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从热力学的角度看生命 何燮 （浙江大学 求是学院云峰学园，浙江 杭州 310058） 摘要：人们已经掌握了各种生命形式作为“生物”的许多共同特征，但我们仍然需要搞清我们通常概念上所说的生命具备什么根本的特征。通常来讲，生命就是“活”的东西，而非生命似乎都有一种自发“衰退”或“被破坏”的趋势。非生命的这种特性在热力学上被严格地表述为熵增加原理，即孤立系统的熵不减。然而，生命并不违反此原理，它能够通过与外界的物质能量交换使自身的熵稳定在较低水平，维持自身的组织结构。拥有最大生态系统的地球也是这样，通过与外界的能量交换维持着（还发展着）自身的高度组织，而这种高度组织的维持与发展与生命有很大的关系。生物体和包含全部生物及其所生存环境的地球的这种特性就是生命的本质特征。 关键词：生命；生物；热力学；熵；地球 ---------------------------------------------- HE Xie (Ziyun-Bifeng Academy, College of Seeking, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China) See life at the thermodynamic point of view. Abstract: People have mastered many common features of a variety of life forms as organisms, but we still need to make sure what the fundamental feature of life in our common sense is. Generally speaking, life is what is living, and non-life all seems to have a trend to “decay” or “break up” spontaneously. This characteristic of non-life is described strictly in thermodynamics as the principle of entropy increase, which says the entropy of an isolated system never decreases. However, life doesn’t go against this principle, it can stabilize its entropy at a low rate by exchanging matter and energy with the environment, to keep its organization and structure. The earth, which contains the biggest ecosystem, is the same. It keeps (and develops) its high grade of organization, and the keeping and developing of this high grade of organization is closely related to life. This characteristic of organisms and the earth, which contains all life and the environment it lives, is the fundamental feature of life. Key Words: life; organism; thermodynamics; entropy; the earth 生命在我们的生活中无处不在。人类认识、研究生命现象也有悠久的历史。特别是当19世纪初，人们把植物和动物放在一起研究，研究它们同时作为“生命”的共同特点以后，人们对于生命现象的认识愈加深刻[1]。本文希望从热力学的角度探索生命的本质特征，以进一步加深我们对于生命的认识。 著名物理学家埃尔温·薛定谔曾在他的名著《生命是什么》中指出生命现象是有物理学基础的，生命以“序”或“负熵”为生[2]。这与本文中的一些观点类似。然而《生命是什么》作为一个科普著作仅进行了简略的说明，本文将对这个问题进行详细探讨。另外，本文还从整个地球的角度，对这种观点进行了进一步的发展。 生命特征 生物学家认为生命具备以下特征[1]： 生长：生物将物质从环境中吸收到体内经过化学处理之后成为该生物的一部分，使生物的质量与体积增加。 繁殖和遗传：生物生长到一定程度能够分裂自身而形成两个生物，