学习方法-学习观（09）人类为何无法永生？

系列文章解读&说明：

本系列文章 主要是 对 B站上YJango的《学习观》系列视频的一个解读

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1 视频链接

本章节 对应 YJango的《学习观》系列视频链接 为：

学习观12 阻碍人类永生的原因是？

2 思维导图

因为在第一季中 做思维导图有了相关经验，因此 本次思维导图采用从上而下的设计，因为在做图之前 将第二季 所有的视频全部看了一遍，因此 本次也不需要后期再重构，一气呵成。本章节对应导图如下：

3 感受分享

我们知道能量是守恒的，不能被创造或摧毁。可既然这样，为什么我们不能像能量一样永恒，反而注定要迈向死亡呢？本章节从熵增定律、到麦克斯韦妖的过渡、到生命的本质 ，最后使用这些模型解释了 为什么我们无法永生？一步步来

熵增定律是什么？

熵增定律常被描述为：事物会从有序状态向无序状态发展。但这并非由什么外力所引起的，房间自发越变越乱的原因单纯只是因为我们把它弄乱（宏观态）的方式比把它弄整齐（宏观态）的方式要多得多。注意，这里的无序并不是我们日常生活中所理解的房间的排列方式无序，而是房间乱（宏观态）的可能方式有很多（对应的可能微观态数量很多）。因为积木每种排列方式（微观态）的概率都是相同的，并不会说哪个杂乱的方式更有可能发生；是不同数量的微观态共同定义的宏观态们之间的概率不同。所以学界慢慢抛弃了“熵是描述无序”的这种解释。因为它极具误导性。

麦克斯韦妖的来龙去脉？

熵增定律同样适用于能量。克劳修斯对热力学第二定律的表述：不可能把热量（能量的一种）从低温物体（低能量）传向高温物体（高能量）而不引起其它变化（能量和物质交换）。用沙丘来类比的话，沙子（能量）会摊成平缓的沙丘，而不会自己聚成一个高高的砂塔，除非我们消耗能量把它堆砌成沙塔（有外界对它做功），可不久它又会摊成沙丘。由于对我们而言，宏观态的改变才算改变。因此若把整个宇宙视为一个宏观态，它也会无法避免的朝熵最大的状态发展，当它达到熵最大的状态时，将不会再有任何能量的转移，也不会有任何宏观态的改变。而宇宙的这种状态就被叫做热寂，这是对我们而言，宇宙终结的诅咒。

为打破这个诅咒，麦克斯韦提出了一种假想：既然分子在做无规则运动，那想象有一个小妖（麦克斯韦妖）可以感知分子的运动，控制着门的开关，当带有更多能量的分子要运动到左边时就开门，带有较少能量的分子要运动到右边时也开门，其他情况都关门。这样就可以自发的让系统（宏观态）的熵降低，左右两边会产生可用于做功的能量差，那岂不是能造出永动机？这个假想困扰了科学家一百年，然而麦克斯韦妖最终还是未能打破诅咒，因为人们忽略了一点：感知到的分子运动就是信息。能量差需要低熵，而低熵需要信息，可信息又需要能量差。也就是说，麦克斯韦妖若想用信息获取能量，就不得不先用外界的能量来获得信息。也就不再是孤立系统，依然没有违背热力学第二定律。

科学家一百年都没有想明白其中道理的原因之一是因为我们自身的思考一直在向系统中传递信息，而你就是这个麦克斯韦妖。

什么是生命？

麦克斯韦妖没有打破诅咒，但它却揭示生命的本质。随后由薛定谔在 1943 年提出：生命以负熵为食。一直以来， 不管从组成(是否具有有机物，遗传物质等)，还是从功能的角度 (是否可以移动，呼吸，进食，新陈代谢、生长，变异，繁殖等)，人们都无法找出完美划分生命与非生命的边界。因为组成生命的物质都是非生命，非生命也可以进行物质能量交换，而生命死亡后又会被归为非生命，不过个体虽然会死亡，其遗传物质却能延续，但要说生命就是遗传物质，这好比是说电脑就是硬盘，而要说生命就是遗传物质上的信息，虽然正确，却又没什么用，因为信息可以是任何事情，说生命是信息好比在说生命是任何事情。 然而薛定谔的定义却能将一切都解释的通，生命是一种很特殊的状态维持方式，它并不像金刚石这种本身结构就很稳定，可以被动的维持自身状态，而是主动的在用信息来减熵，从而维持自身状态。这也就是病毒有意思的地方，在未入侵能为其提供能量支持的宿主细胞之前，它以非生命的形式来维持自身状态，而入侵之后，它又是以生命的形式维持状态。依照这种定义，不管是否是碳基，是否是天然形成，只要满足用信息来抗衡熵增从而维持自身状态的系统就可被视为生命。

为什么我们无法永生？

想象一堆积木，每个积木相当于一个粒子，而由积木搭成的各种形状就是我们，纵然每个积木都可以永恒，可积木所搭建的形状一旦改变，也就意味着我们的死亡。 这种，自发向对应微观态数量最多的宏观态改变的现象就是热力学第二定律。而这种自发改变的趋势，就是我们无法像能量一样永恒的原因。

最后附上 作者写文章所使用 导图，方便后期继续学习和重构：

思维导图-无法永生？-作者版