生命是熵增結果？新奇卻引人深思的觀點

美國物理學家傑瑞米・英格蘭提出了一個有趣的觀點，他認為生命可能是熵增的結果。

熵是衡量一個系統混亂程度的指標。當某物處於高熵（即高度混亂）狀態時，即便你隨意調換系統中的組成部分，整體看起來也幾乎沒什麼不同。然而，宇宙中存在像生命這樣處於低熵狀態的事物。這乍看之下似乎違反了熱力學第二定律（即在一個封閉系統中，熵總是增加的，也就是萬物趨向於混亂），但實際並非如此。生命並未違反這一定律，因為它從環境中汲取能量，透過消耗能量來暫時降低自身的熵。就好比你花費力氣把雪堆成雪人，創造出短暫的秩序，但最終熵還是會讓雪人重新回歸混亂。當把整個系統（包括生命的能量來源以及生命消耗的熱量）都考慮進去時，整個系統仍舊是趨向於熵增的。

宇宙的這一統計規律最早是由魯道夫・克勞修斯發現的。他注意到熱量總是從高溫物體流向低溫物體，而不會反向流動。根據英格蘭的說法，生命以及類似生命的結構可能會在複雜、混亂的環境中產生，其方式是能更好地將熱量散發到環境中。換句話說，生命和類似生命的結構之所以出現，是因為熵增，因為它們具備散發熱量的能力。

在一篇論文中，英格蘭模擬了一個由25種不同濃度化學物質組成的複雜混合液，並對該系統施加不同程度的能量，以「促使」化學反應發生，就像陽光能引發大氣中臭氧的產生一樣（這都要感謝熵）。英格蘭和共同作者喬丹・M・霍洛維茨在論文中寫道：「正如先前理論研究所預測的，我們的核心發現是，這樣一個系統的動力學穩定行為確實傾向於表現出對外部驅動的精細調適。換句話說，系統的長期行為會更多地呈現出那些在整個可能性空間中隨機均勻抽樣時只有很小機率出現的結果。」

有些混合液如預期般趨向於平衡狀態，但更極端的系統則經歷了「自發的精細調適」，它們重新排列成更複雜的結構，以便更好地應對複雜的環境並更好地散發熱量。

在第二篇論文中，研究團隊發現了更多「類似生命的分子集體行為模式」，以及「系統採用具有高於平衡態工作吸收速率結構的統計趨勢……，藉此維持系統對共振結構的非平衡偏倚的高度不可逆轉轉變得以發生，因為共振有助於它們從外部（能量來源）獲取更多的功。」

儘管這只是對生命的一種類比，遠遠無法複製生命的複雜性，而且該理論也存在爭議，還需要做更多的研究，但這些結果十分有趣，並暗示生命可能是物理定律作用的結果。如果這個觀點正確，那就意味著生命很可能在整個宇宙中普遍存在，就像在我們地球這樣的複雜系統中一樣。正如英格蘭在2014年接受《量子》雜誌採訪時所說：「你從一堆隨機的原子開始，只要給它足夠長時間的光照，最終出現一株植物也沒什麼好大驚小怪的。」