抗“熵增”。

    要想對抗“熵增”,實現對過去的超越,就要打破“熵增”的兩個必要條件:封閉系統和無外力做功。比如地球生命的起源,可能在45億年前,一個叫盧卡的單細胞偶然誕生後,透過吸收能量大量複製。但是宇宙中的熵總是增加的,所以盧卡的增殖減熵導致環境的惡化熵增。為了生存,盧卡只能進化,變為更高階的多細胞,以適應環境變化。於是,寒武紀生命大爆發才得以開啟。

    在進化減熵的過程中,生命一直在做三件事:一是努力保證能量供給,從單純的化學作用到光合作用和呼吸作用,進化到多細胞生物;二是努力開放系統,從固定不動到進化出遊動、爬行、行走和飛行能力;三是不斷變得更智慧,為了最低成本獲得更多進化能量,生命越來越聰明,從而能接受和分析更多資訊,減少更多熵的耗散。

    而人類要對抗“熵增”變化,也需要繼續向這方面發展。從歷史上看,人類處理資訊的能力一直不斷變強,世界也越來越開放,社會溝通越來越智慧。

    所以對於我們個人來說,提升生命質量和價值的重要前提,就是要不斷努力,和“熵增”抗爭。面對危機和問題,不能害怕困難和風險,聽之任之,而要積極做出改變,保持“生命以負熵為生”的人生積極態度。只有這樣,才能喚醒我們生命中最大的潛能,開啟一扇新的生機之門。

    (參考資料:《生命以負熵為食》等)

  • 9 # 惠舒旅社老闆

    就生命來說熵增就是走向死亡的過程,或者說死亡的因素逐漸增大,而負熵,即熵減就是保障生命存在的因素,比如吃飯,不吃飯就會餓死,而吃飯就能保證生命的存在。

  • 10 # 小虎有話說啊

    十根筷子並排放在一起,看起來比較有序,熵比較低,當把這十根筷子丟到地上之後,這十根筷子排序就會散亂,也意味著熵的增加,沒有外力作用,也不可能恢復整齊。那是因為目前人類的境界不夠,如果大多數人類可以做到自律修行的高階類佛教徒,那按照佛教裡主觀與客觀的關係,修行量變到質變後,就是開啟了熵減的過程,然後就是另一個宇宙層面了。

    熵是物質的混亂程度。在沒有外界干預的情況下,混亂程度是加劇的,因此有熵增原理。如果生命以負熵為生,生命過程是熵減,那麼是誰製造了熵減?一個無生命的、不斷熵增的星球,無緣無故在內部出現了熵減,根源在哪裡?是DNA分子?一個胚胎細胞透過熵減發育成生命個體,是誰製造或引導了熵減過程?是誰在指使DNA複製、轉錄、翻譯,使之“活”起來,富有生命,並不斷透過細胞分裂、分化,形成活體組織、器官、個體?總感覺有一股仙氣在催生這一切!

    熵:是描述宇宙無序程度的物理量。越無序,熵越大。 熵增:宇宙中沒有永動機,那麼一切運動的物體都將靜止。宇宙中所有物體都在分解,那麼最終都將分解成基本粒子。 生命體:全世界所有生物DNA有四種鹼基和脫氧核糖、磷酸組成。所以在一定長度內,DNA的合理組成就是有限度的(不合理的生不出開)。所以生命的誕生是由無序到有序的過程,即負熵。

    熵增就是走向混亂,負熵就是走向秩序。生命如無管理和干預,自然也會混亂到極點,就是死亡。透過自律人生,比如運動,健康飲食,穩定情緒,就是負熵。從而避免混亂,避免熵增。企業組織需要與時俱進,推進管理變革,走出組織舒適圈,才能抵消熵增,讓企業基業長青。

    熵增就是科學發展,物質豐富,慾望膨脹。熵減就是道家佛家和所涵蓋的一切西方哲學。熵增到寂滅是必然,只是時間長短,過程的混亂程度不同,而熵減就是能規律其混亂,延緩其寂滅。這是一切的定律和法則,只是在這一科學領域被發現而已。宇宙的自然規律在熵增,卻不知道生命的起源和本質就是熵減,只有熵減了,生命自身才會覺得身心舒暢,表面上看熵減需要花費時間和精力,似乎很痛苦,但真正去做了就會發現因為順應生命的本質,反而會有一種真正的舒心和長久的快樂,會掃除心裡的煩躁和疲累。

