В 70-е годы прошлого века Илья Пригожин провозгласил и доказал принцип самоорганизации и усложнения неравновесных систем.
Он показал возможность появления сложного поведения открытых систем в условиях постоянного притока энергии.
А живые объекты как раз и являются именно такими открытыми системами с притоком энергии и материи.
Самоорганизующиеся системы — это особые машины для выравнивания градиентов.
Эрик Смит (Eric Smith), физик из Института Санта-Фе (Santa Fe Institute, Нью-Мексико, США) предлагает рассматривать жизнь как один из частных случаев такой конструкции для быстрого выравнивания градиентов.
Если создается градиент каких-то условий, например температурный градиент от тропиков к полюсам, то создаются упорядоченные и предсказуемые атмосферные структуры, а проще говоря — ветер, который выравнивает этот градиент. И делает он это несравненно быстрее, чем если бы температура выравнивалась в статичной атмосфере.
Так что сложные структуры, возникающие в системе с постоянным потоком энергии, сами по себе работают строго в соответствии со вторым законом термодинамики — выравнивают градиенты и увеличивают энтропию.
В этом отношении работа живых систем не отличается от работы систем физических или химических. Живые организмы призваны накапливать в себе энергию и рассеивать ее по пространству планеты, быстро избавляя ее от градиентов энергии и материи.
Тем самым жизнь не только не противоречит второму закону термодинамики, но даже и всячески его подтверждает. И чем эффективнее организм фиксирует градиент материи и энергии (пищи, тепла, солнечной и химической энергии), чем быстрее он их усваивает и передает по пищевой цепи или просто рассеивает в пространстве, тем более уравновешенной становится система. Так, заросший пруд с водорослями и планктоном зафиксирует и передаст в систему планеты гораздо больше энтропии, чем резервуар со стерильной водой. А ведь эволюция как раз и направлена на то, чтобы создавать организмы, эффективно усваивающие и передающие дальше энергию и материю.
Таким образом, парадокс эволюции заключается в том, что, создавая сложные биологические системы, эволюция увеличивает общую энтропию планеты, а вовсе не уменьшает ее.
В открытой неравновесной системе наиболее вероятным будет такое положение, которое наилучшим и наискорейшим образом уберет градиенты и увеличит энтропию.
В связи с этим Эрик Смит задает риторический вопрос: не лучше ли обсуждать эволюцию не с точки зрения выживания наиболее приспособленных, а с точки зрения выживания наиболее вероятных?
Ведь в нашей неравновесной системе с притоком энергии извне наиболее вероятной окажется конструкция, эффективно уничтожающая градиенты и работающая в русле второго закона термодинамики, то есть живая система!!!
И отбор будет призван ориентироваться не на самых приспособленных, а на самых вероятных. И при этом останется столь же естественным (что же более естественно, чем второй закон термодинамики! как и дарвиновский).
Система должна свести к минимуму использование энергии для создания максимума энтропии.
В этом смысле живая система или ее отдельные элементы уподобляются текущей реке, пробивающей себе русло поудобнее, чтобы побыстрее вынести воду к своему устью.
Сравнивая принципы поведения живых систем с неживыми, неизбежно упираешься в принципиальное различие. Ведь живые системы, какими бы они ни были — молекулой РНК, клеткой или целым сосновым лесом, — способны воспроизводить сами себя.
Неживые лишены этой способности.
Это различие может свести на нет все аналогии с термодинамикой в неорганическом мире.
Однако Чарльз Лайнвивер (Charles Lineweaver), астроном и астробиолог из Австралийского национального университета в Канберре (Australian National University), считает проблему репликации жизни не более чем уловкой, следствием близорукости биологов в вопросах определения жизни.
Почему, спрашивает он, мы считаем, что информация о системе должна храниться внутри самой системы?
Это вовсе не обязательно.
Например, рождение звезд зависит от состояния предшествующей генерации звезд, от того, какой они образовали набор элементов и как изменили гравитацию окружающей среды. Все зависит от условий среды: от того, какая вокруг имеется материя и сколько энергии; а где при этом хранится информация — не так важно.
