陶冶性情的韻律——華夏藝術（下）

3.麥克斯韋妖和細胞中的天使

　　我們前麵已經提到，這個世界無序比有序更好理解，根源在於熱力學第二定律。熱力學第二定律的基本內容可以這樣通俗地講：在一個與周圍沒有能量和物質交換的孤立係統中，運動粒子的能量差將最終消除。我們可以舉一個例子來理解，把一杯熱水和一杯冷水混合，一開始也許會感到水的一邊熱一邊冷，但過了一段時間後水溫就變得處處一樣了。如果我們把運動快和運動慢的粒子放到一個絕熱的容器中，它們會由於相互碰撞而交換功能，最終，粒子的速度會一樣。這樣一種狀態被稱作熱力學平衡，這種平衡抹除了一切差異。

　　熱力學第二定律是經過數學嚴格證明的，然而人們卻不太喜歡它，因為如果把整個宇宙看作一個孤立係統的話，就會得出一個可怕的結論：宇宙各處的能量差異最終會變得到處一樣，差異被抹去。熱力學第二定律的首倡者克勞修斯正是這麽說的，他被稱作熱寂論者，現在還大有其人在。按照這樣的說法，生命的產生就是不可能的，因為生命進化表現出與環境越來越大的差異。從這個角度講，生命確實是個奇跡。

　　麥克斯韋首先想到一個理想實驗(一種邏輯上可能而實際上做不到的實驗)來修改熱力學第二定律。假定容器中A、B部分均勻充滿了快粒子和慢粒子，在A、B間開了一條小門，門邊坐著一位不食人間煙火的小妖，它隻允許快粒子通過小門，而不允許慢粒子通過小門。可以想見，一段時間後，A集中了慢粒子，B集中了快粒子。這樣，差異(有序)自動地從無序中產生了。這個小妖被戲稱為麥克斯韋妖。

　　麥克斯韋妖立即遭到了科學家的反對，小妖要辨別快速粒子和慢速粒子，必然要消耗外界能量，那麽這個係統就不滿足孤立的條件了，小妖不能不食人間煙火！盡管如此，一些科學家還是願意在開放係統中尋找這樣一些小妖，控製論的創立者維納和我們前麵提到的莫諾就認為細胞中的酶就是這樣的小妖。因為所處係統條件不同，而且它們的能力遠遠大於麥克斯韋妖，我們寧願稱之為細胞中的天使。

　　我們知道，酶是一種生物催化劑，它具有高效性和催化性，在催化生物化學反應時，本身並不需要消耗能量。應該說，酶的專一性是很重要的，它可以保證細胞中的反應按一定的順序進行。讓我們設想一下，如果酶的催化性不專一，那麽它就可以同時催化所有的反應。細胞所有反應無選擇地發生，能算得上一種序嗎？我們可以把這些辛勤的天使看作是生命秩序的組織者。

　　也許要繼續追問，為什麽會有酶這種奇妙的東西？科學現在不能作出回答，你可以想象這是上帝的設計，但這個問題並不妨礙我們現在的研究；也許，純粹是偶然。