【原】生命由原子組成，既然原子可以永生，為什么生命不行？

宇宙時空探索 2022-05-23 發(fā)布于河南

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生命是指一種“東西”的存在，同時，也是人類對生命現(xiàn)象存在的詮釋。

有限的生命是人類發(fā)展史一直以來最大困擾，古時候多少的帝王將相為何獲得永生無所不用其極，但都沒有得償所愿。時至今日，盡管我們目前的科技水平、生物技術如此先進，也沒有突破生來病死的限制。這是為什么？組成我們身體的原子看似是可以永生的，那生命為什么不可以？我想更多的從物理學的方面回答這個問題！

宇宙的基本守恒定律

一個人的身體含有大量的化學元素，其中包括碳、氫、氧，及一些微量元素。據估計，一個70公斤的人，身體內包含10^28個原子，這些原子都來自同一個地方，就是天空中那些發(fā)光發(fā)熱的恒星。

一個原子由質子、中子及電子組成。其中質子和中子為亞原子粒子，我們稱之為重子，由更加基本的夸克和膠子組成，電子為基本粒子，不可再分，我們稱之為輕子。原子的基本性質由原子核中質子數(shù)來決定，不同的質子數(shù)就創(chuàng)造了不同的元素，不同的元素又擁有不同的化學性質和不同的物理特性。

我們曾經認為生命雖然不是永恒的，但物質（質量）是永恒的，因為我們發(fā)現(xiàn)，不管物質經歷多長時間，不管是它們被外界環(huán)境侵蝕、或者發(fā)生任何化學反應，其反應生成物的質量和參與反應的物質質量相等，我們高中時期就根據這個原理來平衡化學方程式。所以人們就得出了一個定理叫：物質（質量）守恒定理。

但隨著核物理的發(fā)展，以及愛因斯坦著名的質能方程的提出，我們才發(fā)現(xiàn)，不管是化學反應，還是核反應，反應前后都會存在質量損失，而這部分質量就會轉化為能量被釋放出來。由于之前的化學反應損失的能量比較低，所以人們無法察覺。因此人們又發(fā)現(xiàn)之前所說的：物質守恒定律并不正確，而宇宙的基本守恒定律為能量守恒。

按照此基本定理，我們就可以知道，原子（質子、中子、電子）作為一種物質形式并不是守恒，也就是說原子只是能量的一種表現(xiàn)形式，它可以被創(chuàng)造也可以被毀滅。一個連原子都不能永生的宇宙，談何生命守恒，宇宙中也沒有生命守恒這個道理。

下面就說下，原子是怎么被創(chuàng)造和毀滅的

在138億年前，宇宙中根本不存在任何組成物質的基本要素，也就是說沒有任何原子，就連組成原子的質子、中子、電子也不存在，空間中只存在波動的真空能量，大約在10^-36秒，真空能量導致空間呈指數(shù)膨脹，這時的膨脹速度遠遠超過了光速，這種速度是我們人類無法想象的，在大約10^33秒，空間暴漲結束，此時的真空能量就被封存到了物質中，產生了大量高能基本粒子的物質和反物質對，包括我們目前標準模型已知和未知的任何粒子，我們稱這個時期為熱大爆炸。

這時的空間中，高能輻射相撞會自發(fā)的產生粒子和反粒子對，包括質子和反質子、中子和反中子、輕子和反輕子，而這些粒子又會瞬間自發(fā)的湮滅（毀滅）把能量歸還給宇宙。按理來說，反物質和正常物質同時等量的被創(chuàng)造出來，也會完全湮滅，不會存在我們現(xiàn)在看到的物質。

如果一個宇宙的重子數(shù)是守恒的，也就是說質子和中子的數(shù)量守恒，它們永遠都不會被創(chuàng)造出來，永遠都會保持為0，也就沒有我們看到的宇宙萬物。正是重子數(shù)的不守恒，導致了正常物質多與反物質，反物質完全湮滅后，質子和中子才可以被保留下來。

經過宇宙的膨脹冷卻，殘留的質子和中子結合成原子核，隨后又于電子結合形成中性原子。經過漫長的物質演化，才誕生了恒星、行星、星系，甚至是智慧生命。

之前我們一直認為，宇宙中的重子數(shù)是守恒的，中子衰變產生質子，質子和正電子結合可以產生中子，不管怎么變重子數(shù)都不會變，也就是原子可以永生，但是如果真的是這樣，那么宇宙中的第一批重子就不會出現(xiàn)。而且，我們現(xiàn)在認為（大統(tǒng)一理論認為）現(xiàn)存的質子也可以發(fā)生衰變，但質子的半衰期為10^35年，比宇宙現(xiàn)存的年齡都要長得多。但我們人體中存在10^28個原子，也就是說不到兩年的時間，我們身體內的一個質子就會發(fā)生衰變。質子數(shù)決定了原子的性質，質子的衰變就意味著原子的死亡。

所以原子并不能永生，它既可以被創(chuàng)造也可以被毀滅。