“人吃五谷雜糧,孰能無病”,這一說法蘊(yùn)藏著深刻的道理。為了生存繁衍,人需要攝入能量。能量來自“五谷雜糧”。從最基本的角度,包括人在內(nèi)的生命體可被界定為能自我復(fù)制的耗能“結(jié)構(gòu)”(Self-replicating dissipative structures)。人通過代謝“五谷雜糧”產(chǎn)生能量,能量被用于生長(zhǎng)、生存和繁衍。能量代謝是最基本的生命過程,“活著”就必須進(jìn)行能量代謝。在能量代謝過程中,熵(Entropy)就產(chǎn)生了[1]。
在物理學(xué)領(lǐng)域,用“熵”來描述系統(tǒng)的混亂/無序程度。若沒有外力做功,一個(gè)孤立系統(tǒng)的熵就會(huì)增加(熵增),這是熱力學(xué)第二定律(Second law of thermodynamics)的基本內(nèi)涵,該定律也被稱為熵增定律。熵增定律是宇宙的基本定律,適用于一切無生命的物體。熵增持續(xù)進(jìn)行,不會(huì)停止。當(dāng)熵達(dá)到最大值(混亂/無序的極值)時(shí),系統(tǒng)被毀滅[1-2]。
1944年,薛定諤(Schrodinger)在《什么是生命》(What is Life)一書中,將熵增定律引入了對(duì)生命的解釋[3]。熵增定律適用于包括人在內(nèi)的所有生命體。人體是一個(gè)開放的熱力學(xué)系統(tǒng),為了生長(zhǎng)、生存和繁衍,人必須不斷持續(xù)攝入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并通過代謝產(chǎn)生能量。生命是獲取和運(yùn)用能量的過程。人活一口“氣”,“氣”就是能量流。能量被用于各系統(tǒng)、器官、組織和細(xì)胞的有序工作。有序是生長(zhǎng)、生存和繁衍的保障。在能量“流動(dòng)”的過程中,必然伴隨熵的增加。表現(xiàn)在分子層面的無序(Molecular disorder)是分子熵(Molecular entropy),表現(xiàn)在細(xì)胞層面的無序是細(xì)胞熵(Cellular entropy)。人是多細(xì)胞生命體,需要多細(xì)胞的有序合作,熵增擾亂這種合作。熵增到一定程度就會(huì)引起疾病,乃至摧毀生命[1-2]。
參考文獻(xiàn)
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[3]Schrdinger E,Penrose R.What is Life[M].Cambridge:Cambridge University Press,2012.
(作者:于永利)