第七節(jié)　生命有機(jī)體依靠擴(kuò)散攝取能量

從物理學(xué)來說，生命系統(tǒng)所需要的減熵過程，也可以說是把從外界環(huán)境攝取的能量，形成一個有序的狀態(tài)，以便使用。從生命有機(jī)體發(fā)生發(fā)展的過程來看，攝取能量的方式一般是擴(kuò)散、對流、游動等等。系統(tǒng)地分析這些方式，對于生命的起源及其延續(xù)是有啟發(fā)的。

能量可以通過固體、液體、氣體進(jìn)行擴(kuò)散。固體中的擴(kuò)散是非常緩慢的；其溫度升高達(dá)到溶解狀態(tài)時，其擴(kuò)散速率接近于液體。固體的擴(kuò)散率平均為

0≤固體中的擴(kuò)散率≤10^－7平方厘米／秒

分子通過液體的擴(kuò)散一般比固體快得多，液體中的擴(kuò)散率約為

10^－6≤液體中的擴(kuò)散率≤10^－4平方厘米／秒

分子通過氣體的擴(kuò)散一般比液體更快，氣體中的擴(kuò)散率約為

10^－1≤氣體中的擴(kuò)散率≤10⁰平方厘米／秒

生命的種類是各式各樣的，三種擴(kuò)散各有作用；但在通常蛋白質(zhì)生命的情況下，液體中的擴(kuò)散作用是非常重要的。

從空間來說，有一維、二維、三維擴(kuò)散，也可以說是平面、柱面、球面擴(kuò)散。一維擴(kuò)散在許多情況下是重要的，例如在一個池塘的底部，一層有機(jī)體可以取決于池面的二氧化碳或其它養(yǎng)料向下擴(kuò)散。即使復(fù)雜的生命，當(dāng)初的締結(jié)組織可能是一層一層地形成的，所以這些組織依賴于垂直這些層面的一維線性擴(kuò)散。地球表面上有很多生命，基本上生活在二維環(huán)境中；為了生存從二維空間從攝取能量。因此，物質(zhì)的二維擴(kuò)散是重要的。圓柱體的二維擴(kuò)散是一個理想化的情況，這對于研究靜水湖面上的無柄有機(jī)體的生存是非常需要的。一般來說，生命機(jī)體吸收養(yǎng)料是靠三維擴(kuò)散；微觀有機(jī)體，例如細(xì)胞、海洋中的浮游植物，也靠三維擴(kuò)散得到養(yǎng)料。養(yǎng)料的三維擴(kuò)散通常用球面擴(kuò)散表示，因為球面是浸沒在三維空間的。