DNA 違反 熱力學第二定律了嗎?

時間 2021-05-08 07:31:08

1樓:李老王

生物本身是乙個開放系統,生命體的熵減是在使地球增加更多的熵的條件下才做到的。

地球上孕育出了生命體,地球熵的減小是通過使宇宙增加更多的熵而做到的

2樓:江湖小蝦公尺

我們人這個機體在用外界的能量維持有序,但是總體是朝著無序方向進展

舉個例子。

房間裡的冰箱,在不工作時,最後冰箱內外溫度會一致,這即是從有序到無序。

在工作時,可以維持低溫即是維持有序,但代價是來自外部的能量輸入,且房間內溫度會公升高,即房間內變得更加無序。

DNA維持自身的無序來自外部的能量輸入,通過簡單的修復,或者淘汰錯誤來達到一定的穩態,維持有序。當然你家的冰箱也不可能保溫完全好,總會有點漏,此時便是DNA的突變。

整個宇宙中熵永遠都在增加,將會沒有足夠的能量來維持有序,所有將到達無序的混沌狀態。但這只是乙個極限而永遠不會發生,因為到達最均勻的無序將會越來越緩慢只能無限的逼近這個極限而在時間上永遠無法到達。

3樓:北國的狼

觀點很新奇獨特。

沒錯,要是說在火山口或者其他地方的培養皿裡能形成一套完整體系的四位制計算機,打死我也不信。

沒錯,生命是造物主的恩賜。

有且只有這乙個答案。

4樓:邊緣世界

沒違反,看看耗散結構理論,當系統遠離平衡時會自發的產生某種有序結構以加速系統回歸平衡,生命就是宇宙為了回歸平衡態而產生的一種耗散結構

5樓:德爾塔T

並沒有生命體只是在自身的區域性範圍內從無序變為有序,實現這個過程時與外界進行了能量交換,而從整天(生命體+環境)上看仍是熵增的。

然而生命最有意思的就是可以對環境做出反應,並向著某個方向發展,從無序變有序。而非生命體總是從有序變成無序。這個就非常神奇了

6樓:観測者

其實我覺得並沒有阻礙,事實上你可以換個角度想。

並不是DNA主動複雜化,而是在個體與個體之間有序性的對抗中更為穩定的個體被自然選擇,周而復始,你所看到的DNA複雜的物種存活了下來。但事實上,是這些物種與自然之間的互動有序性(有序性越高,互動矛盾越少,比如沒有毛的北極熊啥的,在北極這個環境中有序性就極差)逐步提高的表現。

7樓:

在知乎問問題採用這種方式真沒意思。

為什麼沒問就已經認定DNA違反了熱力學第二定律呢,非要採用思想引導的方式嗎,這樣可以突顯自己在這方面很有研究?如果問題改成『DNA違反了熱力學第二定律嗎?』這樣是不是更像問題,像題主這個問法根本不是在問問題,而是在作學術報告。

知乎上很多這樣的提問方式,希望知乎加大管理力度!

8樓:

因為太陽不停對地球做功。

太陽如果現在掛了,地球的生命沒多久就會只剩下靠地熱生存的細菌。

地熱也來自於太陽系形成前的餘熱,所以熱量也會逐漸減少到消失。靠地熱生存的細菌最終也會掛掉。

9樓:chordy

摘抄一段薛丁格的《生命是什麼》關於生命與熵的論述:

生命不以從有序轉向無序的自然傾向為基礎,它更像是物質有秩序和有規律的活動,並在某種程度上依賴於現有秩序的儲存。

正是因為有機生命體能夠避免快速衰退為死寂的「平衡」態,才顯得如此特別。

那麼生命體是通過何種途徑來避免衰退至平衡態的呢?自然是靠吃、喝、呼吸還有植物的同化作用,專業術語叫做「新陳代謝」。

一切在大自然中進行著的活動都意味著,有事件在其活動中的那部分世界的熵在增加。因此,乙個有機生命體無時無刻不在產生熵,或者說它在不斷增加正熵,並逐漸逼近熵最大值的危險狀態,一旦達到這種狀態,也就意味著死亡。因此生物體想要活下去,擺脫死亡,就必須不斷地從外界汲取負熵。

換一種更加清楚的說法:新陳代謝的實質就是及時全部消除有機體無時無刻不產生的全部的熵。

高等動物的食物是狀態高度有序的不同複雜程度的有機物,動物將吃進去的這些有機物消化後,排出的已經是大大降解了的東西。

嗯,先問是不是,再問為什麼。

首先DNA是一種物質,糖,脂肪,蛋白質,都是一種物質,一種物質放在那,當然不違反熱力學第二定律。題主想問的應該是DNA發揮作用的過程,或者是生命體的各種物質相互協調保證生命活動的運轉,並能保持有序性。

先看一下熱力學第二定律,兩個經典描述:

開爾文表述:不可能從單一熱源吸取熱量,使之完全變為有用功而不引起其它變化。

克勞修斯表述:不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化。

重點是:不引起其他變化。

我們每天消耗掉的食物就屬於引起的其他變化。

10樓:風味鹹牛奶

胡說八道一波。

把宇宙看成一體,乙個點的背叛會帶來整體的死亡,區域性的「熵減「會帶來鄰域的「熵增「,總體上還是趨向「熵增「。

生命是什麼?個人當前的認識是「生命(或者說文明)是宇宙最終走向高位截癱的高能正催化劑「,在沒有生命的地方,萬物甚至可以以幾十萬幾百萬年巨集觀不變的具體而存在,但生命存在的地方,其文明史是「環境與自身之間相互改造的過程",物質迴圈能量流動被加速了無數倍。

