动物活动的模式会使得动物尽可能轻易地在地球概况流动 。
不仅物理学家对此存在贰言 , 毫不奇异 , 很多生物学家也抵制这些殖平易近他们学科的诡计 。 已故的Ernst Mayr认为 , 生殖、天然选择和遗传等过程在物理学中没有等价性 , 也不克不及简化为物理定律 , 生物学应该被视为一门自力平等的科学[12] 。 尽管并非所有的生物学先贤都这么认为: Francis Crick写道 , 生物学的“最终方针”应该是用化学和物理[13]来诠释本身 。
哈佛大学的数学生物学家Lloyd Demetrius并不排斥物理 。 他采用了基于统计力学的方式 , 把生物体看成气体中的分子来看待 , 并引入了一个他称之为“进化熵”的量[14] 。 这在数学上等同于热力学熵 , 但它描述的是生物体滋生的春秋跨度 , 而不是物理上的紊乱度 。 Demetrius认为 , 在漫长的进化过程中 , 天然选择会增添这个量 , 因为可以或许在较长时候内滋生的生物体更长于应对有限的资本和不成展望的情况 。
但在Demetrius的模子中 , 进化熵并没有最大化 , 也不会跟着时候不成避免地增添 。 他说 , 热力学过程和天然选择之间存在底子的区别 , 只有在分子程度上 , 生物和物理选择才是一体的 。 任何更复杂的生命系统都受到不在纯粹物理系统中运作的力量的影响 。 Demetrius说:“在进化过程中 , 有近似于物理定律的工具 , 可是机制是完全分歧的 , 从分子到细胞和高档生物体 , 天然选择会包罗自我滋生 , 而在物理学中没有自我复制的环境 。 这就是生命体与非生命体的区别 。 ”
也许再过一百年 , 没有人会认为我们需要一套生物学理论和另一套物理学理论 。
然而 , 对于那些被自组织系统和生命系统之间的相似之处所震撼的物理学家来说 , 即使是这种区别也不像看上去那么较着 。 可是 , “生命和非生命之间存在持续同一体 , 两者之间的不同必需最小化 。 ” 澳大利亚国立大学的天文学家和天体生物学家Charles Lineweaver这样说 。
Lineweaver提出了一类系统 , 他称之为“far from equilibrium dissipative systems”(远离均衡态的耗散系统) , 此中包罗在维持自身处于有序、非均衡态的过程中会能量耗散的所有系统 , 例如星系、飓风以及动植物等 。 他认为 , 所有这些系统都有可能被描述为生命体 , 而且生命应该用热力学术语来界说 。 “作为一名物理学家 , 我正在寻找基于物理学的生命的界说 , 对此 , 生物学家的不雅点过于短浅了 。 ”
Lineweaver还认为自我滋生的问题现实上转移了我们的注重力 。 他说 , 认为生命必需在内部储存滋生指令是武断的 。 他指出 , 恒星的形当作依靠于前一代恒星释放元素并改变其情况的引力 。 一切都取决于情况中的能源和材料;信息存储在哪里则可有可无 。 Lineweaver说:“把生命的界说改变当作热力学 , 就像达尔文说:‘嘿 , 我们是另一种动物’一样 , 它消弭了生命的神秘感 。 ”

若是把生命背后的过程诠释为一种趋势于最大熵发生的趋向 , 那么星系和飓风可能被描述为有生命的系统 。 (A) 飓风戴安娜的三维云顶图像 , 它从三级风暴增强到四级风暴 。 (B) 类日恒星的多彩消亡 。 | 图片来历:(A) National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)出书 , NOAA中心藏书楼 (ID: spac0289, NOAA in Space Collection) 。 (B) NASA/ESA, and K. Noll (STScI); 称谢:The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)]
一百年前 , 生物学中最激烈的争论之一是关于“活力论”的——生物是否由与无生命物质不异的化学物质组成 , 它们是否由生物系统特有的“生命力”驱动 , 或者是否与无生命物体遵循不异的物理定律 。 一个宿世纪曩昔了 , 我们知道生命和无生命物体是由同样的物质组成的 , 并从命于不异的感化力 。 也许再过一百年 , 没有人会认为我们需要一套生物学理论和另一套物理学理论来诠释生命和物质系统 。
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