揭开生命的底层逻辑，是冷冰冰的物理定律（一）
01 生命和演化到底有没有规律？
有一个理论叫做“蝴蝶效应”，意思是亚马逊流域的蝴蝶拍拍翅膀，最终导致了美国的飓风。这个理论说明：即初始条件下微小的变化，也能产生巨大的影响。
蝴蝶效应让我曾经认为演化就是没规律，不可预测，所以那些所谓的规划都是瞎扯淡。确实，在复杂系统中，过多的因子以及因子与因子之间的复杂关系，让我们难以预知演化的方向。
如果演化思维就是这样，不会给我们带来什么好处，因为大部分普通人的行事准则，就是每天都在等待事情发生了结果以后，然后再去处理。如果你不想每天再这样下去，我认为你应该去了解这个演化思路。
如果你从演化的过程去探索，跟踪整个飓风的形成过程，你会发现里面的每一步都合情合理，而且符合物理规律。
本文将揭开生命的底层逻辑，或许你看完后心里是“哇凉哇凉”的，原来我们自己脑中的那点花花肠子，遵循的不过是冷冰冰的物理定律！
《揭开生命的底层逻辑，是冷冰冰的物理定律》分为三部分：
（一）、热力学第二定律
（二）、生命演化的第一性原理：构造定律
（三）、来自生命起源的感悟
02 生命演化不是“物竞天择，适者生存”那么简单
生命的演化遵循什么底层规律？
最容易想到的就是：“物竞天择，适者生存”。但是达尔文并没说过这样的话，这是中国近代启蒙思想家严复翻译过来的句子，原文来自英国著名学者赫胥黎的作品。
“物竞天择，适者生存”用词非常优美，也符合我们看到的一些常识，但用来解释演化的底层规律，还不够全面：这个我在《一个很重要、很高级的思维，你可能还没真正理解》中说到过。
一方面，演化的主题是“合作共生”，而不是“物竟”，我们总是关注到竞争中你死我活的残酷，但是大自然中合作共生的场景远远多于弱肉强食的场景。
大自然的合作共生无处不在
另一方面“适者生存”没那么严格，很多“无用”的东西，在演化中也并没有被淘汰而是生存了下来，在基因中，科学家发现了很多“搭便车”的情形，很多基因编码本身并没有什么实质作用，但是也在演化中留存了下来，例如一个不会动的、没有思维能力的洋葱的基因组数量是人类的 5 倍，爬行动物蝾螈的基因组数量则是人类的 10 倍，其中一定存在很多“搭便车”的废物基因。
所以，无论“物竞天择，适者生存”也好，还有前面提到的“蝴蝶效应”混沌理论也好，都是经验主义的下的产物，很难成为一种普世的，可预测事物的第一性原理。
相反，我们会仔细发现演化的规律也并不是不可捉摸的，我们知道草原、狼和食草动物就是一个生态系统，滥杀狼对草原是一种破坏，我们也都知道服用抗生素，会导致病毒产生抗药性变异。
这一切都在说明，演化有着自己的内在规律。
03 深奥的“热力学第二定律”
那么，生命的底层规律是什么？下面就要轮到深奥的“热力学第二定律”闪亮登场了。
高中学“热力学第二定律”时，只知道热力学第二定律就是：
热量会从温度高的系统流至温度低的系统
这似乎一点也不深奥，但是后来才知道这里有一个逼格很高的概念：“熵”，热力学第二定律也叫熵增定律，可以表述为：
孤立系统内的熵只增不减
这里的熵可以理解为系统内的混乱无序的程度，从无序程度来理解熵增，虽然不完全准确，但是容易理解。下图中，左边的熵较少，右边的熵较多，左边的情况会自发地向右边的情况转变，就如你长期不打理的房子会变乱，这就是熵增：
图片来自王立铭《生命是什么》
当然，要把“熵”说清楚，本文篇幅是不够的，大家可以参考相关资料，我们只要关注三点即可：
一是“封闭系统”，熵只增不减有一个前提条件，就是系统是封闭的，不能借助外力。
二是“有方向性的自由运动”，是指不借助系统外的力量而在系统内自由运动，运动的方向符合力学定律，即从温度（压力、浓度等）高的地方运动到温度（压力、浓度等）低的地方，直到达到平衡，即最大熵，这个过程就是“熵增”。想象将几滴墨水滴入一盆清水中，最终墨水可以将整盆水染色。
三是“不可逆”，这一点就厉害了，上例中，已染色的一盆水，无法再回到最初的状态，热力学第二定律深奥之处就在这里，因为熵增不可逆特性产生了“时间”的概念。
如下图所示，一个自由运动的封闭系统中，熵只会不断增加，不借助外力干预，是无法自行复原的。
熵增不可逆（图片来自网络）
04 不可逆的时间之箭
从上图中，我们可以发现，当 ENTROPY （熵的英文）还存在的时候，系统的熵是最小的，随着字母被打乱，整个系统的熵不断增加，我们会发现，再也无法出现整齐字母的状态。 如果这是有个相机拍下这个过程，用正向回放和反向回放，我们是能够分辨出来是正向还是反向回放的。
当系统内的熵达到最大化时，小球变成杂乱无章的运动，这时候我们会发现，我们已经无法分辨正向回放和逆向回放了。
这个结论说明，只有熵增，我们才能分得清先后顺序，隐约中我甚至看到了生命的定义。当熵达到最大的时候，系统已经不再演化，我们也可以认为这个系统已经“死”了。
至此，因为“熵增”不可逆，我们才有了一个伟大的概念：“时间”，我们一直敬仰的时间，其概念居然是因为一个热力学定律而存在的！
时间之箭（图片来自网络）
热力学第二定律自 1850 年发表以后，多少科学家想做成“第二类永动机”来推翻它，都无法成功，热力学第二定律已成为当今最难被推翻的定律之一，就连自创体系的民科大师王东岳，在他的“递弱代偿”理论中也不敢抛弃热力学第二定律。
05 热力学定律是演化的底层逻辑
热力学第二定律描述的是封闭系统的规律，而我们现实中的系统大都是开放的，也就是说可以借助外力来进行“熵减”，“熵增”、“熵减”的反复循环，就构成了我们所看到的演化，那么演化的第一性原理是什么呢？ 下篇文章将进行描述。
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参考文献：
[1] 阿德里安·比赞《为什么世界不会失控》
[2] 王立铭《生命是什么》
