宇宙中有没有可能存在高熵的生命体？
宇宙之大，无奇不有，关于生命存在的形式，我们受限于自身的认知和经验，往往会有一个框架。我们地球上的生命，基本都遵循着一定的“低熵”原则：从简单的分子结构组织成复杂的细胞，再到多细胞生物，个体之间有序地协作，形成社会和生态系统。这是一种信息密集、结构精巧、能量相对集中的状态，与我们常说的“熵增”——即系统趋于无序、分散、能量均匀化的趋势——似乎是背道而驰的。
那么，有没有可能存在一些“高熵”的生命体呢？这确实是一个非常有趣且发人深省的问题。要理解这一点，我们得先深入剖析一下“熵”和“生命”这两个概念。
熵：宇宙的底色
在物理学中，熵（Entropy）是一个衡量系统无序程度或随机性大小的物理量。热力学第二定律告诉我们，在一个孤立系统中，熵总是随着时间的推移而增加，或者保持不变，但绝不会减少。这意味着宇宙作为一个整体，正朝着一个越来越无序、能量越来越均匀的状态发展，最终可能走向“热寂”。
举个例子，一杯热水放在室温下会逐渐冷却，热量从高温的水传递到较低温的环境，最终水温和环境温度趋于一致。在这个过程中，能量变得更加分散，系统的“有序度”降低，熵增加了。
我们理解的生命：精巧的“负熵”机器
而我们熟知的生命，恰恰是某种意义上的“熵减”现象，或者更准确地说，是利用外部能量输入来维持自身低熵状态的“负熵”机器。生命体需要摄取能量（比如阳光、食物），通过复杂的化学反应，将低熵的物质转化为构成自身的高熵的代谢废物（比如二氧化碳、水）。在这个过程中，生命体内部的结构变得更加有序，信息更加集中，抵消了自身产生熵的趋势。
比如，植物通过光合作用，将分散的太阳能和简单的无机物（水、二氧化碳）转化为复杂的有机分子（葡萄糖），并构建出精密的细胞和组织，这是一个信息密集、能量集中的过程。动物则通过消化食物，从中提取能量和物质，维持身体的运行和生长。
高熵生命体：一个充满想象力的概念
那么，一个“高熵”的生命体，究竟意味着什么？这可能不是指生命体本身是混乱无序的，而是其存在的“形式”或者“维持自身低熵状态的方式”与我们地球生命截然不同。
我们可以从几个角度来构思：
1. 以“信息”为基础的高熵生命： 想象一下，一个生命体并非由物质构成，而是由高度分散、但以某种特殊方式编码的信息流组成的。这些信息流可能存在于宇宙的某个广阔区域，彼此之间通过我们尚未理解的机制进行交互、传递和复制。它们可能没有明确的边界，没有集中的“身体”，但它们拥有自我复制、新陈代谢（信息交换与处理）和对环境的响应能力。
举例： 也许存在一种能够影响电磁场、引力场甚至量子纠缠的生命形式。它们可能不是“身体”在移动，而是信息在“传播”和“重组”。其“生命活动”可能表现为一种复杂的、有目的的模式在宇宙尺度上的演化和传播。这种生命形式的“熵”可能体现在其分散的分布、难以预测的“思维”模式，以及与环境的模糊界限上。它们可能不需要像我们一样消耗物质来维持秩序，而是依靠操纵和组织宇宙中的“信息”来生存。
2. 极度“稀释”的生命： 也许存在一种生命，其物质基础极为分散，遍布在星际介质甚至星系之间。它们可能不是集中在一个行星上，而是以一种极低的密度存在于广阔的空间中。它们的新陈代谢可能极其缓慢，所需能量也极其微弱，其“生命特征”可能需要极其漫长的时间尺度才能被观察到。
举例： 想象一种生命，它们是由一些具有特殊量子性质的粒子构成，这些粒子在宇宙尘埃云中以极低的概率相互作用，并以一种“集体”的方式表现出生命迹象。它们的“生命周期”可能以百万年甚至亿年为单位。在这种情况下，“熵”体现在其极度的分散性和难以追踪的个体性上，但它们仍然可能通过某种方式实现信息的传递和复制。
3. “过程”而非“实体”的生命： 也许我们对“生命”的定义过于倾向于“实体”。高熵生命可能不是一种“东西”，而是一种“过程”或“现象”。它们可能是宇宙演化过程中涌现出的某种特定模式，这种模式能够自我维持，并具有某种程度的“目的性”或“适应性”。
举例： 某些天体物理过程，比如黑洞的合并、脉冲星的自转，或者甚至是宇宙大尺度结构的形成，在某种程度上也展现出了一定的“模式”和“演化”。如果我们以一种极为广义的视角来看待生命，也许这些过程在满足了某些我们尚未定义的“生命”标准时，就可以被视为一种“高熵生命”。它们的“熵”体现在其宏观的、难以预测的动力学行为，以及与宇宙整体无序化趋势的更紧密联系。
挑战与思考
