Ентропия. Жизнен принцип. Мисли.
от IvanAngel на 14 март 2007, 15:02
Категории: България
Ентропията е функция на състоянието за дадена система, която изразява деградацията на енергията при различни физически и химически процеси. Въвежда се за първи път от Клаузиус (1854). При всеки обратим процес в системата и в околността и' не настъпва деградация на енергията. Това е така, защото при обратимите процеси, извършващи се в една затворена система (независимо от това, какви са те), ентропията не се изменя. Това условие се използва като общ критерий за обратимост на един процес.
В същност един напълно обратим процес представлява една идеална абстракция. Процесите протичащи в природата са необратими.Те се стремят към определено крайно състояние. Природните процеси, по правило са спонтанни и въпреки, че при тях не се губи енергия в смисъла на първи принцип на термодинамиката, за обратното им протичане във всички случаи е необходимо внасянето на енергия отвън.
Ако разглеждаме спонтанно протичащи процеси от гледна точка на теория на вероятностите, необратимите процеси ще представляват преминаване на системата от едно по - малко вероятно в друго по - вероятно състояние. Увеличаването на ентропията, характреризиращо всеки необратим процес, може да се изрази като функция на вероятността на съответния процес. През 1896 година Болцман дава следния израз за ентропията:
S = klnW + const,
където k = R/N е костантата на Болцман, а W - т.нар. термодинамична вероятност на система с ентропия S. Тази зависимост е била допълнена през 1912 година от Планк с условието, че константата в зависимостта на Болцман е равна на нула.
Същината тук е, че при такова спонтанно преминаване от едно по-малко вероятно в друго по - вероятно състояние на системата се увеличава безпорядъка в нея, т.е. ентропията е функция, която дава мярка за порядъка или безпорядъка в една система.
Можем да свържем тази термодинамична функция с живата материя. Как? Тук ще постна една лекция на академик Близнаков, в която той разглежда именно това.
"...живата материя старее.
Тук ще цитираме една мисъл на нобелиста Иля Пригожин: "В света около нас, който добре познаваме, равновесието е рядко и крехко състояние. Самата еволюция към равновесие предполага свят..., в който неравновесието е правило... Термодинамиката предложи собствен възглед за времето, различен от този на останалите науки. За нея времето е път към хомогенността и смъртта."
Едва ли може да има съмнение, че заобикалящият ни свят е един динамичен свят, в който нищо не е спокойно, в който всичко е подложено на промени, в който всяко състояние е съвкупност от процеси. Дори изглеждащите ни вечни скали са подложени на ерозия и промени. И всички тези промени, свързани с общо увеличение на ентропията, вървят към някакво крайно състояние - смъртта.
...
Общото увеличаване на ентропията не изключва възможността в отделни части на природата да се образуват системи, например като живата материя, с ниска стойност на собствена ентропия. Тъкмо наличността на жива материя показва и наличието на такива процеси.
...
Една от великите загадки на природата, може би най - великата, е появяването на живата материя... За нас си остава загадка как една съвкупност от химични съединения, от които някои, например белтъчините... са формирали и формират дори най - простото едноклетъчно - амебата.
Днес знаем доста точно състава на клетката. Но все още не можем да вземем въглехидрати, мазнини и белтъчини, да прибавим соли, ензими, хормони и пр., да ги разбъркаме във вода и да получим клетка. Онова - удивително сложното, все още невъзпроизводимото, което носи клетката, определя и днес божествения характер на живата материя.
...
От физикохимична гледна точка живата материя е водна колоиднодисперсна система. Поради това тя носи белега на метастабилност. От една страна, може да съществува в тесен интервал от условия и неговото прекрачване води до необратими промени, които изменят нейната същност. От свареното яйце не може да се измъти пиле, Борислава, не може. От друга страна, в една току - що образувана клетка протичат спонтанно процеси, които най - общо се наричат стареене. Тези процеси се определят от това, че младата клетка има относително малка ентропия. Спонтанните процеси, придружени с увеличаване на ентропията, водят клетката към някакво крайно състояние, което за живата материя наричаме смърт.
...
С други думи, когато живата клетка е изолирана, без обмен на енергия и вещество отвън, тя бързо деградира и умира. При съответен обмен с външната среда организмът живее, тъй като по този начин се забавя увеличаването на неговата ентропия. Строго термодинамично погледнато, в системата жив организъм - среда, ентропията във всички случаи расте, но обменът с околната среда увеличава периода на жизненото състояние на клетките.
Тези мисли са в унисон с тезата на известния учен Хелмхолц, поддържана от влиятелната школа на немските физиолози Либих, Лудвиг, Мюлер, Вирхоф и др., че физикохимичните процеси при функционирането на живия организъм се подчиняват на същите закони, на които се подчинява и неживата материя. От друга страна, Щал отхвърля решително метафоричната представа за живия организъм като машина. За разлика от живото същество смисълът и целта на всяка машина лежат вън от нея, нейната организация е наложена от конструктура. Според Щал същността на живота е в това, че е организиран като вид механизъм, чиито причини и цел обаче са му вътрешно присъщи.
...
... Н. Н. Мойсеев, специалист по информатика и имитационно моделиране, който счита, че "възникването на живота на Земята, постепенното усложняване на живата материя, появяването на човека и създаването от него на обществени институции са брънки от една и съща верига, която се развива в съответствие на неизвестни ни сега фундаментални космически закони. Това, което е ставало, става и ще става на Земята, не е единичен и случаен факт във Вселената, а е закономерна проява на механизми, управляващи нейното съществуване и развитие."
...жизнен принцип. Той гласи: живата материя по всякакъв начин се стреми да се съхрани.
...
Накрая, интересно е да се отбележи, че жизненият принцип разпростира своето действие не само върху отделния индивид, но и върху общности от индивиди със спонтанно осъзнати общи интереси: семейство, род, населено място, религиозна общност, нация. Жизнения принцип тук се изразява под формата на солидарност."
Преход от термодинамиката - понятието ентропия, към, философското разбиране за жизнен принцип. Прилагайки, термодинамичните понятия към нашето съвременно общество, за очакване е състоянието на хаус да расте, тласкайки ни към постепенно самоунищожение. Дали все пак жизнения принцип няма да вземе надмощие и да разбуди задрямалото ни чувство за самосъхранение? Разбирането на екологичните проблеми е може би първата крачка към нашето спасение. Следващата - ние живеем в глобален свят. Проблемите, които стават в задния ни двор, засягат всички. Изсичането на горите в България не е само наш проблем. Осъзнайте се!