原子可以永生,为何由原子组成的生命不能永生?

科技 12-26 阅读:2638 评论:30

生命的历程是有限而珍贵的,它短暂至极,使人类自开天辟地以来就一直在追求长生不老。

看那古代的达官贵人,他们为了长生不老无所不用其极,但结果总是不尽人意,他们终究化为尘土,从大地而来又复归于大地。

随着科技的发展,人类的寿命在持续增长,然而无论时间如何推移,每个人的生命终将走到尽头,死亡是自然界中的铁律,无人能幸免。

有些人就质疑了,生命由原子构成,而原子是永恒的,为何生命就不能长存呢?

接下来,我们将从物理学的角度来探讨这一问题。

以人类为例,我们的身体是由无数原子集结而成。以一个体重70公斤的成人为例,体内约有10的28次方个原子。这些原子追溯源头,皆诞生于闪耀夜空的星辰,当然不是指现在我们所见的星辰,而是亿万年前的那些星辰。

星辰是元素的熔炉,这里就不详细展开这个话题了。

原子由原子核和环绕其的电子组成,原子核内部又有质子和中子,我们称质子和中子为重子,它们由第三种夸克通过胶子连接而成。电子则是不可分割的基本粒子,被我们归为轻子。

原子的性质主要由原子核中的质子数量所决定,不同的质子数对应不同的元素,而每种元素拥有其独特的化学和物理属性。

长期以来,我们曾以为生命虽然短暂,但物质即质量是永恒的。这种观念与我们的日常生活经验相符,因为在自然环境中,无论经历何种变化,物质的质量始终保持不变,这是我们从初中到高中物理课上学到的守恒定律,即物质守恒定律。

然而,随着科学家对微观粒子的深入研究,发现情况并非如此。爱因斯坦提出著名的质能方程,指出无论是化学反应还是核反应,都会有质量的亏损,这些亏损的质量转化成能量释放出来。

之所以我们以为化学反应前后质量保持不变,是因为质量的亏损微乎其微,我们几乎察觉不到,因此通常忽略不计。根据质能方程,能量等于质量乘以光速的平方,微小的质量就能释放出巨大的能量。

由此看来,质量并非守恒,能量才是守恒的。换言之,原子只是能量的某种表现形式。若真是如此,原子也就不可能是永恒的,它可以产生,也可以消灭。

因此,“原子是永恒的”这一观点并不准确。原子都不能长存,那么由原子组成的生命又怎能谈论永恒?

那么问题来了,原子究竟是如何产生和消灭的?

我们都知道,宇宙起始于138亿年前的大爆炸,大爆炸初始,宇宙中并没有物质,只有波动的真空能量。

在大约10的负36次方秒,真空能量引发空间急剧膨胀,速度甚至超过光速。

空间膨胀在10的负33次方秒后结束,生成了大量高能粒子,以物质和反物质的形式出现,这一时期被称作“热大爆炸”。

按理说,物质与反物质,例如质子与反质子,中子与反中子等会自动湮灭,将能量归还宇宙,物质世界本不应存在。

换言之,如果宇宙中的重子数(质子和中子的数量)是守恒的,物质永远无法产生。但正因为重子数不守恒,物质比反物质略多,使得质子和中子得以留存。

保留下来的基本粒子在宇宙冷却过程中相互结合,经年累月的演变,形成了我们今天所见的星辰大海。

同时,中子可衰变为质子,质子和正电子结合能产生中子,看似无论怎样重子数都不会变化,似乎原子可以永生,但这并非事实。

根据大统一理论,质子会发生衰变,尽管其半衰期极长,高达10的35次方年,甚至超出了宇宙的年龄。

然而,以人体内10的28次方个原子计算,每两年内人体内就会有一个质子发生衰变。质子是决定原子性质的关键,质子衰变意味着原子的消亡。

既然原子不能永生,那么生命的长生也就无从谈起。

我们从原子性质的角度分析了永生问题,现在我们再从生物学的角度来探讨生命与永生。

现代生物学告诉我们,生命由细胞构成,细胞分裂次数是有限的,不同物种的细胞分裂次数各异。

以人类为例,人体细胞每2.4年更换一代,人体细胞大约能分裂50次,这样计算,人类的平均寿命应为50乘以2.4,也就是120岁左右。但实际上,寿命长短受多种因素影响,很少有人能活到120岁。

细胞分裂次数之所以有限,与染色体端粒有关,端粒控制着细胞分裂。细胞每分裂一次,染色体端粒就缩短一些。当端粒缩短至无法再短时,细胞便不能再分裂,新生细胞减少,人体自然走向衰老。

至于为何染色体端粒会磨损,这或许是自然法则,所有运动都有损耗。或者从熵的角度来看,一切都难逃时间之矢。

熵增原理表明,任何封闭系统都会自发地从有序转变为无序,即混乱,这个过程不可逆。

高楼终将倾塌,沙丘城堡终会被抹平,成为无序的沙粒,生命也是如此,最终会“灰飞烟灭”,随着时光长河,走向无序的混乱状态,回归大自然!

