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这才是生命的目的:延续恒星生命

天体生物学家迈克尔·罗素(Michael Russell)曾说过:“生命的目的是氢化二氧化碳。”或如诺贝尔奖得主、生理学家圣捷尔吉·阿尔伯特(Albert Szent-Gyrgyi)所言:“生命不过是一个电子寻找一个休息的地方”。

虽然这些格言可能没有体现我们大多数人所追求的“生命意义”,但这些话的要点是:生物体最终依赖并促进宇宙熵增的趋势。

这似乎是反直觉的,因为生命本身就是高度有组织的,而熵是混乱程度的度量。但我们知道,复杂性与有序并不是一回事。每个生物体,只要通过活着和呼吸,都会增加宇宙的熵。

这才是生命的目的:延续恒星生命

试想下一个来自太阳、充满了有用能的光子,它可以被植物或微生物捕获,它们利用光合作用把能量以糖的形式来存储,但糖所含的能量要少于原来光子所含的有用能,其中一些能量因加热植物和环境而耗散掉了。

像我们这样的动物摄入这些糖,并利用其能量来产生ATP分子,即三磷酸腺苷。ATP就像一小块能量包,可以被输送到身体所需的部分,但与制造它的糖相比,ATP没有那么多的有用能,其中一些有用能用于驱动产生ATP所需的细胞机制。

人体肌肉中的蛋白质利用ATP中的能量来实现收缩,这样人就可以拿起杠铃或比萨,但不是所有ATP的有用能都会用于拿起比萨,和之前一样,其中一些降解为噪音和热量。

不仅如此,ATP的有用能也可用于修复受损的细胞或器官。当然,在这个过程中,ATP的有用能又会转变成不那么有用的能量。

这才是生命的目的:延续恒星生命

这里的模式是显而易见的:在这一过程中的每一步,原始光子中的能量逐渐降低,熵增加,最后得到的是一个有组织的但略有温度的植物、细胞和肌肉,以及一些高熵的红外光被辐射到宇宙中。能量从有用转换到无用,使得像我们一样的生命能活着。

事实上,生命本身的出现可能正是由于熵。早期地球拥有着充满了有用能的低熵条件,如在海底的温暖碱性通口。虽然可能没有简单的化学反应可以利用这种能量,耗尽其有用性,并使熵增加。

然而,有更复杂的反应链可以完成这项工作。在恰当的情况下,适当的化学反应网络可能通过挖掘在其环境中的有用能,找到一种方法来维持自身。一些网络可能已经嵌入了分子膜,这是细胞壁的前身,然后从起始点脱离,成为第一个“活的”生物。

也许这就是生命如何开始的:一个复杂的化学反应组合,弄清了如何挖掘原本难以获得的有用能。

这才是生命的目的:延续恒星生命

为什么恒星会发光的原理也是相类似的。氢原子核拥有大量有用的低熵核能可以释放,前提是让它们融合在一起形成氦。

但让这种情况发生有着一个很大的能垒,核聚变很困难!然而,恒星的核心却不可思议地进行着核聚变,所以就像生命一样,恒星也因为整个宇宙的熵增而存在。

我们的太阳利用低熵的燃料源—氢原子核,将其转化为较高熵的能量。生命将较高熵能量作为燃料源,并将其转化成更高熵的能量。

从真正意义上说,生命的目的就是继续恒星的使命。

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