主题:自从达尔文以来的进化论的最重要进展 -- 心文连博
据我所知,好像没有人宣扬人类是进化的必然结果吧。相反,我一直的印象是,进化是盲目的,进化成什么样完全是随机的,等待大自然来进行选择。
热力学第二定律作用的前提是封闭系统,也就是系统内部不与外部进行能量交换。很自然,生物圈其实不能满足这个前提,也就无法说熵该增还是减。这个问题记得当时学习热力学第二定律时就讨论过,自组织现象在大自然中并不少见,例如鱼鳞状的云。
物理学同样研究作为物质存在的生物,根本没有任何矛盾,只不过研究的内容与方向更加“物理”罢了。
医学不发达的时候,原先生存条件没有现在好,结果很多遗传病人直接就被淘汰掉了,现在好,这些人都能靠着药物或者治疗生存下来并有后代。。。
人来有6000多种基因缺陷造成的遗传病,不知道以后几代下来,估计人人都会摊上一两种了。
选择的压力,其实还是很重要的
从无机到有机,这最最关键的第一步是怎么跨出的?因为什么原因造成的?大家都是碳水化合物,怎么差别就这么大呢?? 根据下面诸多大侠讨论的,智慧生命出现只是早晚的事情,但生命的出现是必然的么?
反映的是randomness,或者说uncertainty。用在热力学上指分子运动的随机性,用在生物学上指生物个体的随机性,倒并不是搞生物的从热力学那里生搬硬套过来的。
生物圈是由生物和其外部环境组成的,生物圈本身还有自己的外部环境,比如外层空间,地球内部等等,讨论生物圈的总熵无助于理解问题。
我认为最好是直接讨论生物本身和其外部环境,这样比较简单,生物本身来说,和外部环境相比,肯定是一个低熵状态(有序),生物进食,维持本身的低熵状态,排出排泄物,增加外部环境的熵(所以内部和外部加起来总熵增加了,能量消耗了,所以生命是一个耗散系统)。
生态系统包括生命和其外部环境两个部分,如果要讨论熵变和能量传递与进化的关系,不宜合在一起讨论。因为“进化”是对生命体本身而言的,而不是对生态系统而言。
生物体为维持本身的低熵状态,需要摄取外界有用的能量,并排出热量和排泄物,从而增加了外部环境的熵值,这个外部环境既包括生态系统中,生物体的外部环境,也包括生态系统外的环境。生物体的熵值在生活中降低了或者维持为常数,而外界系统的熵则增加了。要想降低外界系统的熵,唯一的方法就是向更外界的系统摄取有用能量并排放熵(太阳能之所以重要,就是如此)。
所以讨论整个生态系统的熵变,对生物学来说恐怕意义不大,不如把生物体和其外部环境分开讨论比较好。
还有这个“能量”也比较令人困惑,因为“热能”也是能量,但系统热能的增加则伴随着熵值的升高而不是降低。就像红字所标示的,最好是写成“有用的能量”。
这个“均衡态”的表述我觉得并不是什么令人惊异的新发现,自组织现象尤其是生命现象的出现本来就不否定总系统的均衡态趋势。
生命现象令人惊讶的地方是在于:处于不均衡态(用行话说,远离平衡态)的子系统(生物)竟然可以自发出现,不需要更高级的某种智慧(上帝)“刻画”出来。不令人惊讶的地方则在于:这种现象是决定性的,至少低级的自组织现象比如化学斑图,是完全可以由一些已知的动力学方程预言的,至于生命,同样如此,只不过,也许现在我们的科学水平还没有到那一步,还不了解全部必须的条件罢了。
这里的决定性,并不是说某种动物一定要长四条腿,决定性也是有档次的,跟系统的性质有关的。还以我专业涉及的一氧化氮化学斑图为例,出现的图样比如螺旋波,其波长决定于反应物压力和温度,但其出现的位置,就不一定了,跟具体的样品表面的粗糙度之类都有关系,这个在生命演化中,大概就可以类比为某些“偶然性因素”比如星星撞地球毁灭恐龙,之类。
我的专业是研究无机化学反应中的自组织现象,仅仅是一个简单的一氧化氮还原反应,却可以呈现出非常奇妙的自组织现象,仅仅决定于一些简单的化学反应法则。当系统符合一定的条件(压力,温度)时,这些现象可以再次出现,是决定性的。
类似的事情扩展到自然界来看,那么,我们的地球也许恰好某段时间是这样一个合适的系统,能够有利于产生自组织。但这并不表示孤立的看,地球就一定能产生生命,某些外部事件(比如月球轨道改变撞击地球,或者太阳活动增加烧毁地球)完全有可能改变地球,所以说说“生命的产生是必然的”感觉并不严谨,应该加上“在一定的条件下”
看到你对三鹿那里的回帖:/article/1790703,让我再看你的任何帖时出现注意力不集中的现象,请原谅。
塑料能加到婴儿奶粉里面,奇迹啊
您还是另开一贴吧,我到时给你献花,等你好文了。
觉得idea比较有趣,但离“重大进展”还有相当的距离。文章主要描述的,是通过热力学二定理的一种运动微分方程的表达方式(这个是文章的第二作者在之前另一篇论文里提出的),来推导出一个开放的生物系统中能量沿最陡的熵增路径而转移并达到与环境相关的稳定态。
从文章讨论部分的一些引用看,这个观点也不算很新了,只是推导的方式不同。主要卖点还是进一步支持那个运动微分方程的表达式。就生物学角度看,在没有具体生物数据,至少是模拟数据支持之前,只能算是一种待证的假设。
说到“负作用”嘛,我克服一下,你以往的所有帖子大家都看过,我就不说什么了。