网友评论

精彩评论
  • 2025-02-24 22:56:43

    原子只是寿命长而已,即使把这个长按照相对永生也不能说生命可以永生,只能说可以重组,但重新后谁知道谁是谁…就像旧房子拆了用旧砖磊了个厕所,但厕所用的砖也不一定都是来自那个房子,还是水,泥,木头等各种材料,除非你把房子拆了把材料重新收集起来再盖,但那可能该叫维修了,所以啊,永生很难的…

  • 2025-02-12 16:30:03

    有没有每个原子都一样,只不过是能量状态不一样

  • 2025-05-01 08:26:44

    永生个屁,传说中的中子星由中子组成,夸克星由夸克组成,甚至黑洞🕳️,最终和反物质一起灰飞烟灭!你还能看到原子的踪迹吗?

  • 2025-01-22 06:05:36

    一看就是个没知识的,所有的原子都有半衰期,也就是它们有寿命。

  • 2025-01-23 23:34:33

    原子也不可能永生,只是寿命相对长一点。

  • 2025-01-18 19:08:33

    众生不能像原子一样永生,是因为生命层次无法触及原子世界,而佛做到了[点赞][点赞]

  • 2025-03-14 02:17:43

    问了deekseep,这个题目不难。 在不考虑宇宙大撕裂的前提下: 1. 物理永生:若质子永不衰变,原子理论上可永恒存在 2. 实用永生:在当前宇宙年龄(138亿年)的 \(10^{23}\) 倍时长内,原子结构几乎不会自发解体 3. 相对永生:相比生物体(数十年)和恒星(百亿年),原子时间尺度接近"永生"概念 但需注意:任何涉及基本粒子稳定性的理论都可能被未来物理发现修正,这是科学认知的固有特性。想知道详细内容去问deekseep。

  • 2025-04-17 22:29:58

    寿命长的粒子应该是中微子吧

  • 2025-03-03 00:39:36

    沙子的寿命和沙堡的寿命有一毛钱关系么?

  • 2025-04-21 22:24:49

    请解释下核裂变与核聚变,原子还是原来的原子吗?

  • 2025-02-19 13:56:15

    相是一种秩序,具有相对性。就像高中的班级,从我的角度,毕业了,班级就散了,但我还是我;从班级的角度,班级还在那,我们只不过是这个班级吃进去吐出来的食物而已。

  • 2025-03-01 23:09:24

    用熵来解释!如果能量不是永恒存在的话,这个世界终将变为无![呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑]

  • 2025-04-16 16:43:47

    问题身体里的原因随时都在更新啊

  • 2025-04-17 19:09:45

    作者,你得同中子星,黑洞的爱好者说清楚。他们认为黑洞,中子星没原子,也没元素。我认为黑洞肯定存在原子,中子星也存在部份原子。你标题说原子可以永生。老纳表示认同,包括黑洞,中子星都含少量原子。

  • 2025-03-03 17:06:57

    生命按普利高津理论,是有负熵的。我理解生命是物质能量聚集起来在消耗中产生的有序。

  • 2025-04-23 16:49:29

    分久必合,合久必分,生命也许并没有消失,只是分散了

  • 2025-03-01 20:16:33

    就像一个公司由很多人组成,最后也是倒闭了。但是公司倒闭了又不是所有这个公司的人都死了。

  • 2025-02-06 12:46:19

    放射原子才有半衰期

  • 2025-03-14 10:22:48

    把一堆原子聚集到一起形成一个个体生命必然要消耗某个力,这个力用完了这堆原子就散架了[抠鼻][抠鼻][抠鼻]想要让这堆原子不散架必须得补充这个力[抠鼻][抠鼻][抠鼻]大伙以前跟我来修仙[抠鼻][抠鼻]

  • 2025-02-28 19:33:25

    原子也是在变化的,

  • 2025-01-21 12:10:41

    原子也有寿命的,只不过寿命很长,人类观察不到而已

  • 2025-04-24 16:57:27

    所以人应该及时行乐,有同样观点的美女私信老夫[呲牙笑]