Важно, что переход от нежизни к жизни получается постепенный, и Лайнвивер надеется найти количественный параметр, описывающий поведение «далеких от равновесия диссипативных систем».
А в эту категорию равноправно входят и ураганы, и зеленые растения.
По словам Родерика Дьюара, у нас нет оснований придумывать одни физические законы для неживого, а другие для живого, как нет оснований придумывать одну химию для косной материи, другую для живой, — всеми процессами управляют единые потоки материи и энергии.
Комментарии
Ага-ага, живое/неживое - разницы нет - всё в топку энтропии, а потому и жизнь бессмысленна и следует как следует успеть пораздражать нервные окончания. Такой вывод должен сделать читатель? К этому его устремляют люцифериане?
Разум, где в этой картине?
Так можно спрашивать и о том, почему в учебнике математики для 1-го класса нет логарифмических задач. Статья вроде о биологии, а разум, это уже следующий шаг.
Всё нужно рассматривать ступенчато, повышая степень понимания всей картины. Автор, вроде бы не совершал никаких наездов на вопрос разума и его бессмысленности.
Хм.... Недосказанность, недоговоренность, умолчание - не есть ложь? Целью и вершиной живого является что?
Ну Вы же должны понимать, что пытаясь описать такие сложные механизмы, придётся написать целый трактат. Я думаю, что автор поделился своим новым "приобретением" с нами. У него появилось новое понимание. Я надеюсь, что он понимает, что встревать в него с головой не стоит, а стоит ещё много раз исследовать и осмыслить с разных сторон. Конечно, наверное ему бы и стоило обозначить границы описываемого вопроса, написать, что это всего лишь малая часть общего, а на общее он не претендует, но когда к тебе приходит новое понимание, ты на эмоциях просто делишься этим с другими, часто бывает, что делишься весьма скомкано и неразборчиво. По себе знаю.
Целью живого является достижение удовлетворённости и избегание боли. Это то, что касается именно живого. Разум находится внутри этого живого (тела) и его цели могут быть осознанными, но и не обращать внимание на цели своего живого тела он тоже не может. Разум должен найти баланс между животными биологическими желаниями тела и суметь поставить себе цели, которые приведут к развитию самого разума. Живое тело всегда стремится к удовольствиям и если разумно-волевая часть человека достаточно сильна, он не станет бухать, наркоманить, воровать, обманывать и т.д. Но его жизнь станет борьбой со своей животной природой. Вот, примерно так. Уметь отказывать себе в чём-то, может только разумный. Животное всегда просто следует инстинктам и рефлексам. Мы не сможем вывести чёткой грани между разумным и животным. Все мы находимся на разных стадиях. Кто-то способен больше противостоять своим животным желаниям удовольствий, кто-то меньше. Кто-то это лучше делает утром, а кто-то вечером. Физиология - она тоже штука не простая.
Очень хорошо!
Рекомендую
Интересно, пробовал ли кто-то соотнести разум и энтропию.
Если в центр поставить разум (так привычней), ограничивает ли разум энтропию или способствует ее увеличению?
От целеполагания
Если определить человека как наименьшую осознающую себя часть человечества, а человечество, как "совокупность наименьших осознающих себя его частей, как носитель разума, могущее, по свободе воли, вершить преодоление причинности, есть сила (часть сил) призванная длить Бытие." то...
то?
http://worldcrisis.ru/crisis/1344355
http://www.aonoprienko.ru/?p=3455
Я дико извиняюсь, но, по приведенным вами ссылкам нет слова "энтропия". А меня интересовал именно тот вопрос, который был мною задан.
Мне кажется, что разум (особенно разум одного) ограничивает энтропию в пределах ограниченного интервала времени. Но имеет потенциальную возможность "выплеснуть", увеличить энтропию при оценке на продолжительном интервале (особенно - разум многих). Как считаете?
