從朱清時院士提到的“麥克斯韋妖”談生命的有序化

6月10日上午， 中國科學院院士、原南方科技大學校長朱清時在北京中醫藥大學西校區報告廳作了“用身體觀察真氣和氣脈”的演講， 講述了“如何用現代的科學語言來準確地講述真氣和經絡”， 並認為“中醫的真氣和經絡是可能存在的”。 這場講座在網路上引發了“真偽科學之爭”。

朱清時院士在講座中提到“麥克斯韋妖”， 先說一下這個麥克斯韋妖。 1871年物理學家麥克斯韋設計的一個頭腦實驗—麥克斯韋妖。 他假設了一個密閉的容器， 由一個沒有摩擦力的隔板分成AB兩部分， 隔板上有個由妖魔控制的閥門。

起初兩側溫度相同， 當高速分子由A向B運動或慢速分子由B向A運動時， 妖魔就打開閥門令其通過， 反之， 當高速分子由B向A運動或慢速分子由A向B運動時， 妖魔就關閉閥門。 久而久之， 高速分子都跑到了B區， 慢速分子都跑到了A區， 於是這個封閉系統的有序性大大增加， 而熵就大大減少了。 這只想像中的妖魔打破了“封閉系統的熵只能增加”的熱力學第二定律， 若它真的存在， 那我們就可以利用溫差對外做功了， 科學界將這類違背熱力學第二定律的熱機稱為“第二類永動機”。

不過， 後來的科學家發現， 即使找到了“麥克斯韋妖”， 但無一例外的這個封閉系統都參與了與外界的能量交換。 也就是說在更廣義上， 還是擺脫不了熱力學第二定律。

法國物理學家L.布裡淵（L.Brillouin）1956年發表《科學與資訊理論》專著， 從熱力學和生命等許多方面探討資訊理論， 把熱力學熵與資訊熵直接聯繫起來：由於容器是密閉的孤立系統， 妖處於絕對黑體中， 它是不可能看清任何東西的， 當然也就無法分辨分子運動的速度和方向，

系統只能繼續處於原來的平衡態中。 除非外面提供光亮， 它才有可能看清楚並正確控制閥門， 從而增加系統的有序性並使熵減少， 即熵減過程必須伴隨著能量的消耗。

朱清時院士說：真氣就是為生命把門的麥克斯韋妖。 現代生物學家認為：生命即複製和演變。

在最原始的生命形態中， “生物體”和“非生物體”之間的界限並不那麼清晰。 在很早期的無機物中產生了複製酶， 複製酶是一種具有自我複製能力的分子。

人們已通過計算資訊熵來尋求DNA組成方面的有序程度， 求出了60餘種生物中標誌DNA組成有序程度的指標。 計算結果的對比表明， 脊椎動物中的DNA指標一般高於低等有機體， 這與生物學的進化觀點一致。

1871年， 達爾文在一封信裡這樣寫道：“生命最早很可能在一個熱的小的池子裡面。 ”後來， 這個“熱的小池子”被稱做“原始湯”。 科學家們發現， 海底熱液帶出大量硫化物， 遇水冷卻後形成巨大的“黑煙囪”， 約350℃的含礦熱液從直徑約15釐米的煙囪中噴出， 與周圍海水混合後， 很快產生沉澱變為“黑煙”， 沉澱物主要由磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和銅-鐵硫化物組成。 黑煙囪噴出的礦液溫度可高達350℃， 並含有CH4、CN等有機分子， 為非生物有機合成， 如此環境可以滿足各類化學反應， 有利於原始生命的生存。

科學研究表明只有地球早期的環境才與此類似， 科學家預測生命的起源很可能就是從海底的黑煙囪開始的。

朱清時院士的主要觀點實際上是因為科學觀念而產生的問題

從朱清時院士關於意識產生於波函數坍縮再談雙縫干涉實驗

科學家預測生命的起源很可能就是從海底的黑煙囪開始的。

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