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仍以面包和空气为例。这个低熵的组合要达到平衡有很多种办法，最简单的是一把火烧掉。那么，它就会释放出大量的热能，使燃烧产生的气体连同附近的空气压强增大，急剧膨胀——而膨胀是可以做功的，如果你愿意，可以找来一个蒸汽机，不烧煤炭，专烧干燥的面包，比如法式长棍面包，然后驱动一辆古董蒸汽汽车跑出老远。在面包和空气的燃烧反应中，表现为对外做功的那部分能量，就是“自由能”。或者更普遍地说，自由能就是系统当中可以用来对外界做功的能量——实际上，“熵”更直接的定义，正是“系统当中不能用来对外界做功的能量的总量”：
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自由能=系统蕴含的总能量——不可对外做功的能量[10]
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所以从措辞上看，我们已经可以把这一章正文里的“负熵”换成“自由能”了。[11]
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但对于具体的生命现象来说，这个例子中的“自由能”还很不对劲，因为任何一个认识面包的人都知道，这东西的用处显然不是烧锅炉，而是让人吞下肚，吸收其中的糖分，在细胞里缓慢地氧化，释放能量，让肌肉收缩，再拿来对外做功。当然，在面包和空气参与新陈代谢的过程中，肌肉收缩做功时的能量变化，也属于“自由能”，但这些自由能与蒸汽机用的自由能不同，它们不是依赖压强变化导致的体积变化做功，对于这样的自由能，我们会特称之为“吉布斯自由能”[12]。
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或者，更普遍地说，吉布斯自由能是一种自由能，但它做功并不依赖压强和体积的关联变化：
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吉布斯自由能=系统蕴含的总能量-不可对外做功的能量-用体积做功的能量[13]
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那么仅就目前的生命科学所知，除了肌肉收缩这样直观的例子，小到细胞膜上一个离子泵的向内转运，大到森林里一棵大树向上生长，一切的生命活动，究其根本，都来自吉布斯自由能的变化。而这些能量的首要功用，就是维持生命活动的有序性，让生命免于混沌，所以在很大程度上，我们可以把吉布斯自由能看作更加实际的负熵。
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如果这样说还嫌不够明白，那么我们不妨再审视一下自由能的定义本身，看一下上面的两个文字公式。“系统蕴含的总能量”首先值得深思——系统蕴含的总能量是哪些能量呢？热能当然是一部分，各结构之间相互作用的势能和动能也是一部分，但更重要的，是其中的相对论性质量也要算作能量——是的，就是爱因斯坦那个著名公式描述的能量。或者说得更科幻一些，系统蕴含的总能量，就是在真空中把这个系统“凭空造出来”需要多少能量。当然，这只是概念上的相等，并不代表我们真的有办法这样做——至少在可以预见的未来，人类没有这个本事。
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而“不可对外做功的能量”就是熵代表的那些能量，是“无序的能量”。
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那么，自由能作为二者的差，就可以感性地理解为在真空中凭空造出一个系统，再刨除其中不被需要的能量，剩下的就是“真空中的某个系统有多少有序的能量”。
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然而生命并不存在于真空里，而是存在于具体的环境中，这又该怎么办呢？
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那就在具体环境中凭空造一个生命好了：造生命时所需的全部能量，仍然是“系统蕴含的总能量”，但与在真空中造系统不同，这次凭空创造还需要一份额外的能量把环境里的东西移开，给这个系统腾出地方。
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所以要表述“环境中的生命多么有序”，就要在刚才那个自由能的基础上，再减掉这份腾地方的能量，而这个腾地方的能量，当然就是“用体积做功的能量”。
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你看，这可不就是吉布斯自由能吗！
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相比负熵，吉布斯自由能这个概念拥有明显的好处。因为对于生命这样复杂而不可逆的运动，讨论熵的变化一定会涉及非常复杂的数学模型，这在20世纪40年代很有挑战性，而吉布斯自由能的计算要简单许多，在热力学和化学中都有广泛的应用，这让对生命现象的整个讨论可以和更广泛的自然科学融为一体。
