Александр Фирсов (al_firsov) wrote,
Александр Фирсов
al_firsov

Category:

Энтропия и жизнь (начало)

Вы когда-нибудь задумывались о том, откуда на земле произошла жизнь? Допускали возможность того, что это произошло не тем способом, который описан в Ветхом Завете (Пятикнижии):

1. В начале сотворил Бог небо и землю. (Книга Бытие 1:1)

11. И сказал Бог: да произрастит земля зелень, траву, сеющую семя дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так. (Книга Бытие 1:11)


Без умысла

«Non sunt entia multiplicanda praeter necessitatem», «Не нужно множить сущности без необходимости» (Бритва Оккама)

Попробуем предположить, что между хаосом и жизнью есть прямая связь, не являющаяся чьим-то добрым или злым умыслом.

Но прежде, чем говорить об этом, сделаем несколько важных отвлечений и поговорим о вселенной, полях, хаосе и жизни.


Конечность вселенной

Я уже говорил раньше, что вселенная, скорее всего, конечна. Что есть ряд косвенных факторов, свидетельствующих о ее конечности:

А) Расширение вселенной (как может расширяться то, что и так бесконечно).

Б) Не нулевая температура вселенной (как может быть нагретым до 3-4-х градусов бесконечный объем космоса)?

В) Что бесконечность, придуманная людьми, на практике чаще всего оказывается замкнутостью по кругу. И что понять ограниченность того или иного объема или плоскости нам чаще всего мешает только собственная ограниченность.

Представьте вселенную, как некий шарик, внутри которого происходят все события, и тогда вам будет легче понять дальнейшее изложение.


Поля и волны в пространстве

Человечество знакомо со многими полями и волнами в пространстве.

Мы слышали о полях, существующих внутри атомных ядер, притягивающих друг к другу протоны и нейтроны. Это поля, действующие на очень маленьком расстоянии.

Мы слышали о полях, действующих между атомными ядрами и вращающимися вокруг них электронами. Эти поля действуют на большие расстояния, чем размеры ядер, но для расстояний между атомами они уже становятся пренебрежимо малыми.

Мы знаем, что по сути своей, такие элементы атома, как протоны, нейтроны и электроны являются с одной стороны, частицами, с другой стороны – волнами.

С точки зрения корпускулярной теории, любой атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Но надо не забывать, что между ними находится только поле. И огромные расстояния заполнены только полем.

Пропорция такова, что если ядро атома твердого вещества представить в виде баскетбольного мяча, лежащего в Москве, то электроны будут иметь размеры теннисного мяча, и будут вращаться от ядра на отдалении, соответствующем расстоянию от Москвы до Санкт-Петербурга.

То, что представление о веществе вселенной только как о частицах (корпускулярная теория) или только как о волне является односторонним, может быть проиллюстрировано на примере дифракции и давления света.

Если мы пропустим свет через дифракционную решетку, то на экране после решетки будет заметно чередование светлых и темных участков.

Если основываться на корпускулярной теории света (фотон – только движущаяся частица), то нам придется признать, что такое неравномерное распределение фотонов по экрану является результатом того, что или одни фотоны, «знают», куда полетели другие, и летят в строго определенные места скоординированно, или что между всеми фотонами существует определенная информационная связь (некоторое информационное поле), позволяющая им лететь скоординировано.

Если же предположить, что все фотоны – это волны, то тогда не получится объяснить давление, которое оказывает свет, попадая на объект.


Ощутимые поля

Посмотрим на другие более сильные поля, которые мы можем ощущать физически.

Если мы рассмотрим гравитационное поле, то в первом приближении можно считать, что это поле между двумя элементами вселенной, обладающими массой. Поле, простирающееся равномерно во все стороны пространства, без ограничений (экранов), поле, распространяющееся, предположительно, с бесконечной скоростью (по крайней мере, пока скорость распространения гравитационного поля нам не известна), поле, убывающее в определенной функции расстояния от объекта.

Если мы возьмем два предмета, отличающиеся зарядами (положительный от недостатка электронов или избытка протонов) и отрицательный (от избытка электронов или недостатка протонов), то два этих предмета будет притягиваться. Между ними мы почувствует электрическое (электростатическое) поле.

Это поле распространяется во все стороны. Скорость распространения этого поля равна скорости света. Это поле может экранироваться и искажаться, например, металлами. Это поле убывает в определенной функции расстояния от источника.

Если смотреть глубже, то окажется, что все элементы, имеющие массу, по сути своей оказываются квантовыми волнами, и гравитационное поле является порождением другого поля.

Если же мы вспомним, что электроны являются частично полем, то можно сказать, что электрическое поле является продуктом существования другого поля.

Если мы возьмем два магнита (или электромагнита, полученных в результате прохождения электрических зарядов по круговым траекториям), то они будут притягиваться или отталкиваться. Перед нами будет магнитное поле.

Это поле также распространяется со скоростью света, может экранироваться или искажаться. Вообще говоря, это поле распространяется в разные стороны неравномерно. Сила поля убывает в определенной функции расстояния от источника и в зависимости от ориентации источника.

Связь между электрическим и магнитным полем установлена. Связь между гравитационным и другими полями пока установить не удалось.

Есть работы, посвященные нейтринному, мюонному, пионному, позитронному, торсионному, витальному, информационному и другим полям вселенной.

