生命是熵的结果的奇怪（但吸引人的）想法

“你从随机的原子团开始，如果你用光照射它足够长的时间，你得到一株植物就不足为奇了。 ”

熵能成为生命背后的驱动力吗？

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地球上的生命最初是如何开始的仍然是一个巨大的问题——科学家们对生命是如何开始的有一些想法，也许在热液喷口附近，提供了发生化学反应所需的能量，最终形成了第一个生物体。有时，它被认为是一个不可能发生的事件，正确的化学物质混合物通过偶然和随机的碰撞而结合成生命。但如果这些反应的背后是物理学，引导生命的存在呢？

这是美国物理学家杰里米·英格兰提出的想法的一部分，他认为生命可能是熵的结果。

熵是系统混乱程度的度量。当某物处于高熵（或高无序）状态时，您可以切换系统的组件，结果几乎是一样的。

但在宇宙中，有些东西，比如生命，是以低熵状态存在的。这看起来似乎违反了热力学第二定律（封闭系统中的熵总是增加，或者一切都趋于无序），但事实并非如此。生命并不违反第二定律，因为它从环境中汲取能量，消耗能量是为了暂时降低自身的熵，就像你如何消耗能量将雪暂时推成雪人的形状并创造临时秩序，直到熵再次将其拉回混乱状态。当考虑到整个系统（包括生命的能源和生命消耗的热量）时，整个系统继续趋于熵。

这一宇宙统计定律首先由鲁道夫·克劳修斯发现，他注意到热量从较高温度的物体流向较低温度的物体，而不是相反。根据英格兰的说法，生命和类生命结构可能会以更好地将热量分配到环境的方式出现在复杂、混乱的环境中。换句话说，生命和类生命结构的出现是熵的结果，因为它具有分配热量的能力。

在一篇论文中，英格兰模拟了由 25 种不同浓度的化学物质组成的复杂汤，并向系统施加不同水平的能量，以“迫使”发生化学反应，就像阳光可以触发我们大气中臭氧的产生一样（谢谢，熵）。

“正如之前理论工作中所预期的那样，我们的主要发现是，这种系统的动力学稳定行为确实倾向于对外部驱动进行微调，”England 和合著者 Jordan M. Horowitz 在他们的论文中写道。 “换句话来说，系统的长期行为丰富了结果，而这些结果只有在对整个可能性空间进行随机和均匀采样时才能以很小的可能性观察到。”

虽然一些汤如预期走向平衡，但更极端的系统经历了“自发微调”，将自己重新排列成更复杂的结构，更好地应对复杂的环境并更好地分配热量。

在第二篇论文中，该团队发现了更多“集体分子行为的逼真模式”以及“系统采用高于平衡功吸收率的结构的统计趋势[...]，从而高度不可逆维持系统对共振结构的非平衡偏向的转变的发生是因为共振帮助它们从外部[能源]获得更多的功。”

尽管这是生命的类比，并且几乎无法复制其复杂性——该理论存在争议，并且一如既往地需要做更多的工作——但结果很有趣，并表明生命可能是物理定律的结果。如果正确的话，这表明生命可能在整个宇宙中无处不在，出现在像我们自己的星球这样的复杂系统中。

正如 2014 年 England 告诉《Quanta》杂志的那样：“你从随机的一团原子开始，如果你用光照射它足够长的时间，那么你得到一株植物就不足为奇了。”