Jeremy England - 物理学家兼拉比

读《Origin》(《The Da Vinci Code》 - 达芬奇密码,作者Dan Brown 的新作,2017出版)时发现小说中的物理教授,Jeremy England 的人物原型是个同名的真实人物。真实生活中的England是MIT的生物物理教授,今年(2020)才38岁。England提出了基于热力学第二定律的生命起源假说,认为生命必然产生,在物理学和生物学界掀起了波澜。“Origin”讲的是一个狂热的无神论者不惜牺牲无辜生命来证明生命源之自然的故事。作者将England的假说和模拟生命起源的Miller实验(见“一个探索生命之源的实验”,link)掺合在里面,生色不少。不料England是个虔诚的犹太教徒,对被在小说中描写成这样一个无神论者很不满意。他认为科学根本无法回答宗教信仰的问题,科学研究的是可以预测(predictable)的事情,而God管的是未来的不确定性(uncertainty);所谓物理定律(laws of physics) 是人类为了理解世界建立的模型(made up),并非哪里有个写好了的规律(这与我们从小被灌输的所谓“唯物主义“大相径庭);信仰规范人类的行为,这远超乎科学的能力之外……。更有意思的是,他在2013年提出了基于热力学第二定律的生命起源假说,2018年他被授以拉比(rabbi)神职(犹太教的拉比首先是犹太教学者(scholar),通常(但不一定)主持或就职犹太教堂(synagogue))。所以现在物理教授是England的第一职业,拉比是他的第二职业,并行不悖。

热力学第二定律有多种表达。一种是“對於任何的过程,其熵的变化总和必定大於或等於零”。总和包括了过程发生的系统及其环境,也就是说,任何过程都是总墒增加的过程。而墒增也即无序增加,意味着过程发生的系统及其环境总的无序度增加。用统计物理的语言来说:墒增过程即发生几率更大的过程。比如沙滩上用沙堆起来的沙堡(sand castle) 比散沙有序,所以最终回归成散沙。散沙状态比沙堡状态的可能性大的多。任何生命体都比组成它的原子们的无结构状态要有序的多,所以最终会解体(死亡),死亡比永生的可能性大的多。England 的假说前提很简单:在有外力(太阳)做功(work)和有巨大热容的heat bath (散热池?,大气和海洋)的前提下,太阳外力作用于自由态的原子们,转化成能量(被吸收),未被吸收的部分以热量形式散发到海洋和大气。我的理解这就是中学物理就教的“功=能量+热量”。然后,他的假说是:在这个过程中,虽然自由态的原子们转变成有结构的生命体本身是熵减,但是散发到大气和海洋的热量使大气和海洋的无序度增加(可以理解为热量使大气和海水分子振动增加即无序增加),结果是总熵增加;由于生命的特征之一是复制(生命延续),可以最有效地使这个熵增过程重复产生……。结论就是生命形成是必然的,并非迄今一般认为是偶然(with luck)出现的。当然他有许多推导,以上是本文作者对他的假说的粗浅理解,茶余酒后的聊天。

有兴趣的读者可以搜索“Jeremy England”,查找有关报道。本人对热力学,尤其是犹太教,所知甚浅,以上只是读书(Origin)偶得,请专家指证。

Dex 12/2/2020


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