科學人雜誌
形上集

時間的方向

2007-01-01 高涌泉
熱力學第二定律指明了時間的方向。
如果有一天太陽不再發光,地球上的生物就無法生存,這是人人皆知的事。但是為什麼會如此呢?為什麼我們不能沒有來自陽光的能量呢?這個看似單純的問題其實不好回答,因為它牽涉到相當微妙的物理定律,如果扯遠一點,它還可以跟宇宙的起始狀態拉上關係,所以算不得小問題。一般人直覺性的答案:「因為生物需要活動,活動必得耗費能量。」並沒有點出真正奧妙之處。地球每天除了從太陽吸取能量,其實也會以紅外光的形式將能量釋回太空中;地球所釋放的能量,就總額而論,和它所吸收的能量是相同的,否則地球早就成了個「熱球」。地球的能量平均而言是個定值,沒有因為陽光的照射而增加。因此,就使用能量的情況而言,地球有點類似冰箱:冰箱雖耗費電能,但也會排熱,而其內部的能量並沒有改變。地球在能量上的作為就是將太陽能轉換成其他形式的能量而已,所以我們應該追問的便是轉換前後的能量,究竟性質上有何差異,使得生物能因這種轉換而得以生存?生物如果不吸收養份,就會死亡,然後腐敗,最後分解成各種元素。生物與一堆沒有任何結構的原子、分子相比,根本差異當然在於生物是很有次序(order)、很巧妙的組織,專業的說法是生物為高度有序的物體。依據熱力學第二定律...

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# 關鍵字:名家專欄物理形上集
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