    熵增和熵減就是,陰和陽的關係,所謂孤陰不生,獨陽不長,物質和意識也是一對陰陽的關係,它不是靜止的,而是在不斷的變化和相互轉換的,因此就有了觀察與不觀察結果不一致的現象,所以順其自然,有所為而有所不為,方為無為。唯物和唯心也是這樣的一個關係

    人的壽命主要是來自於基因所決定!任何生物也一樣,基因讓你多長你就多長!人的生命還是受制於新陳代謝與功能老化,若是不退化,裡面什麼雜質都會被他排除,除非是重金屬!宇宙在幾百萬億億億年內不會導致所謂的熵增或熱寂!

    進化論說,生命是從無機到有機,從低維度到高維度。而這個過程必然是對抗熵增定律的,而知識的發現,記憶和傳播是高維度的,是有系統的,那麼,那些低層次的生命在既沒有外力作用,又無法使自己所處系統不孤立的情況下,怎麼完成逆熵增定律的事情?現代科學證明進化論是違背熵增定律的,因為採取違背熵增定律的行為本身依然是高維度的生命能做的,那些低層次的生命又怎樣做到呢?

    每天忙亂,把忙亂改成有序,自己熵減,對外是熵增,可我自己不痛苦啊?再說,進化是一步一步來的嗎?我們是智人的後代嗎?如果論據不對,論點成立嗎?這麼多概念,借來借去的用啊?能量不變,形式變,不是最後熱寂,是合久必分,分久必合。

    熵增代表的是從無序到有序,熵增到了一定能承受的極限就會重新歸入到無序。人類歷史不就是合久必分分久必合嗎,所有的天體不都是來自於無序的碰撞進行融合,形成了各類質量不同的存在麼,成為天體後就會有因為天體間的引力作用形成有序的軌跡和距離麼。宇宙熵增到恆星時代結束,再到中子星時代結束,再到黑洞時代結束,一切不就像短暫的人類文明一樣,無論怎麼演變,都逃不過毀滅又會迎來重生麼。

    關於生命有一個很嚴重的問題,這個生命是指的人的生命還是世界上連人一起所有的生命?如果只是人的生命,那麼分析的物件是否過於侷限以至於無法得出生命整體的普遍規律?關於更智慧,文章更多的是在說要好好學習培養批判性思維投入生產以獲取更好的生活吧?但是在未受到現代性影響的狩獵採集社會“進化”的速度明顯低於現代社會,人家幾千年來沒有更智慧照樣活的很幸福,還有一個很有意思的東西叫藝術,這種人類從生下來就有的屬性如何用智慧來解釋?

    一個未曾接受教育的孩子拿起畫筆照樣可以完成一幅畫,沒有畫筆他也可以用手指在沙灘上畫出畫或做個小雕塑,而且人家畫畫所需要消耗的能量比“更智慧的”藝考生還要少,這又該怎麼解釋?如果你覺得現代人總體是進步於“原始人”的,所以即使現代的孩子沒有知識也是更“智慧”的,好嘞,你會發現史前藝術和現代藝術有很大的相似性。如果你認為只有能賣出天價的作品才是藝術作品,而孩子無法創作出來,好嘞,慢走不送。

    搬東西到高處,要消耗能量,說明高處勢能高。從高熵變成低熵,也要消耗能量,說明低熵比高熵的能量高。所以宇宙從低熵向高熵演變,那麼宇宙的能量在減少,所以熵理論違背能量守恆定律。起心動念,都是熵增。禪定是熵減,也是相對論,基礎代謝還在繼續。針對個人還是地球,不過是選個主體,針對個人和周邊更有操作意義吧!宇宙在熵增,你也沒有辦法,這就是佛祖說過的成住壞空,早晚都是寂靜涅槃!

  • 11 # 飛鴻吟

    凡人卻要去了解神仙的思維,這好比一隻螞蟻想了解精英人的思維一樣。螞蟻能推定出人的思維嗎?

    所以,我認為人應該幹好人的事,說好人的話,走好人的路。

    人,不要去把人力無所能及的東西,想當然地去人類化了。那樣不僅欺騙了人類,更傷害了上帝。

    還是那句話,遵循事物運動變化的規律言行吧,一切才會變得更加美好!

