给你讲一个故事，一个持续了138亿年的、奇怪、宏大又浪漫的故事，故事的终点，是此刻的你和我。 我们在学校里学过，在任何自然过程中，熵总是增加的：“随着时间的推移，一切都倾向于从有序状态向无序状态发展。”这是形成于19世纪的热力学第二定律的流行解释。 在人们的普遍认识中，熵与无序是同义词，世界似乎将势不可挡地走向无序和混乱。 然而宇宙的故事却正好与此相反。宇宙一直在不可阻挡地变得更加有序。它是从一种最无序的物质状态起步的，一个充满炽热气体的球。这些气体并没有明显的结构，在这十万分之一的范围内，各处的温度都一模一样，比你现在周围空气的温度还要均匀。 然而，就从这种简单、平凡、毫无前途的状态中产生了一个复杂而美妙的宇宙。每一颗恒星和行星，以至每一个星系都源于这种无序。每一朵云、每一滴雨、每一首旋律、每一个想法都源于这种无序。从窗台上瀑布一样倾泻而下的花也同样源于这种无序。 因此，如果一切都趋于更加无序，那么我们究竟是怎么发展到现在的状态呢？ 对于这个矛盾，有一个简单的解决方案，不过这可能会让你意外：熵并不等同于无序。

在前面的节目中，我收到了两位朋友发来的提问，问题非常好，我决定以这两个问题为起点，开始今天的思维探索之旅。 范德彪西提了个问题：如果这个宇宙是大爆炸产生的，那么现有的宇宙空间应该是一个球形，我们的地球极大概率不处于这个球的圆心上。可我们用望向宇宙深处时，看到了130亿年前的影像，这是距宇宙大爆炸不太久后的样子。如果用此方法向前后左右上下各观察一次，获得每个方向上可观察宇宙边界的距离，是不是就能计算出地球所处的宇宙相对空间了？ 结合学过的内容，从地球观察宇宙各方向，星系又是似分布均匀，这不证明地球正好在宇宙的中心吗？难道真的这么巧？ 不要休息日搞装修提了另外一个问题：请问宇宙的有限如何描述？比如我们说一个弹珠有限是因为它有明显的边界，而宇宙的有限之外是空吗？如果我们跑到宇宙边缘，会看到什么？

今天的我们总会被各种各样的科学结论直接喂饱，打开各种视频网站，你会看到很多言之确凿的理论，再配上一些星球和星系的画面，仿佛我们已经站在上帝视角看穿了宇宙的一切。但实际上，你看到的那些画面，绝大多数都是计算机模拟的，我们没有、也不可能有那样的设备，在俯视角看到宇宙的全貌、再把画面传回地球。 和这些内容相反，我更感兴趣的，是发掘这样一个过程：渺小的人类，凭借双脚站在这个像沙粒一般的小星球上，仰望星空，仅凭自己的进化了几十亿年的思维，去逐层探究宇宙留给我们的一个又一个谜题。那些伟大又精妙的思考过程，才是人类闪耀出的智慧之光。 今天，让我们从一个已经知道答案的谜题开始，讲述我们是怎样通过思辨和计算，得出结论的。

上期节目的最后，我跟你讨论了一个看起来很简单，其实深挖下去很深刻的问题，从量子层面考虑，为什么科学家在寻找外星生命的时候，总是先考察一颗星球上到底有没有水，为什么生命就必须得有水，也就是H2O这种物质。可能你会在直觉上觉得科学家太保守了，一点想象力都没有，但当我们从微观世界原子和电子之间的关系，一路推演到形成多细胞复杂生命必要的条件，你就知道，还真就得是H2O这种看起来普通、实则非常特殊的物质，才能支持生命。 那期节目聊完这个话题，很多朋友意犹未尽，还想让我聊聊，我们地球上的生物都是碳基生命，那硅基生命可能存在吗？我们有可能在这个物理规律的宇宙中，找到硅基生命呢？ 我的想法是，盲猜没意义，你说可能有，他说不可能，谁都没法说服谁。那今天，我们还是尝试用同样的推演方法，从最基本的物理学层面，一点一点跟着逻辑往前走，看看最终会把我们带到一个什么答案面前。 其实最重要的不是最终答案，有没有硅基生命，而是这个推演的过程，是一次愉悦的智力体操。 我们的故事，要从一本杂志上的一条新闻说起。 下面这张图是元素周期表，供你听节目的时候参考：

上一期内容，我们用了比较大的篇幅讨论了这样一个问题：在一个混沌黑暗的宇宙中，怎么能形成超级有序的恒星？这个过程明明是反热力学第二定律的，那它又是怎样实现的？那期内容是今天这一期很重要的基础，强烈建议你听听。 今天这一期往下的几期，我们要来聊聊，站在纯物理学的角度来看，在一个热力学第二定律主宰的宇宙里，为什么会出现比恒星更加精密、更加低熵的奇特现象：生命。

不出意外的话，宇宙的终结将会是熵值最大的热寂状态，还讨论了熵增这件事在原理上他为什么就是不可逆的。最后还留了个问题：既然宇宙按热力学第二定律走，无序度不断往上涨，那大自然为什么还能弄出那么多井井有条的事物呢？从原子分子到星星银河，再到生命和思想，这到底是为什么呢？ 说白了，咱们得解释一下，既然熵增是板上钉钉的事，那宇宙中很多井然有序的现象，得有个更有序的宇宙起源才能说得通。 继续探索下去，你会发现，那些能量和秩序集中的地方（比如说恒星），其实是宇宙按第二定律的方向，越来越乱的过程中自然形成的。长远来看，这些有序的地方其实是帮助宇宙达到最大熵的催化剂。在这个过程中，它们也促进了生命的诞生——这也是熵增过程的一部分。 我们这样的节目肯定不会去讲玄学，而是要在基本原理层面给这个看似矛盾的问题拿出一个可以信服的解释，今天，我就尝试把这件事跟你彻底聊透。