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但薛定谔终究放弃了自由能的说法，这是因为自由能在概念上非常微妙。它的名字里虽然带着“能量”二字，却不是光能、电能、动能、势能、热能之类的任何一种具体的能量，不能像说“吸收光能”一样说“汲取自由能”，我们通常也不直接使用自由能本身，而是当系统从一种状态转化为另一种状态时，把自由能的变化量当作一个属性，来描述这个过程。比如，ATP[14]是细胞内生化反应的直接供能物质，但我们不能说“ATP有一个富含吉布斯自由能的高能磷酸键”，而必须说“ATP在水解成ADP（腺苷二磷酸）和磷酸时伴随着大量的吉布斯自由能变化”。具体来说，在标准条件下[15]，每摩尔ATP水解成ADP和磷酸，自由能变化量是–31.8kJ，小于0，我们由此确定这个反应会自发推进。
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你看，要用自由能这样的概念给生命下定义，那将是佶屈聱牙的事情。所以，薛定谔毫不犹豫地制造一个更有利于大众传播的“负熵”的概念——实际上，即便在他的补充里，自由能也只是冒出了一个名字而已，并没有任何具体介绍。
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[1]薛定谔并没有亲自写出一句话来总结生命的定义，但是在第六章的第四节，他写出这样两个提纲挈领的句子：“一个有机体避免了很快地衰退为惰性的平衡态，而显得有活力”和“要摆脱死亡，要活着，唯一的办法就是从环境里不断地汲取负熵”。
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[2]如果你关心时间如果足够长，接下来还能发生什么，而又不打算引入包括空气在内的其他任何因素，那就取决于桌子的材料了。如果桌子是有机物，那么它们会在数十万年，甚至数百万年的岁月里自发分解，变成一些更稳定的小分子有机物，挥发掉；如果是金属的，那么金属晶体将在数亿年的热运动中重新排列，使得桌子像熔化的蜡坍塌成一整块。而形成玻璃珠的无定形二氧化硅也会发生无规则的热运动，并且在几十亿年，甚至更漫长的时间里重新结晶成石英。如果我们愿意等更久，愿意等到10后面几十几百个0那么久远的年份之后，我们会发现所有的原子都因为各种衰变现象瓦解成了电子、中微子、光子等基本粒子，到那个时候，桌子和玻璃珠就变成了一团绝对的混沌。
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[3]如果追究得特别严格，实际上，“均匀的一杯”首先是指动能均匀的一杯，而不是分布均匀的一杯——蔗糖分子要比水分子笨重得多，即便搅拌过，经过足够长的时间，它们也会逐渐下沉，虽然不会重新结晶成糖块，但也足以使杯底更甜一些。不过，这并不构成“平衡的反例”，因为搅拌的时候，我们给蔗糖溶液输入了大量的能量，使蔗糖分子和水分子以相同的速度在杯中盘旋，但蔗糖分子更重，这就意味着蔗糖分子的动能比水分子的动能更大，那么在静置的过程中，蔗糖分子与水分子不断碰撞，就会不断把动能转移给水分子，直到所有分子的动能都趋于均匀平衡，而这必然意味着蔗糖分子要比水分子运动得更慢，更难对抗重力，更容易出现在杯子的下层。
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[4]当然，确实有一些不怎么向上生长攀缘的寄生或者菌生植物，比如兰科的天麻（Gastrodia）和地下兰（Rhizanthella gardneri），但我们没有必要在这里特地展开讨论，笔者只是为了严谨起见做一些补充。
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[5]《生命是什么？》第六章第三节第一段。
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[6]给疑惑这里的连词为什么是“而且”的读者：如果A或B中的任何一个成立都能使C成立，而现在发现C不成立，就意味着A和B都不成立；所以，把A替换成“系统是孤立的”，把B替换成“系统所处环境的熵达到了最大”，再把C替换成“系统的熵永不减少”，就可以了。
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[7]在这里，我们很有必要专门讨论一下光合作用。乍看起来，植物在光合作用中吸收的是水和二氧化碳这个原本就很高熵的组合，之后在呼吸作用中释放出的，同样是这个高熵的组合，如果一棵植物没有明显的质量变化，那么它吸收的水和二氧化碳就处于动态的平衡中——这么说来，植物岂不是没有改变环境的熵吗？答案并非如此，不要忘了光才是光合作用的关键。光子是电磁辐射的能量子，这些能量子被叶绿体内的色素捕获，在光合作用中走上一遭，就将存入有机物中变成能量很高的化学键，当这些能量很高的化学键在各项生理活动中断裂，其中的能量就重新释放出来，驱动植物的各项生理活动之后，转化成了分子的热运动。但植物绝不会因此越来越热，因为那些热量会全部散失出去，大部分是通过蒸腾作用，还有一部分是通过远红外线的光子辐射出去——水蒸气的熵很高，这没什么可说的；远红外线光子的能量要比可见光光子的能量低得多，所以携带相同总能量的远红外线光子要比可见光光子多得多，也就是无序得多，熵高得多。
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[8]发现者西奥多·冯·卡门（Theodor von Kármán，1881—1963）是匈牙利裔美国工程师和物理学家，在20世纪流体力学、空气动力学的理论与应用，尤其是航空航天工程中有着举足轻重的地位。他是钱学森的博士生导师。
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