Зошто постои живот?

Видео: Дали постои живот на 1 MMP?

На пример, за физичар Џереми Англија (Џереми Англија) од Масачусетс Институтот за технологија (САД), за потеклото на животот "е предвидлив како тенденција на камен да паѓа надолу."

Џереми Англија 31 години, и тој е ... Па, ти веќе ја видите. (Фото: Катерина Тејлор.)

Ајде да размислиме, нуди научник, точно од физичка гледна точка на разлика неживи содржи јаглерод молекули од животот: таа може подобро да го апсорбира енергија од нивната животна средина и дисперзија во форма на топлина. Имајте на ум дека, очигледно, со такви задачи понекогаш може да се справи и саѓи, но на ефикасноста на животот во оваа област се уште е навистина висока.

Се обиде да воведе разлики помеѓу живите и неживите во формулите, г-дин Англија заклучи дека една група на атоми, кои се трети лица, извори на енергија (соларни зраци, присуството на хемиски горива), и кој е опкружен со топлина бања (океанот, атмосфера), таа често ќе биде постепено се преструктурира се со цел за растурање на се повеќе и повеќе енергија. Така, под одредени услови, ова прашање сигурно ќе се здобијат со клучните физички атрибути поврзани со животот.

Ако навистина посочи она што го прави Џереми, излегува следново: ". Кога ќе почнете со случаен тампон на атоми, што свети за долго време, а вие не треба да биде премногу изненаден ако тоа одеднаш станува фабриката"

Тоа е лесно да се разбере дека дел од неговите колеги на г-дин Англија реагираа на неговата работа како многу неизвесна, а од друга - како чекор напред, а некои веруваат дека го карактеризира и на овие функции. Значи, Јуџин Shakhnovich од Универзитетот Харвард (САД) смета дека е длабоко шпекулативни, барем во оваа фаза. Да, формула, која го опишува однесувањето на материјата под одредени услови, функционира. Но, дали е оваа желба атоми подобро дисипација на енергија гаранција за развој на процесот кој води до појава на животот? ..

Идејата на Џереми Англија во основа е едноставен: на вториот закон на термодинамиката, ентропија се зголемува со текот на времето, се лади топла, јајца proklovyvayutsya, туку напротив не се случи, и така натаму. Додека енергија се нерамномерно распределени во системот, според теоријата на веројатност, начини за понатамошно нејзиниот растурање на повеќе од концентрација. Иако во теоријата за ладење кафе може да имаат шанса да се спонтано се загрева повторно, всушност, тоа е толку невозможно дека вакво нешто и не се случи.

Иако ентропија секогаш мора да се зголеми со текот на времето, јасно може да се види главно во затворени системи, во корист на нивните јавни колеги енергија може да се дистрибуираат меѓу атоми нерамномерно поради насочувањето на ентропија надвор, во просторот кој го опкружува отворен систем.

Во 1944 година, Erwin Schrödinger ( "Што е живот"), рече: тоа е она што го прави живи нешта да се задржи нивното постоење. Во текот на фотосинтезата, ентропија на универзумот во целина се зголемува, но самата фабрика спречува распаѓањето на одржување на нареди внатрешна структура. Од "од целиот свет без разлика дали да успее ако не пијам чај", што ќе го одбере поранешниот.

Сепак, во време на термодинамиката Schrödinger равенката реши само за затворени системи, кои исто така се во состојба на термодинамичка рамнотежа. Непотребно е да се каже, животот не се појави во нив.

Во 1960 година, Илија Prigogine, до некоја мера успеа во предвидувањето на однесувањето на отворени системи, во помала мера контролирани од страна на надворешни извори на енергија (на Нобеловата награда за 1977 година). За жал, животот стана таму каде што беше далеку од термодинамичка рамнотежа, како и влијанието на надворешните извори на енергија - многу исти предвидувања во една ваква средина, ние се уште не знаат како.