Коротко можно обобщить, что вселенная, в которой мы живем, пронизана огромным количеством волн и полей, только некоторую часть из которых мы можем ощущать или осознавать.

Поля имеют различные свойства по дальности действия, скорости распространения и направлению распространения.
Нас в данной статье интересуют две вещи – развитие хаоса и жизнь. И возможность связи между этими процессами во вселенной
.


Хаос

«Хаос будет в конце-концов». - Одно из следствий второго закона термодинамики.


Ученые, изучающие процессы в неживой природе заметили, что в случае отсутствия внешнего вмешательства и при наличии возможности взаимодействия (через свет, поле, касание и т.д.) замкнутая система двигается в направлении увеличения хаоса:

- температура в соприкасающихся веществах выравнивается,

- твердые вещества рассыпаются и разлагаются,

- жидкости испаряются,

- газы и жидкости перемешиваются и т.д.

Система становится более хаотичной.


Мера хаоса (неравномерности/упорядоченности) в замкнутой системе получила название энтропии, получила собственное измерение и была подробно изучена. Учеными был рассчитан закон для перераспределения тепла в системе при увеличении хаоса, получивший название «второго начала термодинамики».

Приведу для иллюстрации отрывок из статьи Игоря Гладкова «Что такое энтропия и как с ней бороться»:

«Возьмите собранный кубик Рубика и начните произвольно поворачивать его грани. Через несколько поворотов он будет абсолютно разобран. Теперь продолжайте случайным образом поворачивать грани кубика до тех пор, пока он не соберется обратно.

Довольно быстро вы поймете, что ничего у вас не получится, но не расстраивайтесь: вы не собрали кубик Рубика, зато проиллюстрировали второе начало термодинамики:

Энтропия изолированной системы не может уменьшаться…

Энтропия — это мера беспорядка, хаоса. Вы пригласили друзей на новогоднюю вечеринку, прибрались, помыли пол, разложили на столе закуску, расставили напитки. Одним словом, все упорядочили и устранили столько хаоса, сколько смогли. Это система с маленькой энтропией.

Вы все, наверное, представляете, что происходит с квартирой, если вечеринка удалась: полный хаос. Зато у вас утром есть в распоряжении система с большой энтропией.

Для того, чтобы привести квартиру в порядок, надо прибраться, то есть потратить на это много энергии. Энтропия системы уменьшилась, но никакого противоречия со вторым началом термодинамики нет — вы же добавили энергию извне, и эта система уже не изолированная».


Ученые, которые изучают процессы жизнедеятельности, видят обратное: жизнь – это процесс построения упорядоченных систем, и по сути своей является полной противоположностью процессу увеличения хаоса во вселенной (увеличению энтропии).


Жизнь

В процессе жизнедеятельности происходит процесс упорядочивания. И это было замечено многими учеными в 19-ом веке.

Вот как описывает отличие жизни от не жизни профессор В.И. Вернадский:

«Итак, что такое живое и чем оно отличается от неживого? К числу свойств живого обычно относят следующее:

- живые организмы характеризуются сложной упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах;

- живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию;

- живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Способность реагировать на внешнее раздражение - универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных;

- живые организмы не только изменяются, но и усложняются;

- все живое размножается. Способность к самовоспроизведению - один из самых главных признаков жизни, так как в этом проявляется действие механизма наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы;

- живые организмы передают потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения. Эта информация содержится в генах - единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет направление развития организма. Вот почему потомки похожи на родителей. Однако эта информация в процессе передачи несколько изменяется, искажается. В связи с этим потомки не только похожи на родителей, но и отличаются от них;

- живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни.

В обобщенном и упрощенном варианте все отмеченное можно выразить в выводе, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут и не размножаются.»


Как мы видим, здесь четко сформулировано, как жизнь противостоит хаосу и разрушению (увеличению энтропии).


Противоположность жизни и хаоса

Ученые, которые занимаются изучением жизненных процессов, заметили, что процессы жизнедеятельности противоречат второму началу термодинамики. И то, во что свято верят физики-термодинамики (увеличение энтропии), не действует в живых системах.

Живыми называются такие системы, которые способны самостоятельно поддерживать и увеличивать свою очень высокую степень упорядоченности в среде с меньшей степенью упорядоченности. Такие процессы являются процессами с отрицательной энтропией (негэнтропийными процессами). Э. Либберт

Очень хорошо об этом сказал профессор В.И. Вернадский:

«…можно предложить следующее определение: жизнь - высшая из природных форм движения материи, она характеризуется самообновлением, саморегуляцией и самовоспроизведением разноуровневых открытых систем, вещественную основу которых составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфороорганические соединения. Признаками жизни являются: противостояние энтропийным процессам, обмен веществ с окружающей средой, воспроизводство на основе генетического кода и молекулярная хиральность.»

В приведенной цитате В.И.Вернадского видно, что великий ученый видел противоположность этих двух процессов (развитие хаоса и развитие жизни). До целостной системы ему не хватило одного: он не предположил, что между этими процессами во вселенной (хаосом и жизнью) есть прямая связь.

(Продолжение в следующей статье)

Tags: Энтропия, витальное поле, вселенная, жизнь
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments