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

    Человек — это высшая форма развития живых организмов. Отличительные признаки человека: наличие сознания и связанная с этим способность к абстрактному мышлению, речи и трудовой деятельности. Согласно современным естественнонаучным представлениям ...
      Биотический круговорот обеспечивается взаимодействием трех основных групп организмов: - продуцентов — зеленых растений, осуществляющих фотосинтез, и бактерий, способных к хемосинтезу, — они создают первичное органическое вещество; - консументов, ...
        Среди всех естественных наук наиболее интенсивно сейчас развивается биология. Научные успехи в этом направлении довольно быстро используются для решения практических проблем в области здравоохранения. Например, установлено, что слабоумие (болезнь ...
          Литосферой называют верхнюю твердую оболочку Земли, которая включает в себя земную кору и верхнюю часть мантии. Толщина литосферы, по одним данным, составляет 30-70 км, по другим — 50-200 км. В верхней своей части она слагается гранитами, в нижней — ...
            Земля — третья по порядку от Солнца планета, удаленная от него на 150 млн км. Вращение Земли вокруг своей оси с периодом 23 ч 56 мин и 4,1 с обеспечивает смену дня и ночи, а обращение вокруг Солнца с периодом 365,24 суток при наклоне оси Земли к ...
              Второе начало термодинамики первоначально было сформулировано в середине XIX в. как эмпирический закон теплопередачи, полученный из практики конструирования тепловых машин. В формулировке Р. Клаузиса закон звучал так: «Теплота не может сама собой ...
                Самым существенным отличием человека от животных является наличие у него чрезвычайно развитой нервной системы и, как следствие этого, наличие сознания. Однако такие явления нервной деятельности, как рефлексы, инстинкты, навыки и внимание, присущи не ...
                  Термин «биосфера» впервые ввел в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс. По его мнению, в области взаимодействия литосферы, гидросферы и атмосферы можно выделить самостоятельную оболочку — биосферу. В. Вернадский, определяя биосферу, ввел понятие «живое ...
                    Гипотеза о тепловой смерти Вселенной является следствием второго начала термодинамики. Одним из первых эту гипотезу в середине XIX в. высказал Р. Клаузиус на основании расширенного толкования второго начала термодинамики. Из второго начала следует, ...
                      Главная задача любой научной теории состоит в том, чтобы по заданному состоянию рассматриваемой системы предсказать ее будущее или восстановить прошлое состояние. Процессы, происходящие в веществе, могут быть описаны на основе динамического и ...
                        Культура — это совокупность всех материальных и духовных ценностей, создаваемых человечеством. Культура — это очень широкое понятие, так как оно включает все то, что имеет искусственное происхождение, т. е. создано человеком для удовлетворения своих ...
                          Со времен Античности и вплоть до XV в. считалось, что Земля неподвижна и находится в центре Вселенной. Н. Коперник и Г. Галилей одними из первых в Новое время высказали идею, что наша планета вращается вокруг Солнца. Эта концепция была встречена ...




                          © 2006-2024 ИП Антонович А.С.
                          +375-29-5017588
                          +375-29-1438110
                                                  
                          zavtrasessiya.com

                          Сайт работает на платформе Nestorclub.com