宇宙之熵：生命的意義是什麼？

天體生物學家邁克爾?羅素（Michael Russell）曾說過：「生命的目的是氫化二氧化碳」。或如諾貝爾獎得主、生理學家聖捷爾吉?阿爾伯特（Albert Szent-Gy?rgyi）所言：「生命不過是一個電子尋找一個休息的地方」。

雖然這些格言可能沒有體現我們大多數人所追求的「生命意義」，但這些話的要點是：生物體最終依賴並促進宇宙熵增的趨勢。這似乎是反直覺的，因為生命本身就是高度有組織的，而熵是混亂程度的度量。但我們知道，複雜性與有序並不是一回事。每個生物體，只要通過活著和呼吸，都會增加宇宙的熵。

試想下一個來自太陽、充滿了有用能的光子，它可以被植物或微生物捕獲，它們利用光合作用把能量以糖的形式來存儲。但糖所含的能量要少於原來光子所含的有用能，其中一些能量因加熱植物和環境而耗散掉了。

像我們這樣的動物攝入這些糖，並利用其能量來產生ATP分子，即三磷酸腺苷。ATP就像一小塊能量包，可以被輸送到身體所需的部分。但與製造它的糖相比，ATP沒有那麼多的有用能，其中一些有用能用於驅動產生ATP所需的細胞機制。

人體肌肉中的蛋白質利用ATP中的能量來實現收縮，這樣人就可以拿起杠鈴或比薩。但不是所有ATP的有用能都會用於拿起比薩，和之前一樣，其中一些降解為噪音和熱量。

不僅如此，ATP的有用能也可用於修復受損的細胞或器官。當然，在這個過程中，ATP的有用能又會轉變成不那麼有用的能量。

這裡的模式是顯而易見的：在這一過程中的每一步，原始光子中的能量逐漸降低，熵增加，最後得到的是一個有組織的但略有溫度的植物、細胞和肌肉，以及一些高熵的紅外光被輻射到宇宙中。能量從有用轉換到無用，使得像我們一樣的生命能活著。

事實上，生命本身的出現可能是由於熵。早期地球擁有著充滿了有用能的低熵條件，如在海底的溫暖鹼性通口。雖然可能沒有簡單的化學反應可以利用這種能量，耗盡其有用性，並使熵增加。

然而，有更複雜的反應鏈可以完成這項工作。在恰當的情況下，適當的化學反應網路可能通過挖掘在其環境中的有用能，找到一種方法來維持自身。一些網路可能已經嵌入了分子膜，這是細胞壁的前身，然後從起始點脫離，成為第一個「活的」生物。也許這就是生命如何開始的：一個複雜的化學反應組合，弄清了如何挖掘原本難以獲得的有用能。

為什麼恆星會發光的原理也是相類似的。氫原子核擁有大量有用的低熵核能可以釋放，前提是讓它們融合在一起形成氦。但讓這種情況發生有著一個很大的能壘，核聚變很困難！然而，恆星的核心卻不可思議地進行著核聚變。所以就像生命一樣，恆星也因為整個宇宙的熵增而存在。

我們的太陽利用低熵的燃料源—氫原子核，將其轉化為較高熵的能量。生命將較高熵能量作為燃料源，並將其轉化成更高熵的能量。從真正意義上說，生命的目的就是繼續恆星的使命。

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