李周

給學(xué)生講細(xì)胞呼吸氧化分解葡萄糖釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，少部分合成ATP（腺苷三磷酸）供給生命活動(dòng)。經(jīng)過計(jì)算，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率為40%左右，無氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率為31%左右，看似都不太高。然而，人類制造的內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率，大約是25%。

同樣是氧化分解有機(jī)物釋放能量，得益于細(xì)胞呼吸的能量是逐步釋放的，能量轉(zhuǎn)換效率實(shí)際上已超過能量一下子劇烈釋放的內(nèi)燃機(jī)。這讓我想起英國哲學(xué)家洛克的一句名言：“想要學(xué)到很多東西的訣竅，就是一下子不要學(xué)很多?！?/p>

那么，能量的轉(zhuǎn)換效率為何都如此之低？是否能達(dá)到100%呢？熱力學(xué)第二定律告訴我們，這是不可能的，沒有任何一種過程的能量轉(zhuǎn)換效率是100%。熱力學(xué)第二定律又稱熵增定律，除了上述的表述形式外，也可表述為：在封閉系統(tǒng)中，隨著時(shí)間的推移無序性將增加，即熵增。

這個(gè)定律揭示了一種單向性，如熱量總是自發(fā)地從溫度高的區(qū)域傳遞到溫度低的區(qū)域而不能反過來。把一塊方糖放入水中，方糖就會(huì)溶解，消失得無影無蹤，無法再自行變回原來的形狀；當(dāng)空氣被我們吸入體內(nèi)，氧氣便順著濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞，而細(xì)胞產(chǎn)生的二氧化碳同樣順著濃度梯度離開。此外，如果我們不打掃房間，一段時(shí)間之后房間會(huì)“自發(fā)”地變得越來越混亂，而不是井然有序；如果不逼迫自己，我們會(huì)“自發(fā)”地變得越來越懶惰，而不是勤奮刻苦。

作為一個(gè)物理學(xué)定律，熵增定律有著廣泛的解釋力，乃至如果把宇宙當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)，那么宇宙的最終命運(yùn)，也將是無序性的逐漸增加，耗散成為虛無的熱寂。阿西莫夫的科幻短篇《最后一個(gè)問題》便是圍繞這個(gè)主題展開的。

然而，我們也熟知這樣的事實(shí)，如生活在水中的硅藻可以利用溶解在水中的微量的硅化物制造自己絢麗精致的外殼；種子發(fā)芽后長成的幼苗可以通過光合作用將無機(jī)物制造成有機(jī)物，慢慢長成蒼天大樹；我們的細(xì)胞可以主動(dòng)地吸收需要的葡萄糖、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，即便是逆著濃度梯度……

這些現(xiàn)象貌似是逆著熵增定律的，其實(shí)不然，它們的共性是生命系統(tǒng)通過獲取能量，才得以維持系統(tǒng)的有序性，物理學(xué)家薛定諤稱之為“生命以負(fù)熵為生”。能量，在這些過程中發(fā)揮了決定性的作用。

正如植物體獲得了光能之后能建造自身，我們也是因?yàn)閺氖澄镏蝎@得了能量才能生長、發(fā)育、繁殖，進(jìn)而可以去學(xué)習(xí)、去工作、去創(chuàng)造。地球上的生態(tài)系統(tǒng)能保持穩(wěn)定，除了物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞，也依賴能量流動(dòng)。如果沒有能量，或者缺乏有效的能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，這一切都無從談起，乃至作為生命體的我們壓根不會(huì)存在，地球也將是一顆死氣沉沉的普通行星。

宇宙中并不缺少能量，單單離我們最近的恒星——太陽提供的太陽能于我們而言就幾乎是取之不盡用之不竭的存在?？墒俏ㄓ猩鼡碛心馨涯芰坑行мD(zhuǎn)換的機(jī)制，這也正是生命的偉大與神奇之處。然而，即便獲得了能量，我們也只能夠短暫地存在。我們想盡辦法延長生命的長度，但我們終歸沒有辦法永生。

迄今為止人類中能永生的不是人類個(gè)體，而是取自一名名為海拉的黑人婦女的細(xì)胞——海拉（Hela）細(xì)胞。海拉早已去世，但她的細(xì)胞在適宜條件下能無限分裂下去，如今正在世界各地的實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)著。可別忘了，這是癌細(xì)胞。至于生命個(gè)體，壽命可以延長，但我們終究難免一死。

所謂死亡，便是構(gòu)成我們的分子、原子，遵循著熱力學(xué)第二定律又回歸到了無機(jī)自然界中。那一刻來臨之時(shí)，我們反抗熵增的戰(zhàn)斗的一生宣告結(jié)束，熵達(dá)到了最大值，落葉歸根，塵歸塵，土歸土。

“人生代代無窮已，江月年年望相似”，天高地迥，宇宙無窮；“哀吾生之須臾，羨長江之無窮”，渺小的我們在宇宙無限的時(shí)空里甚至連如滄海一粟般存在一個(gè)瞬間都談不上。一方面，我們能汲取“負(fù)熵”構(gòu)建秩序，讓自己超脫于熱力學(xué)第二定律走向熱寂的悲涼命運(yùn)之外；另一方面，這種超脫卻是十分短暫的。

生死都是注定，生命存在的意義何在？我們該何去何從？