Во 1990-тите, благодарение на Крис Zharzinski Американците (Крис Jarzynski) и Гевин Crookes (Гевин гласаме за арамии), се се смени. Тоа се покажа дека ентропијата на термодинамички процес (ладење кафе) одговара на едноставни врска: веројатноста дека атомите се помине низ процесот поделено со веројатноста дека тие ќе одат во спротивна насока (што чашата, за разлика, се загрева случајно). Со зголемување на производството на ентропија, овој однос се зголемува: однесувањето на системот станува се повеќе и повеќе е "неповратна", и веројатноста samozakipaniya кафе во чаша незапирливо паѓа.

Идејата е дека во таквииDenia се уште се далеку од термодинамичка рамнотежа на животната средина во кој се одвива процесот.

Всушност, Џереми Англија само додава на овој пристап е силно влијание на надворешен извор (електромагнетни бранови) и можноста за ослободување на топлина надвор - квалитетите на класа на системи кои се живи организми, и неживата материјали кои се случуваат на површината на Земјата.

Видео: Резултати на планетата каде што постои живот

Англија симулација покажува дека вискозна течност оние честички кои се разликуваат од некоја надворешна сила, со текот на времето (горе-долу) форма меѓу нив со повеќе приклучоци. (Илустрација Џереми Англија.)

Nonliving честички имаат тенденција да прахосвам повеќе енергија, кога тие се во резонанца со надворешен извор на енергија, или се движи во правец во кој се турка надвор од сила. На крајот на краиштата, тие се повеќе "склони" да се движат во оваа насока отколку во било кој друг. "Групи на атоми опкружен со термални бањи, одредена температура, како и во случај на атмосферата и океаните ќе се преуреди во времето, па се што е подобро "резонираат" извор на механички, електромагнетни или хемиско работа во нивната животна средина "- објаснува г-дин Англија.

Само-репликација - процес кој донесе на Земјата и сите жители на животот денес - еден од механизмите со кои системот може да прахосвам зголемување на износите на енергија во текот на времето. "А одличен начин за растурање на енергија - е производство на голем број на копии од себе" - вели научникот.

Во септември (2013) издавање на весник на Хемиска физика Истражувачите покажаа дека теоретската минимум дисипација случуваат РНК молекули со само-репродукција и бактерии, е многу блиску до реалните количини кои овие системи за дисипација на репродукција. Во овој случај, тоа РНК (очигледно - претходник на ДНК-живот) е особено "евтини" во однос на материјалната енергија зграда, која утврди својата "победа".

Џереми нагласува: некои неживи феномени можат да бидат предизвикани од страна на истиот процес на адаптација на материјата по должината на линијата на максимална дисипација на енергија. "Многу примери може да биде токму под нашите носеви, но се должи на фактот дека ние не се во потрага по нив, ние не ги гледаме," - рече физичар.

Патем, неодамна се појави дела, според кој eddies во турбулентни течности се размножуваат спонтано со задолжување енергија од промена на нивната животна средина слоеви. Во друг експеримент со кластери на микросфери покаже нивната тенденција за растурање на енергија, им блиски сфери во ист кластер (само-репродукција). Сем научник смета дека снегулки, дините, на вртлози имаат многу заедничко, во смисла дека сите тие имаат повторување структура, која се појавува во multipartite системи, управувано од процесот на енергија дисипација. Во овој случај не треба да биде експерименти на бактерии заборавиме дека "постојат едноставно мутации", згора на тоа може директно да влијае на многу фактори и не секогаш е потребно да побрзаат со дефиницијата на олово.

Проверете сите овие идеи не се толку едноставни: процесот на потеклото на животот од еден куп на атомите не треба да се брза. Од друга страна, дел од концептот се уште е можно да се доживее - корелативно ефикасност на енергија дисипација од мутант линии на живите клетки со брзината на нивното репродуцирање. Ако тие навистина се во корелација, г-дин Англија ќе добие најмалку индиректни докази за својата невиност. Во исто време, и таму треба да бидат внимателни кога ќе се топли, ќе почнете да навивач на весникот, но тоа може да се толкува само како обична желба да грамада атоми претставен Petit Иванова подобрување на енергетската дисипација во околината.

Ако ова гледиште е потврдена, многу болни прашања како "она што на потребите на телото функција X Y" ќе престане да биде така: општите закони на раст на ефикасноста на енергија дисипација се во можност да се објасни голем број на карактеристики на различни организми без својата привлечност за уши до често несигурна состојба на еволутивен предности.