|
Своеобразие способа существования живой материи (биологических объектов) заключается в том, что все живое от клетки до человека функционирует, только поддерживая определенную (и создавая новую) степень упорядоченности в себе и в окружающей среде. Вспоминая содержание предыдущего раздела (см. соотношения (1) и (3)), можно утверждать, что биологические объекты локально уменьшают энтропию среды обитания или увеличивают информативность ее состояния. В этом принципиальное отличие живого, от неживого. Действительно, любой объект, кроме живого, будучи предоставлен самому себе; постепенно деградирует, то есть энтропия его состояния увеличивается. Так, например, разрушаются со временем под действием внешних факторов брошенные здания: ржавеют металлические детали, гниют деревянные и т. д. Живое же, соприкасаясь с внешним миром (инстинктивно или сознательно), поддерживает определенный стационарный уровень своих внутренних систем (то, что в медицине называется гомеостазом). Сложные биологические системы (например, человек) способны, кроме того, преобразовывать окружающую действительность таким образом, чтобы сделать свое существование более комфортным. Ясно, что такое преобразование должно носить упорядочивающий характер: строительство различных сооружений, добыча полезных ископаемых, их обогащение и т. д. При этом не следует думать, что биообъекты нарушают фундаментальный второй закон термодинамики, согласно которому энтропия любой изолированной системы должна увеличиваться. Дело в том, что живые биосистемы, являются, существенно, неравновесными, так как обмениваются с окружающей средой веществом и энергией. Термодинамика таких систем (их еще называют открытыми) разработана в основном усилиями лауреата Нобелевской премии И. Пригожиным [З]. Чтобы пояснить ситуацию, воспользуемся примером из книги М.В. Волькенштейна [4]. Рассмотрим изолированную систему, состоящую из организма и некоторой внешней среды. Организм получает из среды необходимые ему продукты питания и кислород; в свою очередь, в среду поступают продукты жизнедеятельности организма. В таких условиях находится, например, космонавт. Он является открытой системой по отношению к космическому кораблю, но сам корабль в целом можно считать достаточно хорошо изолированным от внешнего мира. Изменение энтропии системы корабль - космонавт определяется равенством: dS = dS1 + dS2 , где dS1 - изменение энтропии космонавта; dS2 - окружающей его в корабле среды. Согласно второму началу термодинамики dS>0, так как система неравновесна вследствие протекания процессов жизнедеятельности космонавта. Однако, согласно приведенным выше соображениям, вклад космонавта dS,<0 (если, конечно, он здоров и его состояние не ухудшается). — 128 —
|