поиск по сайту

Биологическая эволюция и второе начало термодинамики


Термодинамика утверждает, что в мировых процессах преобладает тенденция к деградации. Но, с другой стороны, согласно современным теориям биологической эволюции, которые берут свое начало из теории Ч. Дарвина, с течением времени закономерно возникают все более сложные и высокоорганизованные системы — живые организмы. Таким образом, возникает впечатление, что выводы термодинамики находятся в противоречии с эволюционными теориями живого.

Действительно, с точки зрения термодинамики энтропия возрастает, а с позиции эволюционистских теорий — убывает. Энтропия - это «мера беспорядка» в системах. Чем более система однородна, неразличима, неупорядочена, тем выше энтропия. И наоборот, чем выше степень организации, структурированности, сложности, тем энтропия ниже. В связи с этим фактом, например, В. Вернадский утверждал, что второй закон термодинамики (он называл его законом рассеяния энергии) действует только в неживой природе, а живым организмам присущ противоположный закон — концентрации энергии. Вернадский считал, что благодаря этому закону живое вещество повышает качество проходящей через него энергии и способствует возникновению неоднородностей (например, полезных ископаемых и горных пород) и упорядоченных структур. Поскольку неживое вещество, согласно его взглядам, такими свойствами принципиально не обладает, то отсюда следует, что жизнь является вечным, неуничтожимым и невозникающим явлением, что в свою очередь требует признания вечности Вселенной в целом.

На первый взгляд, действительно, способность живых существ к росту и развитию и сам факт биологической эволюции противоречат второму началу термодинамики. В действительности это не так, поскольку биологические объекты являются открытыми системамидля которых утверждение об обязательном стремлении к термодинамическому равновесию перестает выполняться. Живой организм способен не только развиваться, уменьшая свою энтропию, но и переводить внешние по отношению к нему подсистемы в более упорядоченное состояние. Например, человек вполне способен разделить смесь белых и красных шаров на две половины так, чтобы в каждой остались предметы только одного цвета. Однако переход к рассмотрению глобальной термодинамически замкнутой системы, например герметически закрытого космического корабля, не получающего энергию от солнечных батарей или от каких- либо других устройств, включающего в себя живой организм (человека), предметы его воздействия (смесь шаров) и обеспечивающие его жизнедеятельность объекты (запас кислорода и продуктов питания), показывает, что суммарная энтропия такой системы будет возрастать со временем: человек будет «сжигать» в своем организме запас энергии в виде продуктов и увеличивать температуру воздуха в корабле. Обусловленное этим возрастание беспорядка окажется больше его уменьшения за счет упорядочения размещения шаров. Рано или поздно описанная система придет в состояние термодинамического равновесия, или «тепловой смерти», в котором дальнейшее функционирование организма окажется невозможным.

Аналогичным образом обстоит дело и с биологической эволюцией в целом. При этом в качестве замкнутой системы необходимо рассматривать весьма большой объем пространства: планета Земля замкнутой системой считаться не может, поскольку получает энергию от Солнца, а живые организмы в принципе имеют возможность выбрасывать отходы своей жизнедеятельности в открытый космос.
Однако очевидно, что если глобальная замкнутая система реально существует, для нее в целом должен выполняться закон возрастания энтропии, а наличие эволюции лишь увеличивает скорость этого возрастания: человечество, сжигая имеющиеся в природе запасы топлива, неминуемо рассеивает части ранее сконцентрированной энергии в окружающем пространстве, ускоряя тем самым наступление глобальной равновесности.





Если Вам необходимо написание реферата, курсовой или дипломной работы по данной теме, Вы можете

Позвонить:

Ещё из раздела Естествознание

    Принцип относительности движения и покоя Г. Галилея и три закона динамики И. Ньютона являются сутью классической механики, которая была создана в XVII столетии. Основное значение классической механики состоит в том, что на ее основе впервые удалось ...
      Основными принципами квантовой механика являются принцип неопределенности В. Гейзенберга и принцип дополнительности Н. Бора. Согласно принципу неопределенности невозможно одновременно точно определить местоположение частицы и ее импульс. Чем точнее ...
        Основные принципы универсального эволюционизма тесно связаны с главными идеями синергетики. Так, в одной из своих работ академик РАН Н. Моисеев пишет: «В последние годы установлено множество фактов, которые поднимают эволюционизм на новый уровень. ...
          Геометрические свойства пространства. Геометрические свойства пространства изучаются геометрией, первоначально базировавшейся на системе аксиом Евклида. Аксиоматика евклидовой геометрии основывается на представлении пространства в виде плоскости. В ...
            Пространство и время — это общие формы существования материи, а именно формы координации материальных объектов и явлений. Пространство есть форма координации различных сосуществующих объектов и явлений, заключающаяся в том, что последние ...
              Основные идеи синергетики — самоорганизация и бифуркация — могут быть использованы для описания биосферы и социальных систем. Напомним, что под самоорганизацией понимается возможность возникновения более сложных и упорядоченных систем из систем ...
                Термодинамика — это физическая наука, которая исследует причины тепловых явлений. Окружающий нас мир непрерывно изменяется, и очень часто эти изменения сопровождаются тепловыми явлениями. Так, при нагревании куска льда солнечными лучами он ...
                  Поскольку гравитационные взаимодействия являются доминирующими на метауровне организации материи, космологические модели Вселенной должны строиться в соответствии с требованиями теории относительности на основе реально наблюдаемых астрофизических ...
                    В мире существует иерархия материальных структур различного масштаба. В зависимости от размеров этих структур их относят к объектам мегамира, макромира и микромира. К объектам мегамира относят космические объекты — планеты, звезды, галактики, их ...
                      До сих пор вызывает дискуссии само определение понятия жизни, без которого не может быть проведено четкое разделение между объектами неживой природы и органическим миром. Согласно современным представлениям сживыми» следует считать объекты, ...
                        Мир живой природы представляет собой совокупность биологических систем разного уровня организации и различной соподчиненности. Обычно выделяют пять уровней организации живого: молекулярно-генетический, клеточный, уровень организмов, ...
                          В повседневной жизни мы встречаемся с разнообразными силами. Чтобы открыть дверь, надо приложить мускульную силу и преодолеть силу трения в дверных петлях и упругую силу дверной пружины. Мы наблюдаем силы, с которыми атмосфера давит на барометр и ...




                          © 2006-2023 ИП Антонович А.С.
                          +375-29-5017588
                          +375-29-1438110
                                                  
                          zavtrasessiya.com

                          Сайт работает на платформе Nestorclub.com