物理学真的与生物学存在鸿沟？  没有！

这里是对读者jia先生的问题：熵增原理和进化论是否冲突呢？向高等生物进化不是从无序到有序吗？请问张老师该如何理解呢？的回答，这内容取自《组成论》一书221-222页，但是标题是新的，张学文2010.11.30

目前学术界有一种观点：物理学与生物学存在着鸿沟^[49]。

克劳修斯在提出热力学第二定律的同时也看到了宇宙中热量从集中到分散。这种宇宙各处的温度均匀化的过程和演化方向，导致宇宙最后因为各处没有温度（热量）差别（流动）而死气沉沉。宇宙中没有热量流动而实现的死亡就是“热寂”。它就是物理学告诉我们的“时间方向”。

达尔文的进化论揭示了地球生物由简单到复杂的进化过程，确实，如果承认复杂的生物，例如人，是从简单的生物，例如鱼，在漫长的岁月中演化来的，我们又得承认地球上自发进行着由简单到复杂的过程、由低级到高级的自然过程。这提示我们宇宙自动地走向有序和复杂，从低级走向高级。它就是生物学告诉我们的“时间方向”（实际地球上现在存在的生物物种远远不如过去那么丰富。据说现在生物物种仅是过去繁荣时期的1% 。这又提示生物物种在退化）。

这两个重要的过程的时间方向的不一致，被称为物理学与生物学的鸿沟。如果把问题再抽象化，并且补充两个认识：熵就是混乱性、无序性；熵增加就是自然界一切事物的自然方向（熵原理），那么上述的鸿沟就被上刚为宇宙学或者哲学的大问题：生物学在违反热力学原理？！

这个大问题提得妥当吗？

组成论是在学习熵概念和熵原理的基础上发展起来的认识，我们也把它称为改造后的熵。我们在广义集合概念的基础上定义了复杂程度概念，还说明物理学中的熵概念实际是复杂程度概念的特例。这个认识与“熵是事物的混乱程度无序程度”在认识是有差别的。这种差别在分子运动问题中并不明显，但是，当用到分子运动以外的场合时就差之毫厘，失之千里了。

在熵就是客观事物的复杂程度的理解下，我们自然看到熵的自发增加就是复杂程度的自发增加。它在分子运动水平上就是物体的分子运动的复杂程度的自发增加（如两个温度不同的物体的混合，其熵的加大），而在生物学水平上就可以是生物物种的多样性增加。所以新认识下的生物学与物理学都是自从简单发走向更复杂，谈不上什么鸿沟。

尽管人们用熵概念讨论生物进化，但是究竟如何利用熵的公式具体计算生物进化的熵的变化的事情好象并没有人认真的去做。笔者看来物理学中的计算热力学熵的公式本身无法计算生物新物种出现引起的熵的变化。物理学目前也不承认物质的其他层次的熵的存在，它也就没有语言（词汇、概念、规律）讨论生物学的熵和它的变化。

地球作为一个生态系统，其熵值（总复杂程度）应当包括物理学意义的热力学熵，还应当包括地质的、地理的、海洋的、大气的以及生物物种的各个层次的复杂程度（熵）。这些不同类型的、不同层次的复杂程度（熵）如何计算的问题现在远没有被学术界认识到。而这些地球生态系统的总的复杂程度在地球的数十亿年的历史中是如何变化的问题更是目前知识水平远没有达到的。在基础知识如此缺乏的背景下慌忙用熵原理议论物理学与生物学的鸿沟是没有好处的。

我们主张利用复杂程度公式计算地球生态系统的总的复杂程度以及它在数十亿年间的变化。主张考虑不同形态的复杂程度的互相转化，在这些工作进行到一定程度以后再讨论生物以至地球生态系统的总的复杂程度的变化问题。过早地研究不成熟的问题是不妥当的。

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