Zašto postoji život?

Video: Ima li života na 1. MMP?

Na primjer, za fizičar Jeremy England (Jeremy Engleska) iz Massachusetts Institute of Technology (SAD), porijeklu života „je kao predvidljiva kao tendencija kamen pasti.”

Jeremy Engleska 31 godina, a on je ... Pa, već vidim. (Foto Katherine Taylor).

Razmislimo, nudi znanstvenik, čet od fizičkog gledišta razlikuje molekula nežive sadrže ugljik iz života: potonji su bolji u upija energiju iz svoje okoline i njegova disperzija u obliku topline. Imajte na umu da, očito, uz takve zadatke ponekad može nositi i čađe, ali učinkovitost života u ovom području je još uvijek jako visoka.

Pokušao uvesti razlike između živih i neživih u formulama, gospodin Engleska je zaključio da je skupina atoma, koji su izvori treće strane energije (sunčeve zrake, prisutnost kemijske goriva), i koji je okružen toplinom kupelji (oceana, atmosfere), često će biti postupno restrukturiranja sami kako bi se trošiti sve više i više energije. Dakle, pod određenim uvjetima, stvar će sigurno steći ključne fizičke atribute povezane sa životom.

Ako stvarno točno odrediti što je Jeremy čini, ispada sljedeće: „Možete početi s slučajnim svežanj atoma, koji sjaje za dugo vremena, i ne bi trebalo biti previše iznenađeni ako se iznenada postaje biljku”

Lako je razumjeti da je dio kolega gospodina Engleske reagirala na njegov rad kao vrlo neizvjesna, a drugi - kao proboj, a neki vjeruju da je karakterizira obje mogućnosti. Dakle, Eugene Shakhnovich na Sveučilištu Harvard (SAD) smatra da je duboko spekulativna, barem u ovoj fazi. Da, formula koja opisuje ponašanje materije pod određenim uvjetima, radi. No, je li ta želja atomi bolje trošiti energije jamstvo za razvoj procesa koji vodi do pojave života? ..

Ideja Jeremy Engleskoj je u osnovi jednostavan: drugi zakon termodinamike, entropija raste s vremenom, hladi vruću, jaja proklovyvayutsya, već naprotiv ne desi, i tako dalje. Dok energija je neravnomjerno raspoređena u sustavu, prema teoriji vjerojatnosti, načina da dodatno ju trošiti više od koncentracije. Iako u teoriji kava hlađenje može imati priliku da spontano se ponovno zagrije, u stvari, to je tako nemoguće da ovako nešto ne desi.

Iako je entropija uvijek mora povećati s vremenom, jasno se može vidjeti uglavnom u zatvorenim sustavima, u korist svojih javnih kolegama energije može biti raspoređena između atoma neravnomjerno zbog kanaliziranja entropije van, u prostoru koji okružuje otvoreni sustav.

Godine 1944, Erwin Schrödinger ( „Što je život”) je rekao: to je ono što ga čini živim bićima za održavanje njihovo postojanje. Tijekom fotosinteze, entropija svemira kao cjeline povećava, ali sama biljka sprečava propadanje održavanja naredio internu strukturu. Iz „po cijelom svijetu da li uspjeti ako ne pijem čaj”, da odabere bivše.

Međutim, u vrijeme termodinamike Schrödingerova jednadžba riješena samo za zatvorene sustave, koji su također u stanju termodinamičke ravnoteže. Nepotrebno je reći, život nije nastao u njima.

Godine 1960, Ilya Prigogine, donekle uspjeli u predviđanju ponašanja otvorenih sustava, u manjoj mjeri pod kontrolom vanjskih izvora energije (Nobelove nagrade 1977). Nažalost, život je nastao tamo gdje je bio daleko od termodinamičke ravnoteže, te utjecaj vanjskih izvora energije - vrlo isti predviđanja u takvom okruženju, mi još uvijek ne znamo kako.

U 1990, zahvaljujući Amerikancima Chris Zharzinski (Chris Jarzynski) i Gavin Crookes (Gavin lopove), sve se promijenilo. Pokazalo se da je entropija termodinamičkog procesa (hlađenje kavu) odgovara jednostavnom odnosu: vjerojatnost da atomi prolaze kroz proces podijeljen vjerojatnost da će ići u suprotnom smjeru (da se čaša, u kontrastu, zagrijavaju slučajno). S povećanjem proizvodnje entropije, taj omjer raste: ponašanje sustava postaje sve više i više „nepovratne”, a vjerojatnost samozakipaniya kave u šalici pada neumoljivo.

