的进化——浅析生命体的复杂性演化.pdf

麦克斯韦妖的进化 ——浅析生命体的复杂性演化 口张维加Ⅲ雷扬…俞杭杰嘲邹晓东嘲 (【l】北京大学物理系、北京大学元培计划委员会北京100871； 【2仲山大学物理系广东·广州510275； 【3】北京大学地质系北京100871) 摘要：首先通过耗散结构和膜结构的分析，从物理上说明生命有序化的机理，而后介绍一些古生物学上的进 展和研究。来证实生命的复杂性是进化产生的，而非神创。同时也具体以植物的演化为例展示了通过化石揭示 的演化历史。 关键词：耗散结构膜结构演化 中图分类号：N91 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2010)07-053-02 l引言 生命体具有多层次的精细的结构，并且能够完成一些高 度复杂的生命活动。因此惊讶之余，也有些国外学者认为生 命是上帝制造的，并使得许多不明真相的群众与同学信以为 真。 笔者作为元培计划委员会成员与全国古生物学会会 员，主攻物理，并学习了许多古生物的知识，所以觉得不是 那样的。笔者也收藏了一些化石，亲眼目睹了生命由简单 到复杂的演化。笔者所阐述的，都是已经为物理界与地质 图1麦克斯韦妖的工作机理 界公认的事实，而非笔者独创，笔者只是用这些来作粗浅的 一个精灵，它处在一个盒子中的一道闸门边，它允许黑色 分析。 2物理解释——耗散结构的熵减小与膜结构 的微粒通过闸门到达盒子的一边，而允许白色的微粒通过闸 f-j至fJ达盒子的另一边。这样，盒子熵减小。 在热力学中，熵增加原理被作为第二定律，浅显地说，事 伟大导师麦克斯韦永垂不朽。 物趋向混乱，依据Boltzmann公式，，其中表示微观状态数。但 3地质上的化石证据 是，这条原理(暂且依旧称为原理，因为直到今年以前一直认 从38亿年到现在的大量化石证据一一展现了生命体有 为这是不能够证明的)有一个前提条件，就是这个系统必须是 序结构产生的历史。 孤立系统，不能与外界有物质交换与能量交换。而生命结构 显然是开放体系。 ●■时代 一t■●¨●tM时 ●■■础■■‘一●■■出t ■ 代 ●杆t ■■把 最早由量子力学波函数的发现者薛定谔于40年代提出 蔓一t ^■■■ ■ 上■量 生命体的物理意义∞。普里高津提出耗散结构这个概念。。浅 ● ■●毫圮 ．1■t t_^■■一 显地说，它通过摄取能量，排出体系中的熵，从而使自身的熵 代