生命的演绎,是一种独特的存在形式,亦是人类对生命现象的深刻诠释。
在人类的发展历程中,我们始终面临着“有限的”生命的巨大困扰。自古以来,无数帝王将相寻求永生之道,却都未能如愿。即便是在科技进步的今天,我们依然未能突破生命的极限。我们常常疑惑,构成身体的原子看似是可以永恒的,那么生命为何不能?我试图从物理学的角度来探讨这个问题。
一个人的身体是由众多化学元素构成的,其中包括碳、氢、氧等元素以及一些微量元素。据估计,一个重70公斤的内包含了10^28个原子,这些原子都源自于天空中那些发光的恒星。
原子是构成物质的基本单位,它由质子、中子以及电子组成。质子和中子作为亚原子粒子,我们称之为重子,而电子则是基本粒子,不可再分,被称为轻子。原子的基本性质由其原子核中的质子数决定,不同的质子数形成了不同的元素,进而赋予了元素不同的化学和物理特性。
过去我们认为,虽然生命不是永恒的,但物质(质量)是永恒的。因为我们发现,无论物质经历多长时间,不论是被外界环境侵蚀还是发生任何化学反应,其反应生成物的质量都与参与反应的物质质量相等。这便是我们高中时期学习的物质守恒定理。
随着科学的发展,我们发现宇宙的守恒定律其实是能量守恒。不论是化学反应还是核反应,都会伴随着能量的转换和释放。原子(质子、中子、电子)并非永恒不变,而是能量的一种表现形式,它既可以被创造也可以被毁灭。在一个连原子都无法永生的宇宙中,谈及生命的永恒显得尤为不现实。
回溯到宇宙的起源,138亿年前,宇宙中尚不存在任何组成物质的基本要素。大约在10^-36秒,真空能量导致空间急剧膨胀,产生了大量高能基本粒子的物质和反物质对。在这个过程中,质子和中子等粒子被创造出来,并最终与电子结合形成了我们熟知的原子。经过漫长的物质演化,才诞生了恒星、行星、星系以及智慧生命。
虽然我们曾一度认为宇宙中的重子数是守恒的,但现在我们认识到重子的产生和消失是宇宙的常态。质子可以发生衰变,虽然其半衰期长得超出我们的想象,但终究不是永恒的。这意味着原子的死亡和新生是宇宙中的常态。
关于生命的永恒之谜,涉及到了生物学领域。科学家们对于生命为何不能像物质或原子那样拥有长时间的寿命仍无法给出终极答案。细胞的次数是有限的,的细胞每2.4年更新一代。尽管如此,生命的衰老和终结依然是自然界的法则之一。
热力学定律告诉我们,一个系统会从有序走向无序。沙子最终会被风吹散,高楼终会坍塌,生命体最终都将归于尘土。这也许就是生命的真谛所在,无论我们如何努力,都无法抵挡时间的熵增和生命的终结。