Лаборатория космических исследований

Ульяновская секция Поволжского отделения Российской Академии Космонавтики им. К. Э. Циолковского

Ульяновский Государственный Университет
Второе начало и жизнь...

Данная статья является личным мнением автора. Автор благодарит редакцию сайта за предоставленный ресурс.

 

Второй закон термодинамики, сформулированный для объяснения термодинамических процессов, является, по сути, основным фундаментальным законом, по которому взаимодействует материя. Формулировка его достаточно проста для понимания, но, несмотря на это, очень многие затрудняются объяснить его смысл. Основная его формулировка такова: «Тепло всегда переходит только от горячего тела к холодному».

Действительно, если оставить стакан с горячим чаем на столе, через некоторое время его температура сравняется с температурой окружающего воздуха, увеличив его энтропию. Энтропия – это еще одно понятие, смысл которого достаточно туманен. Смысл процесса возрастания энтропии – увеличение хаоса. Хотя на самом деле, равномерное распределение чего либо, как-то нелогично называть хаосом.

Возрастание энтропии – это следствие действия второго закона или второго начала термодинамики по выравниванию любых параметров материи – давления, температуры, концентрации и т. д. Если вы проколите шину автомобиля, воздух из нее вытечет, и его давление сравняется с атмосферным. Если вы выпустите клуб дыма, то через несколько минут его частички равномерно распределятся по комнате.

Неопределенность понимания принципа возрастания энтропии, иногда приводит к тому, что даже некоторые ученые, заблуждаются, утверждая, что жизнь, якобы, идет с ее убыванием.

Что бы убедиться, что это не так, давайте рассмотрим некоторые процессы, происходящие в живом организме. Например, процесс дыхания.

 Все, конечно, знают, что дышим мы легкими. Легкие представляют собой «мешок», с внутренней поверхностью около 15 кв. метров, густо пронизанной сетью кровеносных сосудов – капилляров. Легкие вмещают в себя около 3 литров воздуха. Эти 3 литра воздуха контактируют с кровеносными сосудами, на такой огромной площади.

Так как концентрация кислорода в воздухе превышает концентрацию кислорода в крови, второе начало термодинамики, «обязывает» воздух поделиться им с кровью. В результате различной концентрации возникает осмотическое давление, которое проталкивает молекулы кислорода сквозь полупроницаемые стенки кровеносных сосудов в кровь, насыщая ее кислородом.

Насыщенная кислородом кровь, разносится по организму. Так как концентрация кислорода в крови выше, чем концентрация его в межклеточной жидкости, осмотическое давление выталкивает молекулы кислорода в межклеточную жидкость. Аналогичным образом кислород попадает внутрь клетки, где участвует в процессах ее жизнедеятельности. Мы не будем рассматривать все эти процессы, их очень много, ограничимся лишь тем, что в результате этих процессов, получается углекислый газ.

Он начинает накапливаться в клетках и точно таким же образом, осмотическим давлением, выводится из организма в атмосферу. Аналогичные процессы происходят и в других органах – желудке, печени, кишечнике… Если в воздухе содержатся какие-то другие газы, они так же проникают в кровь, но если они не используются в процессах жизнедеятельности, их концентрация в крови просто остается постоянной. Как видите, в процессах, происходящих в организме, нет ничего сверхъестественного и таинственного, все происходит в согласии с простым физическим законом.

С этой точки зрения, очень легко понять, почему в живых организмах, несмотря на огромное количество возможных вариантов белковых молекул, используется всего лишь два десятка белков и несколько видов аминокислот. Просто в силу естественного отбора, выделились лишь те органические вещества, белки и аминокислоты, которые могут образовывать замкнутые цепочки взаимосвязанных и взаимосогласованных процессов. Все остальные варианты, просто отсеиваются эволюцией, как тупиковые. Даже на этом уровне теория эволюции старика Дарвина, оказалась на высоте, хотя сам Дарвин, наверняка этого и не предполагал.  

А теперь, представьте себе обычный современный автомобиль. В нем так же работают различные процессы автоматического регулирования, регулируется температура и давление смазки, крутящий момент, в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки на колеса, подача топлива. Автоматически регулируется температура в салоне. То есть так же работает множество согласованных процессов. И так же достаточно сбиться одному, например подачи топлива, двигатель может заглохнуть и наступает аналогия смерти.

Для тех, кто умеет шевелить мозгами, становится совершенно понятно, что вопрос, чем отличается живое от неживого, совершенно аналогичен вопросу, чем отличается работающий автомобиль, от автомобиля с заглушенным двигателем.

Как видите, в природе не остается места, ни для какого высшего разума, бога или черта. Все управляется простыми физическими законами…

И если вам кто-то скажет, что жизнь противоречит принципу возрастания энтропии, или то, что в холодильнике созданы условия для перехода тепла от холодного тела к горячему, не верьте, а просто объясните его заблуждения.