生物地球化学研究实验样品微观图像显微镜
在我们所能感知的这个宇宙中，只有生命物质在抗拒着热力学
第二定律。生命物质不断提高自身有序化的水平，使信息积累和遗
传，终于造就了不同于其他宇宙物质的智慧文明。当然，在宇宙发
展的增熵洪流中，生命现象只是一个小小的逆流旋涡。虽然我们至
今还不理解宇宙物质在局部出现这种元素自组织现象的目的是什么
(如果宇宙有一个目的的话)，但我们已经知道这种元素自组织现象
的起因是原子的结构缺陷。元素寻求结构完美的天性引起元素间的
相互作用。在原子相互耦合的过程中，来自太阳的能量被捕获在有
序化的元素群中。借助于这一过程，生命得以汲取能量、组建信息
，希望永世长存。在原则上，只要通过C、H和O这几个基本元素的
耦合和解耦就可以使能量周转了；但生命并不满足于此，获取更多
能量是生命永恒的目标。通过吸收和同化更多种类的元素，生命吸
收和使用能量的效率逐渐提高。虽然这种生命获得能量的过程发生
在原子和分子的水平上，但它的后果是全球生态系统的建立。当代
生物地球化学研究的重要内容之一，即是将微观和宏观尺度的元素
耦合研究统一起来，以解释重大的地质一生物进化事件，并预测生
命与环境关系的未来。
“宇宙不是完美的吗?为什么宇宙间会有这么多具有缺陷性结
构的元素呢?”回答正是：“宇宙不是完美的。”我们所栖身的宇
宙由大爆炸产生，较后在热力学平衡中消亡，完美的宇宙在哪里呢
?宇宙本身只是一个过程。现在宇宙中的许多物质(包括化学元素)
是宇宙运作过程的中间产物或“半成品”；这些“半成品”是不完
美的，但它们承载着对我们生命来说非常重要的任务，即能量传输
。在宇宙的迅速膨胀中，重力场和热力场变得不是很平坦，在这些
力场的皱褶处，具有缺陷性结构的原子相互耦合、相互作用，使能
量出现局部聚集。这种在宇宙皱褶处的能量聚集为一些元素系统提
供了额外能源，使这些系统得以逆热力学而行。当这些元素从无序
转向有序时，生命就出现了。如果有一天．当宇宙发展到了质能完
全均衡的“完美”阶段，整个宇宙将变得十分平坦，一切皱褶都消
逝了，一切元素都将变得像惰性气体原子一样，处于严格对称和完
美的结构之中，元素之间的相互作用不再存在，能量不再流通；到
那时，生命存在的基础也不复存在了。