  • 12 # 海Z4353

    熵,是物質的熱焓係數值。以s表示。

    顧名思意,負熵,這個物質的熱焓熵質是負值!

    致於有沒有這種物質,不得而知?也許創造這一含義者知道吧!但願這位朋友不是現代版的愛因斯坦吧?說了盡是讓人聽不懂的話!

  • 13 # 南村群童701

    熱力學共有四個定律即第0定律到第三定律。其中第二定律為熵增定律。熵增定律是說熱力不斷增高就是包括吃飯之類的聚集熱力,然後不斷的散發。這個不斷增高,不斷散發是不可逆的。而生物,所有生物包括人在內的生物都是熱力聚集增高散發的過程。從生命誕生起,就是熵增。熱力不斷聚集可謂生命初期,聚多而散少;中期聚、散持平,達到均衡狀態;後期,熱力聚少而散多。熱力增高散盡,遂亡。熱力學第二定律即熵增定律被稱為人類發現的“最令人沮喪的定律”。其沮喪的核心點在於熵增不可逆!

  • 14 # 0老三兩0

    你問老薛為什麼會說“生命以負熵為生”?

    我答:因為老薛認為:“人活著就是在對抗熵增定律”。簡單地說,人若不進化,就會自動退化,人必須不斷地與不斷變壞的環境作鬥爭,才能生存,如果說熵增是自動變壞,負熵就是變壞的反面,就是阻止變壞,老薛這麼說,是想說明人類活動的目的和意義。

    我告訴你,熵是一個量詞,是專門表達某種混亂現象的混亂程度的,比方說女孩的房間男孩的耳機線,總會越來越亂,我們通常稱之為“熵局面”。

  • 15 # 四野的

    對普通人而言,“熵”的知識百度一下燒燒腦罷了,其意思簡單的很:你活一天,熵就負,歲數則增,反之亦可!這就如有人說:老子今天睜開眼又活多一天,也有人說;小弟命又少一天,“熵”如此而已!

  • 16 # 杜象應

    什麼是熵?何為“熵增定律”?

    熵:指“混亂度”,但必須在滿足兩個條件下實現的,一是封閉系統,二是外力不做功。

    “熵”在時間的流逝中,不斷地會讓事物變得越來越混亂,具體內容當然包括有生命的、非生命的,物質的和非物質的等等。

    “熵”是德國物理學家克勞修斯於1865年提出的,其目的僅是用來度量一個系統的“內在的混亂程度”。

    熵增定律:在一個孤立的系統裡,如果沒有外力做功的話,其內部的總“混亂度”會不斷地增大。

    揣摩一下,一個人一動不動,凡事由別人勞作供養,其內心是不是越來越亂乎。這還不算什麼大事,更重要的是你久不動、會生病,“熵增”讓你煩。

    由此可見,對於個人來說,處在一個開放的社會系統內就好。雖不存在著孤立感,但是那“熵”依然存在,所以說人生就是對抗“熵”增過程!

    固此,“生命以負熵為生”就是對的了,為什麼薛定諤要這樣說呢?

    負熵即減熵:一個人在封閉的和無任何外力做功的情況下,其“熵”只增不減,也就是說越來越混亂。想減“熵”,就必須進行人員交往,其交往過程中會有禮義等道德約束來控制“熵”增。

    事物本質的內部是混亂的,因為它是一個獨閉系統,當它遇到外力做功會變得有序發展。一棵獨立荒野,會枝散幹不直,而它生於叢林之中時,因環境改變而成形直、有活力。

    生命也一樣。大眾人為了形成社會穩定、秩序井然,就有必要頒佈相關約束條文,從而用來引導或規範人們的行為。

    “生命以負熵”由來:薛定諤,中文名,然而,他卻是一位奧地利物理學家、量子力學奠基人之一,曾獲諾貝爾物理學獎。

    他在《生命是什麼》的著作中提出了一論點,即“生命以負熵為生,人活著的意義,就是不斷對熵增的過程。”

    生命,是由無機質到有機質生長的過程。人活著時,細胞不斷增生或替換,而當人死亡時,生命原子又隨之消失,一切置零。

    所以,人生的生命維持過程實際上就是“熵”之遞減過程。對抗熵增,就是衝破封閉,允許別人做外功,自己也從中就一些好處,使生命得以延續。

    總之,薛定諤研究物理,知曉事物內部本質,再加外來力學調控,得出“生命以負熵為生”是正確的論點!

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