Основана ли жизнь нa законах физики?
Всеобщая борьба за существование, охватывающая весь органический мир, не есть борьба за вещество. Химические элементы органического вещества находятся в избытке в воздухе, воде и земле. Это также не борьба за энергию - она в форме теплоты щедро рассеяна во всех телах. Это борьба за энтропию, становящуюся доступной при переходе от пылающего солнца к холодной земле
Л. Больцман (1886)
Людвиг Больцман (Boltzmann, 20.2.1844, Вена - 5.9.1906, Дуино, близ Триеста) - австрийский физик-теоретик. Один из основоположников классической статистической физики
https://web.archive.org/web/20110301231906/http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_340.htm
61. Организация, поддерживаемая извлечением «упорядоченности» из окружающей среды
Как в терминах статистической теории выразить ту удивительную способность живого организма, с помощью которой он задерживает переход к термодинамическому равновесию (смерти)? Выше мы сказали: «Он питается отрицательной энтропией», как бы привлекая на себя ее поток, чтобы компенсировать этим увеличение энтропии, производимое им в процессе жизни, и таким образом поддерживать себя на постоянном и достаточно низком уровне энтропии.
Если D — мера неупорядоченности, то обратную величину 1/D можно рассматривать как прямую меру упорядоченности. Поскольку логарифм 1/D есть то же, что и отрицательный логарифм D, мы можем написать уравнение Больцмана таким образом:
(Энтропия) = k lg(1/D).
Теперь неуклюжее выражение отрицательная энтропия можно заменить более изящным: энтропия, взятая с отрицательным знаком, есть сама по себе мера упорядоченности. Таким образом, средство, при помощи которого организм поддерживает себя постоянно на достаточно высоком уровне упорядоченности (равно на достаточно низком уровне энтропии), в действительности состоит в непрерывном извлечении упорядоченности из окружающей его среды. Это заключение менее парадоксально, чем кажется на первый взгляд. Скорее, оно тривиально. В самом деле, у высших животных мы достаточно хорошо знаем тот вид упорядоченности, которым они питаются, а именно: крайне хорошо упорядоченное состояние материи в более или менее сложных органических соединениях служат им пищей. После использования животные возвращают эти вещества в очень деградированной форме, однако не вполне деградированной, так как их еще могут употреблять растения. (Для растений мощным источником «отрицательной энтропии» является, конечно, солнечный свет.)
Эрвин Шредингер. Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки. — Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2002. 92с.
https://web.archive.org/web/20110301231922/http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_367.htm
1.15.1 О роли энтропии по Эрвину Шредингеру
Невозможно, в связи с изложенным выше, не вспомнить о знаменитой книге Эрвина Шредингера Что такое жизнь?
Впервые она была опубликована на английском языке в 1944 году. Ее первое русское издание было осуществлено в 1947 году. Наиболее полное (без купюр) издание этой книги на русском языке осуществлено в 1999 году под редакцией Ю.А. Данилова. Из этой замечательной книги выделим лишь то, что непосредственно связано с темой настоящей работы. Для Эрвина Шредингера в этом разделе сделаем, вопреки названию главы Физика открытых систем без формул, приятное исключение - приведем несколько простых формул. Предпоследняя глава книги Эрвина Шредингера носит название Упорядоченность, неупорядоченность и энтропия.
В ней ставится вопрос: Что является характерной чертой жизни? Ответ на этот вопрос находим на с. 77 третьего русского издания: Как в терминах статистической теории выразить ту удивительную способность живого организма, с помощью которой он задерживает переход к термодинамическому равновесию (смерти)? Выше мы сказали: Он питается отрицательной энтропией, как бы привлекая на себя ее поток, чтобы компенсировать этим увеличение энтропии, производимое им в процессе жизни, и таким образом поддерживать себя на постоянном и достаточно низком уровне энтропии. Если D - мера неупорядоченности, то обратную величину 1/D можно рассматривать как прямую сумму упорядоченности. Поскольку логарифм 1/D есть то же, что и отрицательный логарифм D, мы можем написать уравнение Больцмана таким образом: - (Энтропия) = kВ lg(1/D). Теперь неуклюжее выражение - отрицательная энтропия - можно заменить более изящным: энтропия, взятая с отрицательным знаком, есть сама по себе мера упорядоченности. Таким образом, средство, при помощи которого организм поддерживает себя постоянно на достаточно высоком уровне упорядоченности (равно на достаточно низком уровне энтропии), в действительности состоит в непрерывном извлечении упорядоченности из окружающей его среды. Представленная в этом отрывке позиция чрезвычайно интересна, поскольку отражает точку зрения, которая в течение многих лет разделялось не только многими биологами, но и многими физиками. Изложенное в настоящей работе, позволяет сопоставить представления Шредингера с представленными выше результатами...
Ю.Л. Климонтович. Введение в физику открытых систем
Цель книги Ю.Л. Климонтовича Введение в физику открытых систем /Москва. Янус-К. 2002г. - краткое изложение основных идей, методов и результатов трехтомной монографии Статистическая теория открытых систем /М.: Янус, Т.1.; 1995, Т.2.; 1999; Т.3. 2001
https://web.archive.org/web/20101227234623/http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_414.htm