生命的存在,無疑可以使有序的物質在很短的時間內被破壞天然結構然後被轉移到其他地方,可以使各種能量的最終轉化為熱能。

11樓:

因為,熵增應該有乙個約束的量,不能無限大吧。有些地方增的太多了,有些地方就少一點甚至負一點。

就像水流,越急的地方約容易出現漩渦,水不能往前通過就會往上甚至往後。

12樓:

emmmm,確實有好多人在說孤立系統的事情,不過題主的問題說明裡已經解釋了這個『違背』加引號的意思……

13樓:zaku

感覺高票答案和很多回答都是既不審題,也不看題主解釋的。

人家的"違反"是打了引號的,換句話說,人家知道根本就不違反好吧。看問題的解釋,其實這幾個問題更多是偏向生物和哲學的,但是一幫人都在這裡科普物理,真是夠了。

生物學渣提供一點自己的看法:

任何物體和外界都存在相互作用,在自然界無數次的嘗試中和組合中,有了不少的負熵體系,其中的一些慢慢的進化出了DNA(其實RNA可能更早一些)這種具備自我複製(遺傳)維持負熵能力的物質。可見這些負熵體系之所以能夠形成,並利用這些能量去做點事情,說明他們有維持負熵體系的傾向,或者修復負熵體系的能力;

而更進一步的就是自我複製,如果有些熵增不可避免,導致整個體系崩潰,最終只有拋棄那些無法挽回的部分,只留下最核心的機制,重新開始。

所以從這種角度講,DNA,準確的說是遺傳物質,體現了這些負熵體系維持自己的一種傾向,這種不願意熵增的自然意志是可以看做是生命與非生命的區別的。

14樓:DANTE

DNA抵抗熵增嗎?DNA不抵抗熵增。體外合成的DNA分子在常溫下自發分解速度還是蠻快的。而體內的DNA分子分子如果被提取到體外,也會無法維持低熵。

15樓:

薛丁格在他的書《生命是什麼中》提到對飯店在選單上標註食物能量這種行為並表示不屑.

他認為食物的意義在於提供負墒,生命有機體處在不斷增加正墒的狀態,而死亡是趨於接近墒到達最大值的狀態,唯有從環境中汲取負墒才能避免死亡.

16樓:

宇宙裡之所以演化出生命尤其是智慧型生命,恰恰是宇宙為了加速熵增的速度而採取的策略。

生命體本身就是乙個低熵體,為了維持生命體的執行,就需要額外消耗更多外界的負熵流。所以,宇宙裡生命體數量越大,那麼這個宇宙裡僅存的負熵流也會被消耗的越快。越是高等智慧型生命,其文明發展程度越高,需要引入的負熵流也就越多。

打個不恰當的比方:如果宇宙裡沒有生命出現,那麼宇宙裡熵值增加到最大需要N億年,現在因為有生命這個幫手,導致只需要(N/10)億年,熵值就被折騰到最大了。

熵值總有自發加速增加的趨勢,這是宇宙裡一切生命產生的動力與基礎。

17樓:對手

熱力學第二定律已經破產

主要原因:1)熱力學第二定律的研究物件都不是孤立系統。

2)忽視熵增過程能量的變化,

3)為什麼「能量」會憑空消失?沒有作出合理的解釋。

18樓:殺豬爸白醬

沒違反啊,熱力學第二定律中的「不可逆的熵增」是指在乙個封閉系統中,而機體則是個開放系統,生命通過不斷的代謝減低自己的熵,這都是要與外部交流的,而且是以增加外部的熵為代價的。

19樓:一季低毛

友情提醒下大家,題主的違反是帶引號的。

更新看來有人注意到題主的引號了。3kgod我認為DNA同時具有追求更加的有序和更低的能耗的趨勢。

甚至這種趨勢並不侷限於生命體,而是任何複雜系統自主的趨勢。

這純屬主觀猜想,求偶然路過的大神指點。

20樓:Paul Z

我建議題主可以看看薛丁格的著作---《生命是什麼》。

薛丁格通過物理學角度解釋了生命體的秘密。

其中提到了生命體負熵的問題。

希望題主可以找到自己想要的東西!

21樓:雒鵬

人體在維持低熵的情況下提高了外界的熵

而且對人體來說也只是一定程度上的抑制,畢竟人總歸是要死的(除了)

熱力學基本定律之一,其表述為:不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響,或不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用的功而不產生其他影響,或不可逆熱力過程中熵的微增量總是大於零。又稱「熵增定律」,表明了在自然過程中,乙個孤立系統的總混亂度(即「熵」)不會減小。

22樓:堯堯堯少爺

部分的熵抵抗不會影響整體的熵增。

就像一片大海之中,每一滴水都會收到重力的影響向下流動,但是在液體流動的過程中總會遭到碰撞向上濺起。

如果不存在部分地區的熵抵抗那麼絕對的熵增現象就是無意義的。

有機物的出現也是無機物的複雜組合表現,本質上無機物和有機物並沒有根本性的差異,只是因為有機物的彈性更大,組合方式更多。

有什麼看似違反熱力學第二定律的物理現象?

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