人生的意义──从热力学第二定律谈起 2002/10/29 熵 (entropy)：能量的乱度 <===>　能量的有序度 ◎ 热力学第二定律： ※ 不可能把热量从低温物体传到高温物体，而不产生其它变化 ※ 一个绝热系统内的能量乱度只会增加，不会减少 此即「熵增加原理」： 一个系统经绝热过程後，熵永不减少 ◎ 热力学第二定律暗示： 物质会尽一切可能介入热的作用(成为热机)，来增加自身的熵效率。 且，物质的排列方式有序度愈高，熵效率就愈高， 故物质有自动产生更复杂的有序排列的倾向。 物理上的例子： 恒星──万有引力便是热机的其中一个机制 星际气体为什麽会凝聚？因为万有引力。为什麽会有万有引力？没有更基本的解释。 然而，这说明了万有引力，与它所引起的热现象， 表现出的便是物质的热所倾向的流向 化学上的例子： 氧化作用(放出能量获得安定) 振动的分子，有许多机会和彼此碰撞，但为什麽不是单纯的弹开， 却结合彼此电子的轨域？因为它们想变到较低的物系能量。为什麽？ 因为电磁学和量子力学说明了结合的能量较低。 可是为什麽分子成为能量较低的化合物会更稳定？没有更基本的解释。 但这种倾向使化学反应合乎热力学第二定律。 生物上的例子： 原初生物生理作用的形成、生物的演化 地球上平均约有20度的气温，是宇宙中少见的温度。 0~70度之间是容许最多种化学反应的范围， 可是，有这样的环境容许复杂的化合作用发生，却不一定代表它们真的就这样发生。 然而，从原初的「汤」，产生了大型分子，例如一些酵素， 这些大型分子又自动聚在一起，而成为胞器级的原初生物， 最後这些胞器进行合作的化学反应，又形成了有膜的单细胞生物。 细胞的种类又分化，分化後进一步产生了更复杂的分工，而形成了多细胞生物， 多细胞生物又不断演化出功能更复杂的器官。为什麽？没有更基本的解释， 它只说明了生物的演化是合乎「物质的排列方式有序度愈高，熵效率就愈高， 故物质有自动产生更复杂的有序排列的倾向」这样的说法。 ◎ 生物的演化 化学反应的范围： ‧ 太阳核心的温度是 1500万度 ‧ 化学作用存在的范围是1000度以下 ‧ 生物的生理化学作用仅在0度到 70 度存在(因为酵素是大型分子) 利用更多的化学反应，是生物增加自身熵效率的手段 演化：植物──枝干更高、占地更广，以利用更多阳光 动物──增强觅食、消化能力 ‧生物能量塔、能量的传递──植物、草食动物、肉食动物， 每一层只能利用下一层能量的百分之十； 但当一层生物质体所包含的可用能量足够， 就确保上一层的掠食者出现 ‧能量塔为什麽没有第四层──因为，举例来说， 如果某种肉食动物有能力猎杀狮子，那麽牠一定更愿意把羚羊当成肉的来源 ──能量来源的种类数决定能量塔的层数 ‧能量塔愈上层的生物消化系统效率愈低， 繁殖力也更差──愈高级的生物愈有熵效率。 为了确保最多的能量被消耗，生物圈会演化出够多层次的能量传递； 生物本身则会演化出更复杂的消化系统。 生物的耗能着重的不在能量利用的效率，而在熵效率， 这可以说明生物圈顶端的生物为什麽食量大，却繁殖得很慢。 人脑是终极的生物热机： ‧脑是够造最复杂的器官，内有最复杂的化学反应。而人类有功能最多的脑。 ‧人的体热有90% 是从脖子以上散逸。算数学一个上午， 可以消化掉一大碗牛肉面，但人连一公尺都没有移动。 ◎ 文明的演化 文明是一个庞大的热机。在人类愈有组织的集体活动里， 就有愈大量的有序能量被变成废热 ──农、工、商业、政治、艺文活动都可以视为一种热在流动，且乱度增加的现象。 ‧农、工(矿)、商业的能量塔： a.农业革命──使人类成为可以支配能量的物种 (植物：等能量来 动物：自己找能量 现代人：自己制造能量) b.工业革命──促成能源革命(从此人类的熵效率大幅上昇)、使农业规模扩大、 配销使农产品被利用量大增 c.资讯革命──将工业革命造成的一切热流动再倍增 ‧工业革命、资讯革命──每一层的出现都使下一层的热流动规模扩大 ◎ 发现与创造是为了增加人类的熵效率 ‧农、工、商革命皆与科学新发现有关：人类介入新的物理作用 ‧农、工、商革命皆造成了国家，或由国家主持。 国家：动员力的来源──大规模的有序活动。 ◎ 文明演化与生物演化的类似性： 追求更复杂的热机机制、更多层次的能量传递 ◎ 结语：人类拥有创造力，其背後的目的(动力) 生物的演化或新科技的发明，都发生於偶然，但背後却基於一个恒常的秩序； 演化倾向於使生物介入更多自然界的活动，来增加生物体所消耗的能量。 同样的动力，则促进了人类发现更新、更基本的科学定律，以提供更多能源， 并发展更复杂的分工来消耗这些能源。 因此，我明白到，不论是我们身上生理的化学作用，或抽象的思维创造， 背後竟是由如此单纯的秩序所支撑；这个秩序就是能量在物质间传递的秩序。 万物皆根据它而欣欣向荣、不断开创新的生机；而我们正是其中最活跃， 也最与万物生息相通的一环。 也许这样的解释简单得有点荒谬，但是， 当我们在过度复杂的人文环境中迷失自己的时候，它能给我们的启示是： 我们只需要反求诸己、聆听自己心里的声音，透过恢复与自己的对话， 一切的问题便会逐渐明朗起来。因为，我们自身便是宇宙秩序的一种显现。 (欢迎转录‧作者保留删修权) -- 虚无主义者是牢笼外的，但是那儿没有地板。 -- ☆ [Origin:椰林风情] [From: 61-228-79-69.hinet-ip.hinet] [Login: **] [Post: **]