宇宙中的星球都是球体的,为什么人不是?

2019年10月27日 03:17

初看就像一个天真的小孩子才会提出的问题,仔细想想,却可以往很有意思的方面去思考。

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力学解释(没有深入要害):

简单版:因为万有引力和电磁力将星尘聚拢,星体呈球体形状的能量最低最稳定。而人的肌肉却能抵抗引力,所以能维持其他形状。深入版:星球源自宇宙大爆炸或后续爆炸产生的星尘,星尘在万有引力和电磁的作用下,汇聚在一起,形成圆形的星球。为什么是圆形的呢?抱歉我没法提供数学证明过程,但从热力学角度定性地讲,形成星球会是这些星尘(或者叫星尘系统)最稳定的状态,也即能量最低的状态。你可以这么理解“能量越低越稳定”:地震时,人站着没有蹲着稳,蹲着没有躺下来稳。而躺下来时,人的重力势能是最低的。

球形就是这些星尘的“躺下来”的状态,是最稳定的。其他形状的星尘“容易”自发变成球形的,而球形的星尘(也即星球)“很难”自发变成其他形状。

那么为什么人不是球形的?其实人死后,经过腐烂和反应,最终化为各类小分子在地球上散播,其本质上就是与地球一起构成一个系统,这个新系统仍然是球形,等效于人死后也变成了球形,对不?

为什么活人不一样?从力学的角度,人肌肉的力量维持“人”的形态,可以抵御引力和电磁力将人同化为球形的趋势。

不过这个问题用力学解释实在太不痛快了,你回想一下为什么会把星球跟人比较。是不是潜意识感觉“星球都会聚拢,那我们人应该也满足这个规律,也会聚拢成球”吧?

热力学的解答刚好顺应你的逻辑,“因为星球跟人在热力学层面是不一样的”,所以活人不会变成球。

热力学解释(更深入要害):

简单版:星球系统不是“生命”,是熵增系统;人(系统)是“生命”,是熵减系统。深入版:虐猫狂人”薛定谔在1944年出版过一本小册子,是一本关于生物学的著作《生命是什么》,篇幅不长,但是从多个物理角度来解释什么“生命”,曾让我醍醐灌顶。里面有一个观点,认为生命就是熵减系统。

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为什么生命的定义会这么简略呢?是因为熵减是一个极特殊的特征,足以从万物中区分出生命。

先聊一下热力学的思想

热力学第二定律,有多种等价解释,其中“熵增原理表述”可以理解为:所有孤立系统必然自发熵增(可逆过程熵不变)。还有一个著名的推论,熵增原理预言宇宙最终将处于热平衡状态,各处的“温度”都完全相同,不再有能量流通,不再有任何状态变化,宇宙到达末日“热寂”。

熵增原理

熵增原理在生活中的案例就好理解得多。盘子掉地上摔成碎片,是自发进行的,而反过来碎片飞回去拼成一个盘子就不可能。这是因为盘子变成碎片是熵增过程,是自发的;反之则很难,除非用别的系统的熵来换,但熵的总量绝对会增加。

讲这些废话是为了说明一个道理:多数系统往往都是熵增系统,唯独生命是熵减系统!生命以别的系统的熵为食,使别的系统熵增加,使自己的熵减少,这样的系统就是薛定谔眼中的一类生命。

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人是熵减系统,能抵抗自然的安排;星球是熵增系统,无法抵抗安排。

回到正题,宇宙大爆炸或后续撞击产生的高动能的星尘,最终在引力场和电磁场中,转变为能量最低的星球状态,星尘原本的能量则以星球内核的热能或高能射线的方式耗散。这是因为星球是非生命系统,它只能服从热力学定律的安排,自发地完成熵增过程。系统熵越高,就越稳定,能量也越低。但人是生命系统,能逆安排而行,通过使外部系统熵增而减低自身的熵,从而一直保持高能量的状态,包括人的形体,就是高能态的表现。

熵减过程举例

上面说得有点虚,再整点切实际的例子吧。

地球的引力把你拉向地面,你纹丝不动,因为你的躯体力量维持了你的站姿,而这一切的前提是你吃饱饭了,不然你可能就无力地站不起来。你吃饭的过程,就使米饭或蔬菜的熵增加,毕竟变成了更无序的“米田共”嘛,而你自身的熵得到减少(身体越来越强壮)或维持不变。所以你能站起来,抵抗引力,根本是因为你通过增加别人的熵,从而减少自己的熵。而一根电线杆在引力作用下倒了,也不可能自己爬起来,热力学上的本质是电线杆无法使自身熵减。

大石头经过风吹雨打,会碎裂成小石块,也参与了很多化学反应,最终变成土壤。表明石头无法抵御大自然的熵增趋势。而你就不同了,虽然每天也风吹日晒的,但抹点护肤品,皮肤还是那么好,绝不像石头一样裂开。同理,你自己利用了护肤品的增熵,维持了自己的减熵。

这篇文章主要分享我对于生命的理解,细节的严谨性不尽人意,还望见谅~