Понятие энтропии применительно к биохимическим реакциям


Как вы могли прочесть в статье "Возрастание энтропии или самоорганизация материи?", некоторые считают термодинамику и органическую химию совершенно разными сферами, и поэтому было бы ошибкой, говорят они, объяснять невозможность абиогенеза принципами термодинамики. Второе начало термодинамики изначально было сформулировано Рудольфом Клаузиусом для описания наиболее вероятного направления передачи тепла в системе. Поэтому может показаться, что энтропию корректно упоминать только в рамках тепловых процессов, которые вызваны хаотичным движением молекул.

Однако, по мере того как становилась очевидной универсальность второго начала термодинамики, он нашел применение и в других научных дисциплинах.

Возрастание энтропии или самоорганизация материи?

 "Убывание энтропии, должно быть, есть общая характеристика жизни"  
(Джеймс Лавлокк, участник подготовки полета на Марс, 1964)


Уместнее всего упоминать второе начало термодинамики, чтобы продемонстрировать, насколько невероятным кажется порядок, царящий в материальной Вселенной.  Но правомерно ли применять этот закон к невообразимо организованной симфонии жизни? Некоторые утверждают, что самозарождение жизни являлось бы нарушением этого закона. Большинство специалистов с этим несогласны - отчасти потому, что термодинамика и биохимия на самом деле слишком далекие дисциплины, а отчасти - из-за самого определения второго начала термодинамики, ограничивающего его применение. Приглашаю вас ознакомиться с доводами обеих сторон.

Возрастание энтропии и открытые системы

В статье «Возрастание энтропии или самоорганизация материи?» я постарался показать, что появление жизни путем самозарождения, по мнению некоторых, противоречило бы основополагающему закону природы, который проявляется в равномерном рассеивании энергии. Это противоречие получило название «парадокс Шрёдингера», по имени известного физика.

Здесь я более развернуто отвечу на некоторые возражения, которые могли возникнуть у читателя. В десятках авторитетных источников, которые упоминают закономерность неубывания энтропии, можно встретить утверждение, что «парадокс Шрёдингера» легко решается. Предлагаемое решение состоит в том, что любое упорядочение в открытой системе не нарушает эту закономерность, если оно компенсируется еще большим возрастанием энтропии за пределами этой системы.

Мутации - основа ли они для эволюции?

Задолго до Дарвина было известно о том, что каждый человек в своем развитии (онтогенезе) проходит путь от одной-единственной оплодотворенной яйцеклетки до сложнейшего, наделенного разумом организма. Это наблюдение могло быть очень соблазнительным для дарвинистов, которые не видели ничего невероятного в идее о том, что и филогенез (эволюционная история) тоже могла начаться с одной клетки и завершиться всем разнообразием живого, которое мы наблюдаем.

В чем же разница? Как впоследствии было установлено, разница в том, что в яйцеклетке человека изначально содержится индивидуальный план развития - огромное количество содержательной информации в виде ДНК, инструкции, по которым строится организм человека. В простейшей же воображаемой "предковой" клетке такой информации не могло быть - она могла содержать только такой объем ДНК, который вмещал информацию, необходимую для функционирования этой клетки, и не более того.

По существу, вопрос о происхождении жизни можно свести к вопросу о происхождении генетической информации, то есть ДНК. Неудивительно поэтому, что генетика обещает разрешить многолетние споры между материалистами и сторонниками теории разумного замысла, между атеистами и теми, кто верит в Творца. Именно на эту постоянно развивающуюся область неодарвинисты возлагают надежду и ожидают, что она даст им однозначное подтверждение дарвиновского механизма в действии.

Если сказать очень просто, то под дарвиновским механизмом подразумевается "естественный отбор случайных мутаций", то есть он состоит из двух важных предпосылок - мутаций и отбора.

«Серебряное правило» - не для христиан?

Начиная эту интересную тему, сразу хочу заметить, что в самой Библии божественная мудрость оценивается гораздо выше, чем золото или серебро. (Притчи 8:10) Эпитет "золотое правило" для описания библейской заповеди люди придумали относительно недавно. Согласно Этимологическому словарю Дугласа Харпера, его стали использовать в 1670-х годах. Еще позже в обиход вошла фраза "серебряное правило", известная не столь широко. Что это за принцип и как он соотносится с золотым правилом? Содержится ли он в Библии, и должны ли христиане ему следовать?