熵与生命的关系

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熵与生命的关系



熵的定义：表示物质系统状态的一个物理量(记为S)，它表示该状态可能出现的程度。在热力学中，是用以说明热学过程不可逆性的一个比较抽象的物理量。孤立体系中实际发生的过程必然要使它的熵增加。

定义2：热力系中工质的热力状态参数之一。在可逆微变化过程中，熵的变化等于系统从热源吸收的热量与热源的热力学温度之比，可用于度量热量转变为功的程度。

熵指的是体系的混乱的程度，它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用，在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义，是各领域十分重要的参量。熵由鲁道夫·克劳修斯提出，并应用在热力学中。后来在，克劳德·艾尔伍德·香农第一次将熵的概念引入到信息论中来。

按照一些后现代的西方社会学家观点，熵的概念被其移植到社会学中。表示随着人类社会随着科学技术的发展及文明程度的提高，社会“熵”——即社会生存状态及社会价值观的混乱程度将不断增加。按其学术观点，现代社会中恐怖主义肆虐，疾病疫病流行，社会革命，经济危机爆发周期缩短，人性物化都是社会“熵”增加的表征。

现在让大家看看我在网络中看到的熵与生命有着何种联系，下面是我看到的一篇论文中的部分内容，自我感觉它写的很好：

1 熵理论的宏观意义及其与生命体系的关系

生物体最基本的特征之一是物质代谢,伴随着物质代谢所发生的一系列能量转变即能量代谢,是生物体基本特征的另一方面。生物系统不断地从周围环境中摄取物质,经一系列生化反应合成、转变成自身需要的组分,又将原有的组分通过一系列生化反应变为废料,排出体外,并伴有能量变化。熵作为一种状态函数,其改变值可正可负,所谓负熵是指生命通过各种能量交换传递使体内或局部熵减小。

1943 年,薛定谔在都柏林三一学院所作的讲演中首次利用热力学和量子力学理论来解释生命的本质,提出了负熵的概念。他指出:一个生命有机体的熵是不可逆地增加的,并趋于接近最大值的危险状态,那就是死亡。生命体作为一个非平衡的开放系统要摆脱死亡,从物理学的观点看,惟一的办法是从环境中不断吸取负熵来抵消自身的熵增加,可见有机体是依赖负熵维生的。更确切地说,新陈代谢的本质是使有机体成功地消除当自身活着的时候不得不产生的全部熵,从而使自身维持在一个稳定而又较低熵的水平上。如果说熵是无序性的量度,则可以认为负熵是有序性的描述。因此生命体为了维持生命而不得不从外界吸取某种意义上的秩序。但是在外界条件变化到某一特定阈值时,量变可能引起质变,系统通过不断地与外界交换能量和物质,就可从原来的无序状态,转变为一种时间、空间或功能上的有序状态,这种非平衡态下新的有序结构,称为耗散结构。所以,生物有机体为保持低熵的稳定状态就必须不断地与环境进行物质交流,吸进负熵以维持生命。

2 熵理论在病理学中的应用




对于细胞的正常生存与病变过程也可以引入熵理论。随着各门学科的飞速发展与相互渗透,对于核酸三维结构的认识及遗传信息的研究,使人们得以从基因表达调控理论的角度去认识和治疗疾病。在医学中,负熵对于癌症的研究也有意义。肿瘤细胞在某种情况下,表现出基因过度扩增、蛋白堆积、细胞无限增殖的无序状态。

3 熵理论在抗癌机制中的应用

Kohler 和Milstein 证明,利用体细胞杂交法可获得分泌抗体的杂交细胞系。由于应用这一技术所获得的抗体来源于单一的抗体生成细胞所形成的杂种细胞克隆,所以称之为单克隆抗体。为了使操作过程比较准确,应该采用分子切割技术从组织中得到所需细胞。当导入的抗体素抑制癌细胞的恶变,削弱它的增殖时,细胞本身的混乱程度将会减小,趋向于稳定的低熵状态。这就相当于给体系内部输送了负熵,使体系趋于有序状态。

4 熵与人的情绪

人的情绪过激,如大喜、大怒、大哀、大乐,都不利于养生;从分子生物学的角度看,都是功能分子正常的有序结构被部分破坏;从熵的角度看,是导致了该部分结构的熵增加,还可能因其非线性相互作用,诱发其他组织的病变,形成生命之熵的反馈增长。

看了这些之后，大家今后一定要注重养生，让我们一起保护好自己的身体。

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