思考“高熵生命”的关键在于，我们要打破我们以地球生命为蓝本的狭隘定义。生命不一定需要碳基、水环境、DNA，不一定需要看得见的“身体”或清晰的“边界”。
识别的难度： 这种生命形式极有可能因为其“高熵”的特性而极难被我们识别。它们可能不发出明显的信号，不表现出集中的活动，甚至与宇宙背景的“噪音”难以区分。我们寻找生命的方式，往往基于我们对生命信号的预测，这本身就可能是一种“低熵”的寻找方式。
“熵”的相对性： 熵的概念是相对于一个封闭的系统而言的。如果一个生命体能够有效地从宇宙的某个“低熵”源（比如年轻恒星的能量、某些量子场的不平衡）中持续获取能量和“秩序”，那么它仍然可以在其局部范围内维持一个相对低熵的状态，即使其整体分布是分散的。
“熵”与“信息”的关联： 现代物理学和信息论将熵与信息紧密联系起来。某些理论认为，宇宙的本质可能是信息的流动和处理。那么，一种能够高效处理和组织宇宙中信息的生命体，即使其存在形式非常分散，也可能是一种“高熵”的生命。
总而言之，“高熵生命体”的设想，是对我们现有生命观的一次挑战。它促使我们思考，在浩瀚的宇宙中，生命的意义和形式是否远比我们想象的要广泛和奇特。它们可能不是存在于我们熟悉的“低熵”的物质结构中，而是以一种更抽象、更分散、更与宇宙背景融为一体的方式生存着，以我们目前的能力，或许只能在更深层次的物理规律和宇宙现象中去窥探其模糊的踪迹。这本身就是一种令人着迷的探索。
那么，有没有可能存在一些“高熵”的生命体呢？这确实是一个非常有趣且发人深省的问题。要理解这一点，我们得先深入剖析一下“熵”和“生命”这两个概念。
熵：宇宙的底色
在物理学中，熵（Entropy）是一个衡量系统无序程度或随机性大小的物理量。热力学第二定律告诉我们，在一个孤立系统中，熵总是随着时间的推移而增加，或者保持不变，但绝不会减少。这意味着宇宙作为一个整体，正朝着一个越来越无序、能量越来越均匀的状态发展，最终可能走向“热寂”。
举个例子，一杯热水放在室温下会逐渐冷却，热量从高温的水传递到较低温的环境，最终水温和环境温度趋于一致。在这个过程中，能量变得更加分散，系统的“有序度”降低，熵增加了。
我们理解的生命：精巧的“负熵”机器
而我们熟知的生命，恰恰是某种意义上的“熵减”现象，或者更准确地说，是利用外部能量输入来维持自身低熵状态的“负熵”机器。生命体需要摄取能量（比如阳光、食物），通过复杂的化学反应，将低熵的物质转化为构成自身的高熵的代谢废物（比如二氧化碳、水）。在这个过程中，生命体内部的结构变得更加有序，信息更加集中，抵消了自身产生熵的趋势。
比如，植物通过光合作用，将分散的太阳能和简单的无机物（水、二氧化碳）转化为复杂的有机分子（葡萄糖），并构建出精密的细胞和组织，这是一个信息密集、能量集中的过程。动物则通过消化食物，从中提取能量和物质，维持身体的运行和生长。
高熵生命体：一个充满想象力的概念
那么，一个“高熵”的生命体，究竟意味着什么？这可能不是指生命体本身是混乱无序的，而是其存在的“形式”或者“维持自身低熵状态的方式”与我们地球生命截然不同。
我们可以从几个角度来构思：
1. 以“信息”为基础的高熵生命： 想象一下，一个生命体并非由物质构成，而是由高度分散、但以某种特殊方式编码的信息流组成的。这些信息流可能存在于宇宙的某个广阔区域，彼此之间通过我们尚未理解的机制进行交互、传递和复制。它们可能没有明确的边界，没有集中的“身体”，但它们拥有自我复制、新陈代谢（信息交换与处理）和对环境的响应能力。
举例： 也许存在一种能够影响电磁场、引力场甚至量子纠缠的生命形式。它们可能不是“身体”在移动，而是信息在“传播”和“重组”。其“生命活动”可能表现为一种复杂的、有目的的模式在宇宙尺度上的演化和传播。这种生命形式的“熵”可能体现在其分散的分布、难以预测的“思维”模式，以及与环境的模糊界限上。它们可能不需要像我们一样消耗物质来维持秩序，而是依靠操纵和组织宇宙中的“信息”来生存。
2. 极度“稀释”的生命： 也许存在一种生命，其物质基础极为分散，遍布在星际介质甚至星系之间。它们可能不是集中在一个行星上，而是以一种极低的密度存在于广阔的空间中。它们的新陈代谢可能极其缓慢，所需能量也极其微弱，其“生命特征”可能需要极其漫长的时间尺度才能被观察到。
