持久以来 ， 人们都认为 ， 比拟于无序系统 ， 自组织系统不仅会更快地均衡能量梯度 ， 并且它们会尽可能快地这么做 。 一些模子运用最大化熵发生道理（maximum entropy production ， MEP）很好地展望了地球[4]、土星的卫星Titan[5]的天气系统 ， 以及溶液中晶体的发展[6] 。 但直到比来 ， MEP都还只是一个假设——没有机制或理论可以诠释 ， 为什么系统会趋势于这种状况 。 而经典的热力学对此也力所不及 ， 因为它只诠释封锁系统中的熵 ， 在封锁系统中没有能量的输入输出 。 经典热力学没有申明 ， 像生命体这样开放的非均衡系统应该发生几多熵 。

让系统发生熵的速度越来越快 ， 即最大化熵发生道理
在物理学中 ， 谈论天然选择就是在所有可能的状况中 ， 扣问天然选择的是哪一种状况 。
Roderick Dewar是理论物理学家和生态系统建模师 ， 在法国农业研究机构波尔多中间工作 ， 他相信本身已经跨越了这个障碍 。 信息论是一个数学分支 ， 可以从头表述热力学定律 ， 利用信息论 ， Dewar已经证实 ， 对于由很多彼此感化的元素构成的开放的、非均衡系统 ， 只要系统可以或许自由“选择”其状况 ， 且不受任何壮大的外力的干扰 ， 那么MEP会是最可能的行为模式[7] 。 无论系统的微不雅部门在做什么 ， MEP的大规模状况描述了系统微不雅部门的无数可能摆列中占比最多的环境 。
生物学中的天然选择也能以同样的体例进行 ， Dewar认为：在物理学中 ， 谈论天然选择就是在所有可能的状况中 ， 扣问天然选择的是哪一种状况 。 这是一个概率问题 。 “比拟于其他任何状况 ， 天然选择的状况可以或许以更多体例实现 。 固然生物学家不这么思虑问题 ， 但我想假设生物学中的天然选择也是以同样的体例进行的 ， 看看这会将我们带到哪里去 。 ”
标的目的物理系统中添加生命天然会增添熵的发生 。 比拟于无菌池或裸露的岩石 ， 一个布满浮游生物的水池或一片草地接收了更多的太阳能量 ， 是以会发生更多的熵 。 地球比火星或金星更高效地将太阳光改变为微波辐射 ， 与宇宙布景辐射更接近均衡 。 天然演替这类生态过程 ， 例如草原当作为丛林 ， 也会增添熵的发生 。
在进化的过程中 ， 生物体往往能更好地接收能量——想想我们人类这个物种 ， 他们现在利用了太阳光中约40％的能量 ， 同时在不竭地释放化石燃猜中的能量 ， 并将其转化为熵 。 但这些过程可否被诠释为MEP趋向的一部门 ， 而不是达尔文式的为了繁衍儿女的竞争？关头问题在于 ， 生物是否真的可以自由地达到MEP的状况 ， 或者天然选择是否确实是超出于这一过程之上的力量 。



熵和生物多样性在数学上是等价的 ， 这使得热带丛林当作为地球上熵最大的情况 。 | 图便来历：John Whitfield
“天然选择可能不是适者保存 ， 而是系统最可能的一种成果 。 ”——固然这种不雅点似乎很独特 ， 但Dewar就是这么认为的 。 比来 ， 他和同事们用MEP理论[8]证实 ， ATP合当作酶的布局和工作道理是可以展望的 ， 即作为细胞燃料的高效生当作器与作为能量梯度的高效均衡器是同样的工作 。
总的来说 ， Dewar想要证实 ， 最大水平捕捉能量 ， 或者将化学物质从一点转移到另一点的生物过程可以或许从统计力学的角度诠释 。 统计力学是物理学的一个范畴 ， 它诠释了可展望的行为若何从大量不成展望的元素中发生 。 Dewar说：“统计理论会说 ， 分子选择最大通量的状况是因为 ， 这是系统平分子摆列自身的最可能体例 ， 也许它们选择这种状况只是因为它是最可能的状况 。 ”与传统的进化论不雅点分歧 ， 这种方式许可人们对生物应该若何运作做出定量展望 。 Dewar说：“达尔文的天然选择理论是一个很难量化的假设 ， 它并没有真正给出数字 。 ”

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