无《信条》，不生命！( 三 ) 制作：叶盛（北京航空航天大

不过，热力学可是薛定谔的领域。
要知道，在开尔文爵士的时代，热二律是无法被证明的。但是随着统计物理被引入热力学研究中，热二律便成为了一个可以被证明的定理。而统计学正是薛定谔研究量子力学时的利器。
薛定谔认为，生命完全符合热二律。
我们都知道，生命是高度有序的，个体由器官组成，器官由细胞组成，细胞又由很多不同的蛋白质和核酸等生命分子组成，而蛋白质和核酸既有三维的空间结构，也有一维的序列信息。无论从哪个角度来看，生命都是高度有序的，并且在生命活着时一直维持这种负熵的状态。这是生命貌似违背热二律的本质所在。
对此，薛定谔在《生命是什么？》的第六章中给出了一个很简单的答案：生命以负熵为食。
换句话说，薛定谔认为生命这个“小妖精”摄入的食物和其他所有物质是负熵的，于是生命自身的熵降低了，但伴随的代价就是包含生命在内的自然界这个大系统的整体熵提高了。所以，热二律依然成立。
原来是化学啊！
表面上来看，薛定谔一句“生命以负熵为食” ，似乎成功解决了生命违背热二律的问题。但其实他的内心也仍旧存有疑问。
就算生命真的以负熵为食，那么为什么生命能够利用负熵呢？或者说，在活的生命体内，为什么会有局部的熵减发生呢？说白了，似乎总要有那么一只小妖精，翘着二郎腿坐在生命体内某个隔板的小孔边沿上，一边随手扒拉着飞过来的气体分子，一边用轻蔑的眼神睥睨着高高在上的物理学天才们。
就连薛定谔在《生命是什么？》的第七章中也不得不承认：“我们所面对的这一机制完全不同于物理学的概率机制。它不能够被简化为物理学的普通法则。 ……活的生物虽然不能逃避物理学的法则， ……但有可能涉及到迄今为止尚不知晓的其他某些物理学法则。 ”
究竟是什么法则呢？对此，著名分子生物学家马克斯·佩鲁茨在1987年回应到：“那门科学就是化学。 ”
何谓化学？就是物质改变的科学。无论是分子的拆解还是搭建，都会涉及到化学。事实上，早在19世纪末期，著名化学家乔赛亚·吉布斯就已经提出了“亲合势”这个概念，后又称为“自由能” ，而今又改称“吉布斯能” 。我们已经知道，在一个反应体系中，只有吉布斯能降低的反应才能自发地发生。

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△乔赛亚·吉布斯
的确，统计物理不太考虑化学的问题。如果两个分子能变成一个，一会儿又分成了两个，那还怎么准确统计啊？但在薛定谔写作《生命是什么？》的年代，他不可能没有听说过当时已经相当成熟的“自由能”理论。那么为什么他还觉得当时的物理和化学不够用呢？
这是因为吉布斯能只解决了化学反应能否发生的问题，却没有解决化学反应发生速度的问题。自然界中很多化学反应的确在发生着，比如铁生锈。但这些反应的发生速度太慢，无法满足生命的需求。而生命之所以能够极大地提高反应速度，靠的就是——酶。
这个“极大地”是什么概念呢？酶可以让化学反应的速率提高一百万倍，甚至是一万亿亿倍。
因此，我们可以说，酶能够使得在自然界中不可能发生的化学反应转瞬之间就反应完毕。当然，也有一些化学反应在酶的控制之下得以极大地减缓反应速率，比如各种能量分子的氧化释能过程。
生命是什么？