"Преодолеть причинность", "длить Бытие" = противостоять энтропии, в т.ч.
Преодолеть причинность (характеристика - кратковременность) - едва ли. Ибо порождением контрпричин.
А вот длить бытие (характеристика - долговременность) - да, согласен.
И дальше - тоже интересно. При накоплении критического количества информации о возможностях противостояния энтропии, разум, получается, может быть в состоянии может стать союзником энтропии, выйдя за пределы экосистемы одной планеты.
Нарастающее могущество человечества, как силы обладающей свободой воли и могущей тем самым противостоять предзаданности, и есть искомая цель и смысл. Предотвратить новый Цикл или максимально его отсрочив, передать за барьер более отчетливую и качественную управляющую информацию. Превзойти самое себя, не утратив сути и естества, на этом пути.
В Кладовой у нас много материалов, построенных на этой парадигме (смотри заметки начинающиеся с "OFW: ....")
Это описано в полной последовательности у Левашова
книги Сущность и Разум http://bookscafe.net/author/levashov_nikolay-32081.html
Вроде бы наоборот, именно жизнь создала эпических масштабов градиент химической энергии. Кислородная атмосфера и верхний слой океана насыщенный кислородом. С другой стороны углеводороды.
Нет, градиент по кислороду выравнивается.
С чего Вы взяли, что нужно рассматривать только молекулярный кислород. Большая часть кислорода содержится в окислах-минералах. Растения переводят часть кислорода в атмосферу - и НАЧИНАЕТСЯ выравнивание градиента содержания кислорода. В перспективе - твердая мертвая планета со средней температурой Вселенной, атмосфера замерзла в тонкую корочку, химсостав выравнялся с минералами. Как-то так.
То есть я не могу объяснить проблему. Поэтому просто уравниваю то, что не могу объяснить с тем, что давно объяснено и делаю вывод что ничего объяснять и не нужно. Прелестно, прелестно!
В природе полно самопроизвольных процессов с увеличением энтропии. К примеру, была растворённая в воде соль, которая выпала в осадок в виде красивых кристаллов. Энтропия, которая суть функция возможного количества состояний системы, при этом выросла. Жизнь на этом фоне ничем не выделяется.
Не притока энергии в систему, а потока энергии через систему. Сколько приходит, ровно столько и уходит. При этом система сбрасывает энтропию в ее окружение. Простая термодинамика.
В разговоре про живое, именно притока энергии. Усложнение системы происходит только если система потребляет и накапливает энергию. Рассеяние накопленной энергии происходит после смерти. С точки зрения термодинамики, жизнь - это временное локальное уменьшение энтропии, за счёт увеличение энтропии вокруг себя.
Ну конечно - информация вся хранится отдельно - в информационном поле. Общем для всего..
Что это такое? Дык хтож энто знаить? Никто.
Мы на время подключаемся к нему - а каким боком - ещё не допёрли. Чарльз Лайнвивер - тоже не очень допёр.
То, что слова применяет такие - научные донельзя - ничего не значит.
"Заросший пруд создаёт больше энтропии, чем резервуар со стерильной водой."
Энтропия - "мера необратимого рассеяния энергии". По Вики.
Интересно, каким это образом, "пруд" - создаёт "больше энтропии"...
Мне кажется, что пруд энергию только собирает.
P.S.
А если вспомнить про, столь любимые физиками "черные дыры"...
Вообще, - бесконечная "концентрация энергии" и сплошное "нарастание градиента"
А почему одно должно противоречить другому? Наиболее приспособленный это и есть наиболее вероятный
Ради красного словца, акценты расставлены неверно.
Жизнь всего лишь использует градиенты.
Отличие от неживой природы - в скорости выравнивания.
Сравните дыхание живых организмов и лесной пожар.
Последнее предложение материала наиболее соответствует положению дел. Я на эту тему целый цикл начал, вот выжимки из подходящей статьи:
Мир находится в постоянном разнонаправленном и разноуровневом движении, вызванном элементарными и структурными взаимодействиями.
От области с высокой концентрацией структуры движутся в область с низкой концентрацией, образуя диссипативные потоки.
Начальная пиковая пространственная структурированность переходит в динамическую структурированность потока, а затем в распределенную структурированность среды.
Cтруктурированность потока проявляется (приобретает форму) некоторых динамических структур на пути диссипации, и это - закономерность.
Начальный поток вместе с порожденными структурами создает новую среду и новый поток в ней, описываемый своими законами. И если в новом потоке в новой среде остается еще достаточно структурированноcти, будут формироваться структуры над структурами. Структурированность порождающего потока вызывает появление многоуровневой структурированности его течения, повышающейся до полного освоения потенциала потока.
На полиморфных потоках оказалась возможна диссипативная структура, имеющая механическую, электрическую, химическую форму (и еще кучу других) одновременно.
Это - жизнь.
https://m.aftershock.news/?q=node/566002
не понял ничего.
Тогда надо от печки начинать. Статьи специально пишу короткие, на пару экранов, и без формул.
https://aftershock.news/?q=node/561479
Почитал и снова ничего не понял.
Вот скажем даже в Вашей статье терминология хромает. А человеку от печки такое объяснение не подойдет.
Вообще-то я старался, чтобы даже на простом уровне было понятно и непротиворечиво. Но можно и уточнить. В каком именно предложении проблема ?
И может лучше тогда в комментарии самой статьи перейти?
Вижу что старались,статья очень не плохая.Пишите побольше.
Тут вопрос в том что человек говорящий с вершины,больно быстро перепрыгивает на с уровня на уровень,отсюда угнаться за мыслью очень трудно.
Вот если бы вы прервались и вставили в статью житейский опыт,тогда было бы более понятно.
Ну вот с примерами есть. Такое понятно?
https://m.aftershock.news/?q=node/581462
Но потому что пробежал,нифига не понял.Сегодня явно думать не могу
@ers День добрый. Удалось повести обсуждение этой темы в с несколькими участниками Института Времени МГУ. Буду рад Вашему участию в обсуждении.
Мы можем прислать тезисы и материалы обсуждения. Для формата Афтершока материалы пока не готовы поэтому лучше пока переслать материалы в формате переписки. Мой адрес gomde@mail.ru
С уважением
Александр
Написал в личку.
.
" Система должна свести к минимуму использование энергии для создания максимума энтропии "
Так сложно всё с этим научпопом -)
Производная энтропии по энергии выглядит так:
(S - энтропия, E - энергия, T - абсолютная температура в кельвинах)
Что-то не наблюдается в этой функции никаких, паимаишь, экстремумов -)) Т.е. S(E) - cовершенно гладкая монотонная
фигня-сфункция-с -)) потому, всё просто: больше энергия - выше энтропия и никому в итоге система ничего и не должна -))Похоже на трудности перевода (или переводчика). В оригинальной статье примерно следующее:
Бежан разработал то, что он называет "конструктивным законом" [9], описание того, как энергия и материя текут в физических сетях, таких как речные бассейны и биологические сети, таких как кровеносные сосуды. В конструктивном законе бежана говорится, что для того, чтобы система потока сохранялась (т. е. жила), она должна со временем обеспечивать более легкий доступ к течениям, которые текут через нее.
Другими словами — она должна делать больше с меньшим. В процессе деятельности она уменьшает количество используемого топлива и увеличивает количество энтропии произведенное для каждого сгоревшего блока топлива.
http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.005...
Но кмк это не совсем то явление описывается. Спрямление русла реки - это приближение к аттрактору после бифуркации.
Это приближение к водопаду, ниспадающему к центру тяготения :о)
Тут намешано несколько явлений.
Если для динамической системы лабораторно устроить неизменные условия, то и результат будет неизменным.
В реальности, как я уже писал, постоянных условий и следовательно, постоянных структур - не бывает.
А во что и когда это выльется, зависит от обстоятельств.
