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生命是原子组成的吗(生命由原子组成)

时间:2023-05-25 作者: 小编 阅读量: 4 栏目名: 生活百科

生命由原子组成​生命是指一种“东西”的存在,同时,也是人类对生命现象存在的诠释有限的生命是人类发展史一直以来最大困扰,古时候多少的帝王将相为何获得永生无所不用其极,但都没有得偿所愿时至今日,尽管我们目前的科技水平、。

生命是原子组成的吗?​生命是指一种“东西”的存在,同时,也是人类对生命现象存在的诠释,下面我们就来聊聊关于生命是原子组成的吗?接下来我们就一起去了解一下吧!

生命是原子组成的吗

​生命是指一种“东西”的存在,同时,也是人类对生命现象存在的诠释。

有限的生命是人类发展史一直以来最大困扰,古时候多少的帝王将相为何获得永生无所不用其极,但都没有得偿所愿。时至今日,尽管我们目前的科技水平、生物技术如此先进,也没有突破生来病死的限制。这是为什么?组成我们身体的原子看似是可以永生的,那生命为什么不可以?我想更多的从物理学的方面回答这个问题!

宇宙的基本守恒定律

一个人的身体含有大量的化学元素,其中包括碳、氢、氧,及一些微量元素。据估计,一个70公斤的人,身体内包含10^28个原子,这些原子都来自同一个地方,就是天空中那些发光发热的恒星。

一个原子由质子、中子及电子组成。其中质子和中子为亚原子粒子,我们称之为重子,由更加基本的夸克和胶子组成,电子为基本粒子,不可再分,我们称之为轻子。原子的基本性质由原子核中质子数来决定,不同的质子数就创造了不同的元素,不同的元素又拥有不同的化学性质和不同的物理特性。

我们曾经认为生命虽然不是永恒的,但物质(质量)是永恒的,因为我们发现,不管物质经历多长时间,不管是它们被外界环境侵蚀、或者发生任何化学反应,其反应生成物的质量和参与反应的物质质量相等,我们高中时期就根据这个原理来平衡化学方程式。所以人们就得出了一个定理叫:物质(质量)守恒定理。

但随着核物理的发展,以及爱因斯坦著名的质能方程的提出,我们才发现,不管是化学反应,还是核反应,反应前后都会存在质量损失,而这部分质量就会转化为能量被释放出来。由于之前的化学反应损失的能量比较低,所以人们无法察觉。因此人们又发现之前所说的:物质守恒定律并不正确,而宇宙的基本守恒定律为能量守恒。

按照此基本定理,我们就可以知道,原子(质子、中子、电子)作为一种物质形式并不是守恒,也就是说原子只是能量的一种表现形式,它可以被创造也可以被毁灭。一个连原子都不能永生的宇宙,谈何生命守恒,宇宙中也没有生命守恒这个道理。

下面就说下,原子是怎么被创造和毁灭的

在138亿年前,宇宙中根本不存在任何组成物质的基本要素,也就是说没有任何原子,就连组成原子的质子、中子、电子也不存在,空间中只存在波动的真空能量,大约在10^-36秒,真空能量导致空间呈指数膨胀,这时的膨胀速度远远超过了光速,这种速度是我们人类无法想象的,在大约10^33秒,空间暴涨结束,此时的真空能量就被封存到了物质中,产生了大量高能基本粒子的物质和反物质对,包括我们目前标准模型已知和未知的任何粒子,我们称这个时期为热大爆炸。

这时的空间中,高能辐射相撞会自发的产生粒子和反粒子对,包括质子和反质子、中子和反中子、轻子和反轻子,而这些粒子又会瞬间自发的湮灭(毁灭)把能量归还给宇宙。按理来说,反物质和正常物质同时等量的被创造出来,也会完全湮灭,不会存在我们现在看到的物质。

如果一个宇宙的重子数是守恒的,也就是说质子和中子的数量守恒,它们永远都不会被创造出来,永远都会保持为0,也就没有我们看到的宇宙万物。正是重子数的不守恒,导致了正常物质多与反物质,反物质完全湮灭后,质子和中子才可以被保留下来。

经过宇宙的膨胀冷却,残留的质子和中子结合成原子核,随后又于电子结合形成中性原子。经过漫长的物质演化,才诞生了恒星、行星、星系,甚至是智慧生命。

之前我们一直认为,宇宙中的重子数是守恒的,中子衰变产生质子,质子和正电子结合可以产生中子,不管怎么变重子数都不会变,也就是原子可以永生,但是如果真的是这样,那么宇宙中的第一批重子就不会出现。而且,我们现在认为(大统一理论认为)现存的质子也可以发生衰变,但质子的半衰期为10^35年,比宇宙现存的年龄都要长得多。但我们人体中存在10^28个原子,也就是说不到两年的时间,我们身体内的一个质子就会发生衰变。质子数决定了原子的性质,质子的衰变就意味着原子的死亡。

所以原子并不能永生,它既可以被创造也可以被毁灭。

原子都不守恒,生命谈何永恒

关于生命永恒就涉及到了生物学,其实科学家关于生命为何不能像物质、或者原子那样拥有很长的寿命,也给不出终极的答案。因为我们认为只要给细胞提供充足的能量,细胞也能无限的分裂下去,它的分裂过程无法就是消耗的点能量而已,但是事实却不是这样的。

一个细胞的分裂次数是有限的,人体细胞相当于每2.4年更新一代。经实验发现,人体细胞在培养条件下平均可培养50代,每一代相当于2.4年,称为弗列克系数。 据此,人的平均寿命应为2.4乘50=120岁。

还有一种解释是,人体细胞染色体的端粒,每分裂复制一次就会缩短一些,直到端粒缩短到无法再缩短的情况,细胞就会凋亡,细胞生到死的过程就是生命衰老的过程。

但是不管怎样解释,这些都只是解释人为何会衰老,而没有解释生命为何不能在供给能量的情况下与原子同寿。

这也许就是自然的法则,一切都逃不过时间之熵,热力学定律告诉我们,一个系统会从有序到无序发展,一堆沙子最终会被大自然抹平,一座高楼最后都会坍塌,一个生命体最终都会归于尘土。

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