举例： 想象一种生命，它们是由一些具有特殊量子性质的粒子构成，这些粒子在宇宙尘埃云中以极低的概率相互作用，并以一种“集体”的方式表现出生命迹象。它们的“生命周期”可能以百万年甚至亿年为单位。在这种情况下，“熵”体现在其极度的分散性和难以追踪的个体性上，但它们仍然可能通过某种方式实现信息的传递和复制。
3. “过程”而非“实体”的生命： 也许我们对“生命”的定义过于倾向于“实体”。高熵生命可能不是一种“东西”，而是一种“过程”或“现象”。它们可能是宇宙演化过程中涌现出的某种特定模式，这种模式能够自我维持，并具有某种程度的“目的性”或“适应性”。
举例： 某些天体物理过程，比如黑洞的合并、脉冲星的自转，或者甚至是宇宙大尺度结构的形成，在某种程度上也展现出了一定的“模式”和“演化”。如果我们以一种极为广义的视角来看待生命，也许这些过程在满足了某些我们尚未定义的“生命”标准时，就可以被视为一种“高熵生命”。它们的“熵”体现在其宏观的、难以预测的动力学行为，以及与宇宙整体无序化趋势的更紧密联系。
挑战与思考
思考“高熵生命”的关键在于，我们要打破我们以地球生命为蓝本的狭隘定义。生命不一定需要碳基、水环境、DNA，不一定需要看得见的“身体”或清晰的“边界”。
识别的难度： 这种生命形式极有可能因为其“高熵”的特性而极难被我们识别。它们可能不发出明显的信号，不表现出集中的活动，甚至与宇宙背景的“噪音”难以区分。我们寻找生命的方式，往往基于我们对生命信号的预测，这本身就可能是一种“低熵”的寻找方式。
“熵”的相对性： 熵的概念是相对于一个封闭的系统而言的。如果一个生命体能够有效地从宇宙的某个“低熵”源（比如年轻恒星的能量、某些量子场的不平衡）中持续获取能量和“秩序”，那么它仍然可以在其局部范围内维持一个相对低熵的状态，即使其整体分布是分散的。
“熵”与“信息”的关联： 现代物理学和信息论将熵与信息紧密联系起来。某些理论认为，宇宙的本质可能是信息的流动和处理。那么，一种能够高效处理和组织宇宙中信息的生命体，即使其存在形式非常分散，也可能是一种“高熵”的生命。
总而言之，“高熵生命体”的设想，是对我们现有生命观的一次挑战。它促使我们思考，在浩瀚的宇宙中，生命的意义和形式是否远比我们想象的要广泛和奇特。它们可能不是存在于我们熟悉的“低熵”的物质结构中，而是以一种更抽象、更分散、更与宇宙背景融为一体的方式生存着，以我们目前的能力，或许只能在更深层次的物理规律和宇宙现象中去窥探其模糊的踪迹。这本身就是一种令人着迷的探索。
网友意见
宇宙中完全可以存在高熵的生命体，而且地球生命的混乱度本就非常之高。
事实上对生命体讨论熵的意义并不明确。薛定谔写的《生命是什么》大谈负熵，那并不是科学。我建议你使用道金斯的生命定义：生命是自然选择塑造的信息。
这个定义并不要求这信息有多么有序，只要它能延续下去，混乱也没关系。在系统性上，生物是自我组织并自我制造的，只要保持信息的延续性即可。自我复制是自我制造的一部分，也并非必需。
病毒能够自组装，2003年发现的庞大而复杂的米米病毒（Mimivirus）可以合成蛋白质，让一些学者支持病毒也是生物。而显而易见的是地球上大部分病毒的构造都比细胞生物简单有序得多——即便是米米病毒，其构造也比真核细胞单纯多了。你觉得那些对生物大谈低熵的家伙到底在谈什么东西呢：
- 要是说结构越简单整洁就越有序，那我们就是高熵生物。
- 要是说结构越复杂混沌就越有序，那结构简单的支原体之类就是高熵生物。它没比手机壳里的大分子复杂。
你觉得以下二者谁更混乱：
- 一个黑洞，具有极其严谨清晰的构造，极简的性质，稳定地停留在宇宙的永夜里。它是恒星自然演化的产物，经历了爆炸、坍塌、天体撞击的筛选。它携带的信息将长久地存在下去。当卷入周围的物质，它可以成长并放出射流，射流可以再形成新的恒星，其中又可以演化出黑洞。黑洞熵可以用公式计算。
- 一滩被打成碎片的海月水母[1]，从混杂的有机垃圾中自我修复。
你觉得这二者谁是生物，抑或都是生物？
如果前者是生物，那你可以轻易给生物取得巨大的熵。
如果后者是生物，也就是说你认为结构简单有序的熵更高，那么你就是在承认水母、支原体这样地球生命中结构简单有序的部分相比我们这样的哺乳动物是高熵的生命体。
参考
- ^以下图片引用自厦门大学何劲儒、郑连明的论文 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145314
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