Термодинамические основы жизни и теория эволюции живого. Термодинамика и кибернетика.

Термодинамика— раздел физики, изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии.    Шрёдингер говорил, что «организм питается отрицательной энтропией». Это означает, что организм и биосфера в целом не изолированные, но открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой и веществом, и энергией. Неравновесное состояние открытой системы поддерживается оттоком энтропии в окружающую среду. Вторая особенность – это общие структурные особенности организма. По словам Шрёдингера, организм есть апереодичский кристалл, т.е. высокоупорядоченная система, подобная твёрдому телу, но лишённая периодичности в расположении клеток, молекул, атомов. Шрёдингер задаётся вопросом: «Почему атомы малы?». И отвечает следующим образом: необходимая для жизни упорядоченность возможна лишь в макроскопической системе, в противном случае порядок разрушался бы флуктуациями. 

Законы — начала термодинамики

Термодинамика основывается на трёх законах — началах, которые сформулированы на основе экспериментальных данных и поэтому могут быть приняты как постулаты.

1) Представляет собой формулировку обобщённого принципа сохранения энергии для термодинамических процессов.

2) исключает возможность создания вечного двигателя второго рода. Имеется несколько различных, но в тоже время эквивалентных формулировок этого закона.

1 — Постулат Клаузиуса. Процесс, при котором не происходит других изменений, кроме передачи теплоты от горячего тела к холодному, является необратимым, то есть теплота не может перейти от холодного тела к горячему без каких либо других изменений в системе. Это явление называют рассеиванием или дисперсией энергии.

2 — Постулат Кельвина. Процесс, при котором работа переходит в теплоту без каких либо других изменений в системе, является необратимым, то есть невозможно превратить в работу всю теплоту, взятую от источника с однородной температурой, не проводя других изменений в системе.

3) Теорема Нернста: Энтропия любой системы при абсолютном нуле температуры всегда может быть принята равной нулю.

0) Для каждой изолированной термодинамической системы существует состояние термодинамического равновесия, которого она при фиксированных внешних условиях с течением времени самопроизвольно достигает.

Теория эволюции живого:

 С точки зрения термодинамики мир стремится к хаосу. Но во второй половине 19 века возникает научная теория, которая убедительно доказывает, что в природе существуют естественные процессы, где «стрела времени»направлена против энтропии, где развитие направлено к всё более и более сложным организмам.

Кибернетика – это наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе.Центральным понятие кибернетики является информация. Первое, что делает информация – это устанавливает связь между энтропией и гомеостатическими системами. Энтропия, в теории информации, понимается как мера дезорганизации любой природы.  Это означает, что энтропия выступает в качестве меры неопределенности, т.е.  она констатирует, что данное состояние системы достигается максимальным количеством способов, т.е. имеется огромное количество  вариантов развития и все эти варианты равнозначны. Информация характеризуется мерой определённости и количественно измеряется следующим образом : количество информации содержащейся в любом сообщении, связано с количеством возможностейисключаемых этим сообщением. Когда мы говорим об информации, мы говорим о том, как противовесные системы борются с потоком энтропии.