V.2. ЖИВОТЪТ КАТО АНТИЕНТРОПИЙЕН ФЕНОМЕН - Формула на късмета - Царев Игор и Ирина, Саричев Михаил
Страшно е, страх ме е за човек.
Животът очевидно е най-сложният феномен във Вселената. В глава IV вече отбелязахме материалната и информационната същност на живата материя. Сега нека отидем малко по-далеч и да свържем феномените на живота с количествените понятия за ентропия и информация (негентропия), въведени по-горе, което ще бъде особено важно за разбирането на механизмите на Съдбата.
Всъщност всеки обект, различен от жив, оставен на себе си; постепенно се разгражда, т.е. ентропията на неговото състояние се увеличава. Така например изоставените сгради се разрушават с течение на времето под въздействието на външни фактори:
металните части ръждясват, дървените гният и т.н. Живото същество, контактувайки с външния свят (инстинктивно или съзнателно), поддържа определено стационарно ниво на вътрешните си системи (това, което в медицината се нарича хомеостаза). Сложните биологични системи (например човек) също са способни да трансформират заобикалящата реалност по такъв начин, че да направят съществуването си по-удобно. Ясно е, че такава трансформация трябва да има подреден характер: изграждането на различни структури, извличането на минерали, тяхното обогатяване и т.н.
В същото време не трябва да се мисли, че биологичните обекти нарушават основния втори закон на термодинамиката, според който ентропията на всяка изолирана система трябва да нараства. Факт е, че живите биосистеми по същество са неравновесни, тъй като те обменят материя и енергия с околната среда. Термодинамиката на такива системи (наричани още отворени системи) е разработена главно от усилията на лауреата
Нобелова награда I. Prigogine [Z].
За да изясним ситуацията, нека използваме пример от M.V. Волкенщайн [4]. Помислете за изолирана система, състояща се отот тялото и някаква външна среда. Тялото получава от околната среда необходимата храна и кислород; на свой ред отпадъчните продукти на тялото навлизат в околната среда. В такива условия е например космонавт. Това е отворена система по отношение на космическия кораб, но самият кораб като цяло може да се счита за доста добре изолиран от външния свят. Изменението на ентропията на системата кораб-космонавт се определя от равенството:
където dS1 е изменението на ентропията на космонавта;
dS2 - заобикалящата го среда в кораба.
Според втория закон на термодинамиката, dS> 0, тъй като системата не е в равновесие поради жизнените процеси на астронавта. Въпреки това, съгласно горните съображения, приносът на астронавтите dS, 0 и dS>gt; dS, тоест увеличаването на подредеността в тялото на астронавта в резултат на консумацията на храна се компенсира от намаляването му поради разрушаването на тези продукти от тялото и освобождаването на получените по-прости вещества в околната среда. Следователно ентропията на освободените вещества е много по-голяма от ентропията на хранителните продукти. Същите съображения могат да се приложат и към биосферата на Земята, ако считаме (разбира се, доста условно), че Слънчевата система е изолирана. В този случай гигантското производство на ентропия поради слънчевата радиация значително припокрива нейното намаляване в живите организми и растения на Земята и ентропията на цялата система като цяло расте.
Особен интерес представляват стационарните състояния на отворени неравновесни системи. Стационарното състояние се достига, когато производството на ентропия от системата е точно компенсирано от изтичането на ентропия във външната среда. Връщайки се към примера с астронавта, можем да приемем, че в стационарно състояние трябва да имапоставете следната връзка за времеви производни:
dS/dt = dS1/dt + dS2/dt
Много е важно стационарното състояние да не е равновесно. В последния случай равенството би било валидно:
dS/dt = dS1/dt = -dS2/dt = 0,
тоест ентропията ще достигне максимум.
Стационарни състояния могат да съществуват само в отворени системи. Тези състояния по същество са неравновесни, тъй като се постигат далеч от равновесието. Живият организъм е една от тези системи, които имат способността да поддържат своите параметри повече или по-малко постоянни чрез взаимодействие с околната среда.
В допълнение към намаляването на ентропията, тоест създаването на ред в собствения си организъм, биологичната система е в състояние да увеличи реда в околната среда. Човекът в този смисъл е най-показателният пример. Всички видове промишлено и селскостопанско производство водят до създаване на ред от безпорядък (примерите тук са безброй и очевидни). Същото важи и за творческите дейности. По този начин учените създават строги и последователни (подредени) теории от различни (неподредени) факти; музикалните фрази и текстовете на книгите са редуване на седем ноти и съответно букви от азбуката, съставени по определен начин. Разбира се, трябва да се помни, че в тези случаи производството на ентропия за сметка на "отпадъци" (буквално и преносно) не нарушава втория закон.
Обикновено се казва, че животът е начин на съществуване на биологични обекти. Това е твърде общо определение, което по никакъв начин не характеризира това явление. Сега можем да го прецизираме, като кажем, че отличителният белег на този начин на съществуване е производството на негентропия (отрицателна ентропия) или информация. Точно товаразграничава живото от неживото. Това е, което позволява на живите да останат живи и в някои случаи, освен това, да подобрят условията на живот.
Други свързани новини:
Моля, поставете връзка към тази страница на вашия уебсайт: