Эксклюзив
Карпенков Степан Харланович
14 июля 2017
469

Энтропийные процессы и жизнь

Main im

Любой живой организм можно условно представить в виде термодинамической системы. Для поддержания её упорядоченного состояния живой организм потребляет продукты питания, а вместе с ними и запасённую в них энергию, которая необходима для обеспечения биохимических процессов превращения её в другие виды энергии: механическую и тепловую. При этом на всех этапах превращения выделяется тепло, которое рассеивается в окружающей среде, что приводит к возрастанию её энтропии.

При выращивании сельскохозяйственных культур, переработке и приготовлении продуктов питания потребляются материальные и энергетические ресурсы. При этом в окружающей среде рассеивается тепло и накапливаются различные отходы, что неизбежно влечёт за собой возрастание хаоса, или энтропии.

Громадное количество тепловой энергии рассеивается при добыче углеводородного сырья, его переработке и производстве топлива, используемого для разных целей: для обогревания либо охлаждения помещений, для различных транспортных средств, для строительства домов и дорог, для производства многих видов промышленной продукции. При этом создаются упорядоченные структуры – производятся машины и компьютеры, возводятся здания и мосты и делается многое другое, необходимое человеку для цивилизованных условий жизни.  Однако все эти материальные ценности со временем стареют и приходят в непригодность, и рано или поздно, оказавшись на обочине цивилизации,  привносят хаос в окружающую среду, повышая её энтропию.

Для поддержания упорядоченного состояния малых и больших материальных систем, созданных человеком, необходим постоянный приток энергии, который обеспечивается за счёт потребления природных и энергетических ресурсов. В последнее время масштабы их потребления стремительно растут. А это означает, современная  цивилизация приводит к такому же стремительному возрастанию энтропии окружающей среды. Полностью остановить этот необратимый процесс человечество не в силах. Однако можно его ослабить и замедлить, если каждый человек сделает всё возможное, чтобы, побеждая хаос, спасти жизнь на нашей планете.

 Энтропийные процессы происходят и в живых организмах, в том числе и в организме человека. Они наглядно проявляются в неизбежном старении. Нет ни одного человека, не подвластного старению, хотя в жизни иногда встречаются весьма необычные люди, которые могут сравнительно долго находиться без пищи и не подвергаться действию опасных вирусов.

Всем известно, что все живое стареет и, в конце концов, умирает, или переходит в другую форму материи. Стареют, ветшают и приходят в непригодность все материальные объекты неживой природы: здания, мосты, машины и др. Может оказаться удивительным – металл тоже стареет. Все это наводит на мысль: старение – это неизбежный, необратимый процесс, общий для живой и неживой природы.

В соответствии со вторым началом термодинамики любой реальный процесс необратим и сопровождается возрастанием энтропии. Энтропия – это мера хаоса, беспорядка. Значит, любой реальный естественный процесс, в том числе и старение, приводит к возрастанию хаоса. В результате старения нарушается упорядоченная взаимосогласованная работа составных элементов живой системы. Именно в этом смысле можно говорить об энтропийном характере старения живых организмов.

Разрушение происходит самопроизвольно, а процессы развития и созидания требуют затрат энергии. Для развития любой упорядоченной структуры нужна энергия. Живые организмы относятся к открытым термодинамическим системам: растения поглощают солнечную энергию, в результате чего образуются органические вещества – пища для животный, при потреблении которой они накапливают энергию. При этом живые организмы, обмениваясь энергией с окружающей средой, сами являются источником рассеяния энергии. На определённой стадии развития организма благодаря поглощению энергии происходит его усложнение, а в ряде случаев и совершенствование.

Образуя всё более сложную структуру и накапливая энергию, живые системы стремятся предотвратить необратимое рассеяние энергии и тем самым противостоять возрастанию энтропии не только окружающей их среды, но и Вселенной, и таким образом противостоять старению. Такое противостояние можно представить как единство и борьбу противоположностей, или как проявление диалектического закона природы, предписанного генетической программой, неоднократно воспроизводимой живыми организмами и передаваемой от поколения к поколению.

 

Библиографические ссылки

Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов, 12-е изд. М.: Директ-Медиа, 2014.

Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Практикум, 6-е изд. М.: Директ-Медиа, 2016.

Карпенков С.Х. Экология. Учебник в 2-х кн. М.: Директ-Медиа, 2017.      

Карпенков С.Х. Экология. Практикум. М.: Директ-Медиа, 2014.

Карпенков С.Х. Экология. Учебник для бакалавров. М.: Логос, 2014.

Карпенков С.Х. Технические средства информационных технологий.          3-е изд. М.: Директ-Медиа, 2015.

Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Справочник.  М.: Высшая школа, 2004.

Карпенков С.Х. Незабытое прошлое. М.: Директ-Медиа, 2015.     

Карпенков С.Х. Воробьёвы кручи. М.: Директ-Медиа, 2015.

Карпенков Степан Харланович

Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован