參考消息網(wǎng)5月3日?qǐng)?bào)道 據(jù)美國(guó)《發(fā)現(xiàn)》月刊網(wǎng)站4月30日?qǐng)?bào)道，科學(xué)最大的奧秘之一，是生命以何種方式融入我們對(duì)于宇宙的更廣泛理解。特別是，許多理論物理學(xué)家一直想知道，為什么極其復(fù)雜的生命能夠與熱力學(xué)定律相安無(wú)事——這些定律認(rèn)為，所有系統(tǒng)都必定不可避免地蛻變至一種極其混亂的狀態(tài)。

　　對(duì)于宇宙學(xué)家來(lái)說(shuō)，這意味著宇宙將逐漸冷卻，變成一個(gè)寒冷、停滯的死亡物質(zhì)池。這種令人不快的宿命被稱(chēng)為“熱寂”。

　　但在過(guò)去40億年里，地球上的生命卻朝著相反的熵值方向行進(jìn)，變得越來(lái)越復(fù)雜。我們的行星最初是一塊巨大而熾熱的巖石，上面散布著構(gòu)成了相對(duì)簡(jiǎn)單分子的元素。今天，地球是一個(gè)欣欣向榮的分子機(jī)械球，其中某些部分具有幾乎難以想象的復(fù)雜性。

　　這一切是如何發(fā)生的？對(duì)于整個(gè)近代歷史中的許多科學(xué)家而言，他們懷疑有些事情、有些地方不合常理。

　　現(xiàn)在，包括美國(guó)系統(tǒng)生物學(xué)研究所的斯圖爾特·考夫曼和加拿大佩里米特理論物理學(xué)研究所的李·斯莫林在內(nèi)的一個(gè)科學(xué)家小組說(shuō)，新的熱力學(xué)第四定律可以解決這一悖論，這種新的思維方式將把生物學(xué)和宇宙學(xué)聯(lián)結(jié)成為一個(gè)全新的學(xué)科，他們稱(chēng)之為“生物宇宙學(xué)”。

　　考夫曼、斯莫林及其團(tuán)隊(duì)從對(duì)宇宙進(jìn)行熵值盤(pán)點(diǎn)著手。這實(shí)際上就是對(duì)宇宙中所有可能狀態(tài)的數(shù)目進(jìn)行清點(diǎn)。他們從粒子開(kāi)始——與粒子相關(guān)的總熵達(dá)到10的90次方數(shù)量級(jí)。不過(guò)，所有黑洞的熵值則要大得多，大約為10的104次方數(shù)量級(jí)。而這個(gè)熵值與真空能量的相關(guān)熵值相比又顯得微不足道，后者達(dá)到10的124次方數(shù)量級(jí)。

　　考夫曼、斯莫林團(tuán)隊(duì)接下來(lái)考慮的重點(diǎn)是生物學(xué)中可能存在的構(gòu)型狀態(tài)數(shù)目，以及這一數(shù)目與上述天文數(shù)字相比會(huì)有怎樣的結(jié)果。

　　乍一看，這個(gè)問(wèn)題似乎很容易回答。他們指出：“地球上粒子的數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于可觀測(cè)宇宙中的粒子，相差大約30個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，看起來(lái)一目了然的是，生物學(xué)的任何貢獻(xiàn)肯定是無(wú)足輕重的。”

　　但他們說(shuō)，事實(shí)證明這種思維方式是錯(cuò)誤的。他們的關(guān)鍵理念是，對(duì)可能存在的生物學(xué)狀態(tài)的數(shù)目統(tǒng)計(jì)，必須采用一種不同于統(tǒng)計(jì)宇宙中其他狀態(tài)的方法。而正是這種新的計(jì)算方法，將明顯改變得出宇宙熵值預(yù)算的那種計(jì)算方式。

　　導(dǎo)致這種新的思維方式的線(xiàn)索是：進(jìn)化過(guò)程只是從所有可能的生物構(gòu)型中選擇一小部分。因此，像我們?cè)诘厍蛏峡吹降牡鞍踪|(zhì)之類(lèi)的生物分子，以及它們結(jié)合形成復(fù)雜生物的方式，只是所有可能存在的狀態(tài)數(shù)目中的一小部分。

　　此外，隨著時(shí)間推移，由于可以組合到一起的構(gòu)件變得更加復(fù)雜，可能的構(gòu)型數(shù)目還將增加。生物分子最初是由最多6種不同元素——碳、氫、氮、氧、磷、硫——構(gòu)成的，而它們可以形成形形色色復(fù)雜的有機(jī)分子。

　　這種組合過(guò)程與物理學(xué)家通常認(rèn)為的并受到物理學(xué)定律支配的過(guò)程存在根本差異。這些物理學(xué)定律對(duì)可以形成什么狀態(tài)和不可以形成什么狀態(tài)設(shè)置了重要的限制。

　　相比之下，不存在阻止某些構(gòu)型出現(xiàn)的“生物學(xué)定律”。事實(shí)上，它們中的任何構(gòu)型都有可能出現(xiàn)。這就是為什么生物構(gòu)型空間如此巨大，而且還在不斷擴(kuò)大的原因。

　　利用這種思維，研究人員計(jì)算出，當(dāng)大約38億年前生命最早在地球上出現(xiàn)時(shí)，生物構(gòu)型空間擁有數(shù)量級(jí)達(dá)10的10次方的237次方的潛在狀態(tài)。

　　研究團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論稱(chēng)，換句話(huà)說(shuō)，“生物圈拓?fù)淇臻g中所包含的微觀狀態(tài)的數(shù)目，要比整個(gè)宇宙中所存在的全部構(gòu)型狀態(tài)數(shù)目還要多”。

　　這是一個(gè)非同尋常的研究成果，因?yàn)樗鼘⑸�物學(xué)置于宇宙學(xué)的基礎(chǔ)之上。該研究團(tuán)隊(duì)說(shuō)：“這一研究結(jié)果意義深遠(yuǎn)，它將為未來(lái)的研究開(kāi)辟各種新思路，并開(kāi)啟一個(gè)我們稱(chēng)之為生物宇宙學(xué)的新的科學(xué)領(lǐng)域。尤其是，生命信息內(nèi)容與宇宙信息內(nèi)容之間的關(guān)系可能需要從零開(kāi)始進(jìn)行重建。”