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2024.8.8
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5.什么是生命?
生命是由蛋白质构成的可利用外界物质进行新陈代谢、复制、繁殖和进化的具有一定寿命的开放系统。这种系统一般称为生物。例如病毒、细菌、植物和动物。
关于其它事物的生命概念是生物生命定义的引申。例如文艺作品的生命、宇宙的生命等等。
蛋白质是生命的物质基础,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要载体。没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。即使最简单的没有完整细胞的病毒(DNA病毒体内只有DNA,RNA病毒体内只有RNA,两者都没有细胞质),其外壳也是由蛋白质构成的。它体内的核酸(DNA、RNA)起激活、合成蛋白质以及遗传、复制和进化机体的作用。DNA称为脱氧核糖核酸,称为基因,是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础。RNA称为核糖核酸,在蛋白质合成过程中起着重要作用——其中“转运核糖核酸”,简称tRNA,起着携带和转移活化氨基酸的作用;“信使核糖核酸”,简称mRNA,是合成蛋白质的模板;“核糖体的核糖核酸”,简称rRNA,是细胞合成蛋白质的主要场所。
生物进化是通过遗传密码DNA突变和RNA的复制实现的。两者相辅相成:DNA根据环境的变化而改变结构——这叫基因突变,这是生物体的主动意识和行为,然后RNA根据变异后的基因进行复制,复制过程中加以优化,然后DNA又确认优化后的基因,这就是生物体得以进化为新物种的原因。例如病毒RNA的复制过程中,其错误修复机制的酶的活性很低很低,几乎没有,其变异很快,所以RNA病毒较容易进化为更高一级的生物。
蛋白质含有C(碳)50% ,H(氢)7% ,O(氧)23% ,N(氮)16%, S(硫)0~3% ,还有P(磷)、Fe(铁)、Zn(锌)、Cu(铜)、B(硼)、Mn(锰)、I(碘)、Mo(钼)等其它微量元素。
核糖核酸含有的元素是C(碳)、H(氢)、O(氧)、N(氮)、P(磷)。
以上这些元素称为无机物,当它们溶解于海水以后,就会随着海浪振荡而产生电离,凝聚,分离,排列,组合……在阳光、幅射、潮汐、旋风、海啸、暴雨和雷电的作用下,经过反反复复的排列组合,有一天终于达成完美的搭配而合成蛋白质。合成蛋白质后,在蛋白质里又通过多次排列组合而形成DNA和RNA,于是最简单的生物——病毒就产生了。然后,由病毒的变异进化成为细菌和变形虫等其它生物。
细菌进化成为海洋里的藻类,藻类进化成为陆地上的各种植物。
变形虫进化成为软体动物、软体动物进化成为脊椎类动物——鱼类,鱼类进化成为两栖类(如青蛙)动物,两栖类再进化成为鸟类、爬行类、哺乳类动物和人。在人类的胚胎里还残留着进化的痕迹——人的胚胎在发育过程中,曾有一个阶段时间出现鳃裂和尾,这为人类的进化提供了证据。两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类和人,彼此间的差异十分显著,但是它们的胚胎在发育初期都很相似,即都有鳃裂和尾,只是到了发育晚期,除鱼以外,其他动物和人的鳃裂都消失了,人的尾也消失了。这种现象说明高等脊椎动物是从某些古代的低等动物进化而来的,所以在生物的个体发育过程中,迅速重演了它们祖先的主要发育阶段,出现了尾; 也说明古代脊椎动物原始的共同祖先生活在水中,所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中出现了鳃裂。
根据熵增定律,热量从高温物体流向低温物体是不可逆的;有序状态向无序状态的转变也是不可逆的。孤立系统总是趋向于熵增,最终达到熵的最大状态,也就是系统的最混乱无序状态。但是,对于开放系统而言,由于它可以将内部能量交换产生的熵增通过向环境释放热量的方式转移,所以开放系统有可能趋向熵减而达到有序状态。生命体就是趋向熵减而达到有序状态的开放系统。当生命体内熵减变成熵增时,就意味着生命体死亡了。
现代科学还用信息这个概念来表示系统的有序程度。信息本来是通讯理论中的一个基本概念,指的是在通讯过程中信号不确定性的消除。后来这个概念推广到一般系统,并将信息量看作一个系统有序性或组织程度的量度,如果一个系统有确定的结构,就意味着它已经包含着一定的信息。这种信息叫做结构信息,可用来表示系统的有序性;结构信息量越大,系统就越有序。因此,信息意味着负熵或熵的减少。
宇宙有两个球面,一个是主动球面,另一个是被动球面,就像放电影的两个主、被动片盘一样,只有这样,运动才有可能进行。我们处在被动球面上。被动球面的信息量不断地转移到主动球面上(我们被动球面上的物体不断分解成为主动球面——太空上的最小粒子,量能也随之转移),因此信息量就越来越小,系统就越来越无序,说明我们被动球面是在熵增的(那么主动球面信息量增大是在熵减的),而生命体信息量增大是在熵减的,因此,生命是宇宙的特例,也只有地球才有这个特例,可见地球生命是宇宙唯一现象。我们球面最后因熵增而达到信息量为0的最无序状态(即球面膨胀的极限点),而此时,主动球面就因熵减信息量增至最大而变为最有序状态。宇宙在这一瞬间变成没有质量的一团最小粒子,其体积也变得最小,这就是宇宙分娩前的胚胎——一瞬间后新的一轮宇宙就这样诞生了。原来的主、被动球面完成了对换角色,这就是宇宙的一个“生命”周期。
生命的意义在于进化,没有进化,就没有丰富多彩的自然界,就没有人类,也就没有人类的智慧。那么,宇宙就是一个无从感知的处女。