对于生命有机体的测度

第二节　对于生命有机体的测度

根据上面的讨论，可知生命有机体是一个低熵的（或有序化的）组织结构，这个结构所需要的物质与能量是从环境中取得的。为了便于探索生命有机体的属性，我们引进生命有机体的测度。

一个系统状态的有序与无序是相对的、互相伴随的。为了便于从定量方面进行分析，假设一个系统完全无序，以最大的熵S₀表示，它内部可以变化的熵以S表示，则该系统内的相对熵为S／S₀；这是一个百分比，代表系统内相对变化的无序度。有序度与无序度的百分比合起来应该是1，因此系统的相对有序度为

这种有序度是与时间无关的，故又称为稳态秩序度。这个式子虽然很简单，但却能配合定性研究，说明生命机体的有关问题，如组织结构的功能问题，以及意识状态的相对有序与无序的问题。生命系统除了有序度外，就是代谢率。设该系统所需要的能量通量以E表示，该系统的质量以M表示，则每单位质量所摄取的能量定义为

P＝E／M

这个式子正好代表蛋白质生命有机体的代谢率，也就是能量摄取率。

把上面的两个式子连乘起来，就得到生命有机体的测度为

这个式子概括了生命有机体的生与死的两歧状态。当S＜S₀，E＞0时，D＞0，意味着有生命；当S＝S₀或E＝0时，D＝0，意味着无生命。

生命与宇宙不能分离，生命的起源与演化都是奠基于减熵过程。减掉的熵为有机体外的环境所吸收。这就是说

－dS（有机体减熵）＜dS（有机体外部的环境增熵）

式中的负号表示减熵，这里用小于号（＜），而不用等号（＝），表示所论的过程是不可逆的。这是热力学第二定律的定性分析式，用于开放的不可逆热力学系统；至于它的定量计算式将在第三章有所涉及。

减熵过程并不是生命系统所独有的特征，在整个宇宙中，每个星体及伴随的行星系统都在减熵。它们当初都是从高熵的星云气体与微尘演化而来的，它们把过剩的熵以电磁波辐射的形式，发射到整个宇宙中去。看来我们今天所能观察到的整个宇宙是有一定温度的，因为增熵意味着热量的增加。目前的天体物理学已经算出：我们所能观测到的宇宙，具有摄氏3度的温度。这是对整个宇宙的星际空间来说的，不是地球表面上空的大气层空间。