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图2—3 米开朗琪罗的《创造亚当》这幅画就是对“神秘力量给物质赋予生命力”的最著名的表达。
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我们已经看到，任何一个人体内的生命活动都已经一刻不停地延续了40亿年之久，如果乐观一些，还会继续延续几十亿年。我们甚至可以畅想在太阳熄灭的时候，人类已经发展出了成熟的星际旅行技术，生命将散布到更广阔的宇宙中去，延续另外数不清的十亿年、百亿年，比任何星辰的光芒都更加恒久。
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春与秋其代谢兮，子何与而伤春？——薛季宣（宋），《九奋·其二·怨春风》
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然而这是为什么，生命为什么如此坚毅，为什么不陷入那种混沌的“平衡态”？
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有时候，我们将此归功于“生命力”或者“灵魂”，它是一种超自然的力量，当它以某种神秘的途径附着在物质上，就会使物质不再服从通常的物理规律。一般的物体不受外力影响就应该静止不动，但有了生命力之后就会活蹦乱跳，捉也捉不住，甚至飞上天去；一般的物体不受灌输就应该瓦解消失，而有了生命力之后越长越大，甚至越来越多。
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但这当然不是真的，物理规律无情地适用于宇宙中的一切存在，生命活动当然也不例外——如果一定要说有什么例外，那就是生命活动用别样的方式实现了相同的规律。
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256283]
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·负熵·
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这就是薛定谔那迷倒无数人的后半句了——这通过从环境中汲取“负熵”实现。
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“熵”是一个在科学读物中非常招摇的术语，它对于热学的重要性，堪比质量之于力学，但要把它说透彻就必须涉及许多复杂的公式，所以我们只提供一个感性的解释：熵是系统混乱程度的度量，物理学上常用S表示，而当一个系统的熵达到了最大，就会泯灭掉一切差异，变得处处均匀，也就是薛定谔的前一句话讲述的那种“平衡态”。
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我们在上文解释这种平衡态的时候，强调说“绝大多数物理系统，如果没有得到专门的维护，没有从外界获得物质和能量的支持，那么它的任何运动都会使自己更加接近这种平衡态”。在这里，我们要把“没有得到专门的维护”说得更明白一点，这个条件，指的是系统被完全孤立，不与外界有任何物质能量的交换，或者处于一个熵已经达到了最大的平衡环境之中。
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这样一来，“绝大多数”这个定语也可以完全丢掉了：“系统如果是孤立的，或者所处环境的熵已经达到了最大，那么这个系统的任何运动都不会减少自己的熵”——是的，这就是热力学第二定律的具体表现，有时也叫“熵增原理”，这个宇宙如果有一本《宪法》，它一定会被写在第一页。
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而我们刚刚发出的困惑，“生命活动为什么不会让生命更加接近平衡态”，也可以换一种表述了：生命为什么总能维持很低的熵？
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拿这句话和热力学第二定律对照一下，答案已经没有备选项：因为生命不是孤立的，而且[6]它所处的环境的熵也没有达到最大。对于前半句，这很好理解，生命会一刻不停地与环境交换物质和能量，也就是被称为“新陈代谢”的那种活动。但后半句有些棘手，我们先来抽象地解释一下：新陈代谢中，并不是什么东西都能算作“新”，都能被纳入系统内；一组物质，当它们有能力发生某种反应，使熵大量增加，才有可能被生命当作营养摄入。那么有这种能力的物质存在于哪个环境，就意味着哪个环境的熵还有增长的余地，没有达到最大；相对的，“陈”则是这组物质真的发生了这些反应，熵大量增加之后变成了其他东西，生命要维持低熵，就不能把它留在自己内部。
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所以，概括地说，“新”带有较低的熵，“陈”带有较高的熵。
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下面举一个具体的例子，应该会对理解有所帮助。
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面包和空气就是人体的好营养。面包主要由淀粉组成，是强还原性的有机大分子，空气含有大量的氧，是强氧化性的无机小分子。它们能够在氧化还原反应中释放大量的热，同时转化成大量的水分子和二氧化碳分子，或者说一团炽热的气体，可谓使熵大量增加的典范了。实际上，弥漫着淀粉的干燥空气是可怕的安全隐患，一个火花就能引发剧烈的爆炸，所以面粉厂要像加油站一样严禁烟火。
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所以，环境中如果既有面包也有空气，就拥有了很大的熵增余地——如果同时还有咖啡、蛋糕、巧克力、红茶、坚果、白砂糖，那就可以办一场下午茶茶会了。
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而吃下午茶的客人究竟做了些什么呢？他们从这个环境中摄入清新美味的低熵物，用它们氧化还原释放出来的能量谈笑风生，营造热闹的氛围，同时呼出水和二氧化碳，间或暂离到僻静处解放出氨、尿素、盐，甚至成分更加复杂，浸透了吲哚的纤维素残渣……各种一塌糊涂的高熵物。
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经过这么一番折腾，客人没有什么变化，照例维持着低熵的状态，原本低熵的环境却被“改造”得高熵了——如果只是这样定性地讨论还不足以给你留下深刻的印象，那么定量地说，在新陈代谢中，“陈”平均是“新”的40倍之多，也就是说，我们的机体如果制造了1千克的自身物质，就要同时排放40千克的代谢废物！
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所以你看，新陈代谢的真谛，既不在于物质，也不在于能量，而在于熵增的转移，生命摄入了较低熵的物质，又排放了较高熵的物质，把熵增的趋势转嫁给了外部环境，自己就可以在热力学第二定律的眼皮子底下维持很低的熵[7]，但如果将人和环境视为一个整体，我们又会发现，蕴含了生命的孤立系统，熵不会减少，完全符合热力学第二定律。
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总之，摄入少，排放多，留下的必然是个负数，所以薛定谔在书中提出，既然“熵”度量了系统的混乱，那就用“负熵”度量系统的秩序好了——事儿就这样成了，“生命是什么”的大问题有了“负熵”这个深入人心的回答。
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在薛定谔那本小册子里，对“生命是什么”的讨论就到此为止了，所以绝大多数援引这本著作的科学读物也大多在渲染了“负熵”的概念之后总结陈词，感慨抒怀。但时间已经过去了近80年，生命科学早已今非昔比，如果今天的科学读物仍然止步于复述薛定谔的讨论，那就未免辜负了这个时代。
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从薛定谔的定义出发，我们首先会面对一些很直接的问题。比如“负熵”作为一个物理量，要如何度量？生命要“汲取”负熵，它们该怎么“汲取”？同样是具有负熵的物质，生命为什么汲取这个，却不汲取那个？如果不能把这些问题说清楚，那“负熵”就是一种神秘而模糊的东西，和宗教里的“生命力”成了同义词，这对于科学读物来说是非常糟糕的结果，所以作者在这一章之后添加了一篇“延伸阅读”，讨论了薛定谔的一个回应。
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