Ideja je da se u takvimiDenia još daleko od termodinamičke ravnoteže okoliša u kojem se proces odvija.

Zapravo, Jeremy Engleska samo dodao ovog pristupa je jak utjecaj na vanjski izvor (elektromagnetskog vala) i sposobnosti otpuštanja topline izvana - kvalitetama klasi sustava koji su živi organizmi i neživih materijala koji se nalaze na površini Zemlje.

Video: Pronađeno planet na kojem postoji život

Engleska Simulacija pokazuje da viskozne tekućine one čestice koje se razlikuju po vanjskom silom, s vremenom (top-down) tvore između sebe više veze. (Ilustracija Jeremy Engleska).

Neživim čestice imaju tendenciju da trošiti više energije kada su u rezonanciji s vanjskim izvorom napajanja, ili kretati u smjeru u kojem su gurnula izvan snage. Na kraju, oni su više „skloni” kretati u tom smjeru nego u bilo kojem drugom. „Skupine atoma okruženim termalne kupelji, određene temperature, kao u slučaju atmosfere ili ocean će se preurediti tijekom vremena, tako da je sve bolje "rezonirati" izvor mehaničke, elektromagnetne ili kemijski rad u svojoj okolini „- objašnjava gospodin Englesku.

Self-odgovor - proces koji je donio na Zemlju sve stanovnike životu danas - jedan od mehanizama kojim se sustav može trošiti povećanje količine energije tijekom vremena. „Sjajan način da trošiti energiju - je proizvodnja velikog broja kopija sebe,” - kaže znanstvenik.

U rujnu (2013.) Pitanje Journal of Chemical Physics Istraživači su pokazali da teoretski minimalno rasipanje javlja RNA molekula s self-reprodukciju i bakterija, vrlo je blizu stvarnim količinama koje ti sustavi trošiti na reprodukciju. U ovom slučaju, to RNA (očito - DNK-život prekursor) posebno je „jeftino” u smislu energetske građevinskog materijala, koji određuje svoju „pobjedu”.

Jeremy ističe: neki neživi pojave mogu biti uzrokovane istim procesom prilagodbe tvari duž linije maksimalnog gubitak snage. „Mnogi primjeri mogli biti u pravu pod našim nosevima, ali s obzirom na činjenicu da nismo u potrazi za njima, mi ne vidimo,” - rekao je fizičar.

Usput, nedavno se pojavila djela, prema kojem vrtloga u turbulentno tekućine razmnožavati spontano zaduživanjem snage od smjene svoje okoline slojeva. U drugom eksperimentu s nakupinama mikrokuglica pokazati svoju sklonost trošiti energiju, obvezujući bliske sfere u istom clusteru (self-reproduction). Sam znanstvenik vjeruje da su pahulje, dine, a vrtlozi imaju puno toga zajedničkog u smislu da oni svi imaju ponavljajući strukturu koja nastaje u višedjelni sustava, vođeni proces gubitka energije. U slučaju ne bi trebalo biti eksperimenti na bakterije zaboraviti da „postoje samo mutacije”, štoviše u mogućnosti utjecati izravno na mnogim čimbenicima i nije uvijek potrebno da požure s definicijom vodstvo.

Provjerite sve ove ideje nisu tako jednostavne: proces porijeklu života iz gomile atoma ne bi trebao biti brz. S druge strane, dio koncepta još uvijek je moguće doživjeti - korelaciju učinkovitosti rasipanje energije do mutanata linijama žive stanice s brzinom njihovog razmnožavanja. Ako su doista korelaciji, gospodin Engleska će dobiti barem indirektni dokaz njegove nevinosti. U isto vrijeme, i tu treba biti oprezan kada su vrući, kada počnete ventilator novinama, ali to se može tumačiti ne samo kao puki želja da zgrćeš atoma zastupa Petit Ivanova poboljšati disipaciju energije u okolini.

Ako je ovo gledište potvrđuje, mnogo bolna pitanja poput „što tijelo treba značajka X Y» će prestati biti tako: opći zakoni rast učinkovitosti gubitka energije u stanju objasniti brojne mogućnosti različitih organizama bez njihove privlačnosti za uši na često nesigurnim statusom evolucijskim prednosti.