Во-первых, есть исходный поток со своими параметрами роста и затухания.
Если "система-в-среде" текущего уровня полностью не "осваивает" поток, флуктуации подтолкнут к созданию "надсистему-в-новой-среде".
А если "солнце погаснет", то и системе конец, как бы она ни сопротивлялась.
Во-вторых, если система в процессе существования начнет ощутимо изменять среду, не полностью сбрасывая энтропию, то равновесие может нарушится до несовместимого с параметрами текущей системы, и дойти до чего-то вроде "кислородной катастрофы".
В-третьих, даже на "ламинарном" отрезке существования среда имеет флуктуации, с которыми система "борется", в результате взаимодействия "перерабатывая" и унося с энтропией наиболее "возмущающие" элементы среды. Флуктуаций и энтропийных расходов на них станет действительно меньше. Видимо, эта часть, смешанная с "во-первых", и есть бежановский "конструктивизм".
Ну, шутка-то была про идеально выравнивающую градиенты идеальную реку.
А в реальной жизни, есть, кажется, еще кое что. Периодичность поступления энергии?
В феномене жизни или просто в реальности?
Не обязательно периодичность, ламинарный закон тоже подойдет - это структурированность динамики.
И не обязательно энергия, река - это структурированность в форме массы.
Обобщенно говоря, на входе должен быть структурированный поток.
Эта структурированность на пути диссипации потока будет проявлять себя в форме неких динамических структур.
В общем, что-то вроде закона сохранения структурированности при некоторых условиях.
Наверное - в живых структурах.
То, что жизнь - феномен, вроде бы, еще не показано.
Ну не ноумен же. Вот кстати, недавнее обсуждение:
https://aftershock.news/node/604252
Это не в филосовском смысле. Извините :о) В смысле исключительности существования.
Но если эволюцию (кстати, оригинал того, что этой ссылке - здесь) оценить в контексте обсуждаемого выше, то, немного удивительно, что вопрос цикличности не обсуждался. (Я что-то мог пропустить, конечно, простите дилетанта). Цикличность - между прочим, тоже форма структуры. По времени. И известно, что цикличность поступления энергии порождает неживые структуры. Может оказаться, что цикличность в той же мере является необходимым условием для порождения и живых.
Даа, пропустил. Здесь, пожалуй, как раз цикличность можно рассматривать и как атрибут (эволюции) и как условие (совершения химических реакций вещества, участвующих в эволюции). Забавно получается: структура (передачи энергии, цикличность) множит изменения структуры вещества...
О роли явления цикличности упоминалось в контексте массы:
"Одностороннее движение массы дает максимальную пользу для диссипативной структуры, только если ей не приходится возвращать эту массу в обратном направлении.
То есть когда существует внешний по отношению к структуре процесс, создающий (или, что хуже, одноразово создавший большой) запас массы на входе.
В противном случае использование массы должно быть циклическим, по типу подвесной канатной дороги. "
https://aftershock.news/node/581462
Окружающий нас мир (включая нас) обладает массой, следовательно...
Прекрасный материал, замечательный вопрос!
Спасибо masiax и комментаторам :о)
И Вам всем спасибо за комментарии, а я не волшебник и всю жизнь учусь... а, дальше по пословице
На редкость грамотная статься по теории систем, за исключением концовки, которую в статью возможно добавили из соображений "баланса".
Здесь вопрос в том, что такое информация. Информация в модели - это факторы существенно влияющие на направление изменений. И эти факторы представлены в виде материи. Так картинка на экране, материально представлена в виде ориентации жидких кристаллов, заряда в ячейках памяти, и намагниченности жесткого диска. Мы оформляем что-то существенной информацией или нет в зависимости от нужд модели. Для разработчика ЖК-матрицы важным является состояние экрана, а для разработчика видеокарты важным является состояние памяти видеокарты, и т.д.
И случаев, когда информация существовала вне носителя - не обнаружено. Но почему-то фантазии на тему "информационного поля" появляются регулярно.