“人一定会死”这个命题能否用“永动机永远不可能造出”来肯定? 第1页

不能。

生物的持续生存所需的热力学自由能可以由外界提供，可以发生“其他变化”来走出热力学第二定律的适用范围。

量子计算可以一边擦除信息一边降低温度，只要量子计算机与环境构成的系统的总熵不减少，就不违反热力学第二定律^[1]。生物可以使用同样的机制。

宇宙是自引力系统，宇宙的熵没有上限。

涉及“永远”的时间，还意味着你要考虑宇宙的开始与最终命运：

• 宇宙要么永远存在，要么曾经不存在、有某种事件让宇宙开始。
• 如果宇宙永远存在，宇宙已经经历了无限的时间，那么你不觉得这意味着宇宙不会持续地表现为某些理论描述的那样彻底地寒冷而黑暗么。
• 如果宇宙曾经不存在，那么你要考虑到让宇宙开始的那种事件可以任意次地发生。

宇宙的总能量可能是零^[2]，物质与能量可以在“物质的正能量与引力能的负能量恰好抵消”的状态下从零能量的时空中涌现出来。有些学者用零能量的白洞来解释低密度区域中突然爆发的伽马射线暴^[3]。长远而言，这种涌现可以提供不限量的热力学自由能。

下图引自加来道雄的《Beyond Einstein: The Cosmic Quest for the Theory of the Universe》：

第二次世界大战期间，帕斯夸尔·约尔旦提出，恒星质量对应的正能量和其引力场的负能量加起来的总能量可能是零。热大爆炸宇宙学模型的创立者乔治·伽莫夫在和爱因斯坦一起过马路时谈到这样一来“真空中的量子相变产生恒星并不违反能量守恒”的想法，爱因斯坦停下了脚步，几辆路过的汽车不得不刹车来避免撞倒他们。

费曼在 1962 年第一次为零能量宇宙给出了一些计算。在数学上，单独冒出一个恒星似乎很难，冒出整个宇宙却容易得多。之后几十年间，允许宇宙的总能量为零的模型越来越多。亦有认为暗能量在不断增加的模型。

彭罗斯的共形循环宇宙论允许宇宙无限次地重新开始，他推测上一个宇宙中的超大质量黑洞可以在背景辐射里留下同心圆状的结构。在当前观测的宇宙微波背景辐射里可以找到低精度的同心圆^[4]。反对这一宇宙论的学者用类似的精度找到了一些同心等边三角形，那不能是单纯的黑洞引起的。你可以考虑那是由若干黑洞或更怪异的东西组成的生命在宇宙重新开始时屹立不倒引起的。

2015 年，彭罗斯与 V. G. Gurzadyan 提出信息可以编码在背景辐射里、跨越宇宙的重新开始传播下去^[5]。这意味着至少在数学上，生命可以在共形循环宇宙论描述的宇宙中永远存在。

参考

1. ^ Rio, L., Åberg, J., Renner, R. et al. The thermodynamic meaning of negative entropy. Nature 474, 61–63 (2011). https://doi.org/10.1038/nature10123
2. ^ Berman, M.S. On the Zero-Energy Universe. Int J Theor Phys 48, 3278–3286 (2009). https://doi.org/10.1007/s10773-009-0125-8
3. ^ https://doi.org/10.1016/j.newast.2011.07.003
4. ^ Daniel An, Krzysztof A Meissner, Paweł Nurowski, Roger Penrose, Apparent evidence for Hawking points in the CMB Sky, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 495, Issue 3, July 2020, Pages 3403–3408, https://doi.org/10.1093/mnras/staa1343
5. ^ https://arxiv.org/abs/1512.00554