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生物的出现与热力学第二定律并不相逆
——与饶毅教授教授商榷

作者：朱如曾
（中国科学院力学研究所）


　　今天收到微信朋友转来饶毅教授在北大2015年毕业典礼上作为教师代表所作
致辞（见附件）。

　　此致辞确实很简洁、精干和深刻，但是存在一点瑕疵：    

　　辞稿第二段的第一句话的前半句是“从物理学来说，无机的原子逆热力学第
二定律出现生物是奇迹”。这句话是明显错误的，会给学生们带来不必要的困扰。
解释如下：

　　热力学第二定律说的是对于封闭系统，其总的熵值只能增加不能减少。可是
无机原子演变为生物体，并不发生在一个封闭系统中，而是在开放的环境中发生
的。所以热力学第二定律不适用于无机原子演变为生物体的过程。后者也就谈不
上逆着还是顺着前者了。

　　当然你也可以说，无机原子演变为生物体总是在整个宇宙中发生的吧？整个
宇宙不是封闭的吗？不错，但是热力学第二定律说的是封闭系统的总熵只增不减，
并没有规定其中部分子系统的熵的增减规律。所以无机原子演变为生物体作为宇
宙间的无数种现象中的一种现象，不属热力学第二定律直接管辖。

　　那么，从物理上看，无机的原子究竟是逆着或顺着什么规律而发展出生物的
呢？回答是耗散结构理论！
　　耗散结构的概念，是由比利时物理化学家普里高津在长期研究非平衡态热力
学所取得成果的基础上，于1967年提出来的。结构一词泛指那些包含有大量结构
单元（原子、分子、细胞等）的复杂系统在空间、时间或功能上呈现出来的某种
宏观的有序行为。耗散结构一词强调能量耗散过程在建立和维持有序结构方面所
起的积极作用。生物的有序结构属于耗散结构的范畴。生物体的新陈代谢就是一
种典型的能量耗散过程。因此耗散结构理论从原则上为从物理－化学的原理出发
认识生物有序现象以及与之相关的生物进化现象开辟了一条途径。
　　因此普里高津在1977年获得诺贝尔化学奖。

　　说到这里，我想辞稿的那半句话应该以修改为“从物理学来说，无机的原子
按耗散结构理论组成生物是奇迹”为好吧？

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附件：

饶毅在北大2015年毕业典礼上作为教师代表所作致辞：


　　在祝福裹着告诫呼啸而来的毕业季，请原谅我不敢祝愿每一位毕业生都成功、
都幸福；因为历史不幸地记载着有人成功的代价是丧失良知，幸福的代价是损害
他人。


　　从物理学来说，无机的原子逆热力学第二定律出现生物是奇迹；

　　从生物学来说，按进化规律产生遗传信息指导组装人类是奇迹。

　　超越化学反应结果的每一位毕业生都是值得珍惜的奇迹；

　　超越动物欲望总和的每一位毕业生都应做自己尊重的人。

　　过去、现在、将来，能够完全知道个人行为和思想的只有自己；

　　世界很多文化借助宗教信仰来指导人们生活的信念和世俗行为；

　　而对无神论者——也就是中国大多数人——来说，自我尊重是重要的正道。


　　在你们加入社会后看到各种离奇现象，知道自己更多弱点和缺陷，可能还遇
到大灾小难后，如何在诱惑和艰难中保持人性的尊严、赢得自己的尊重并非易事，
但却很值得。

　　这不是：

　　自恋、自大、自负、自夸、自欺、自闭、自缚、自怜；

　　而是：

　　自信、自豪、自量、自知、自省、自赎、自勉、自强。

　　自尊支撑自由的精神、自主的工作、自在的生活。



　　我祝愿：

　　退休之日，你觉得职业中的自己值得尊重；

　　迟暮之年，你感到生活中的自己值得尊重。

　　不要问我如何做到，50年后返校时告诉母校你如何做到：在你所含全部原子
再度按热力学第二定律回归自然之前，它们

　　既经历过物性的神奇，

　　也产生过人性的可爱。

(XYS20160610)

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