De ce există viață?

Video: Există viață pe 1 MMP?

De exemplu, pentru un fizician Jeremy Anglia (Jeremy Anglia) de la Massachusetts Institute of Technology (SUA), originea vieții „este la fel de previzibil ca tendința de o piatră să cadă în jos.“

Jeremy Anglia, în vârstă de 31 de ani, și el e ... Ei bine, vezi tu deja. (Fotografie de Katherine Taylor.)

Să ne gândim, oferă un om de știință, Jo din punct de vedere fizic distinge molecule care conțin carbon neînsuflețite de vie: acestea din urmă sunt mai bune la absorbție a energiei din mediul lor și dispersia acestuia sub formă de căldură. Rețineți că, aparent, cu astfel de sarcini se poate ocupa și de funingine, uneori, dar eficiența vieții în acest domeniu este încă foarte mare.

A încercat să introducă diferențe între viață și fără viață în formulele, dl Anglia a concluzionat că un grup de atomi, care sunt surse terțe de energie (razele solare, prezența de combustibil chimic), și care este înconjurat de o baie de căldură (ocean, atmosfera), acesta va fi de multe ori treptat restructurarea ele însele, în scopul de a disipa mai multă energie. Astfel, în anumite condiții, problema va dobândi cu siguranță atribute fizice cheie asociate cu viata.

Dacă într-adevăr spune exact ceea ce face Jeremy, se pare următoarele: „Începeți cu un teanc de bancnote aleatoare de atomi, care strălucesc pentru o lungă perioadă de timp, și nu ar trebui să fie prea surprins dacă devine brusc o plantă“

Este ușor de înțeles că o parte din colegii d-Anglia a reacționat la activitatea sa ca fiind foarte nesigur, iar celălalt - ca un progres, iar unii cred că caracterizat prin ambele funcții. Deci, Eugene Shakhnovich de la Universitatea Harvard (SUA) consideră că este profund speculativ, cel puțin în acest stadiu. Da, cu formula, care descrie comportamentul materiei în anumite condiții, de lucrări. Dar este aceasta dorinta de atomi mai bine disipa energia de garanție pentru dezvoltarea procesului care conduce la apariția vieții? ..

Ideea de Jeremy Anglia este, în principiu simplu: a doua lege a termodinamicii, entropia crește cu timpul, se răcește la cald, ouă proklovyvayutsya, ci, dimpotrivă, nu se întâmplă, și așa mai departe. În timp ce energia este distribuită în mod inegal în sistem, în conformitate cu teoria probabilității, moduri de a-i disipa în continuare mai mult de concentrare. Deși teoretic cafeaua de răcire poate avea o șansă să se încălzească spontan din nou, de fapt, este atât de imposibil ca așa ceva și nu se întâmplă.

Deși entropia trebuie să crească mereu în timp, în mod clar se poate vedea în principal în sisteme închise, în beneficiul energiei lor omologii publice pot fi distribuite între atomii de inegal din cauza canalizării entropiei exterior, în spațiul din jurul sistemului deschis.

În 1944, Erwin Schrödinger ( „Ce este viata“) a spus: aceasta este ceea ce face ca lucrurile să mențină existența lor de viață. În timpul fotosintezei, entropia universului ca întreg crește, dar planta in sine previne dezintegrarea menținerii unei structuri interne ordonate. De la „peste tot în lume, dacă nu, dacă eu nu beau ceai“, se alege primul.

Cu toate acestea, în vremuri de termodinamică ecuației Schrodinger rezolvată numai pentru sistemele închise, care sunt, de asemenea, într-o stare de echilibru termodinamic. Inutil să spun, viața nu a apărut în ele.

În 1960, Ilya Prigogine, într-o oarecare măsură, a reușit în estimarea comportamentului sistemelor deschise, într-o măsură mai mică, controlată de sursele externe de energie (Premiul Nobel 1977). Din păcate, viața a apărut în cazul în care nu a fost departe de echilibru termodinamic, și impactul surselor de energie externe - foarte mult aceleași predicții într-un astfel de mediu, încă nu știu cum.

În anii 1990, datorită americani Chris Zharzinski (Chris Jarzynski) și Gavin Crookes (Gavin Crooks), totul sa schimbat. Sa demonstrat că entropia procesului termodinamic (cafea de răcire) corespunde unei relații simple: probabilitatea ca atomii trec prin procesul împărțit la probabilitatea ca ei vor merge în direcția opusă (că paharul, în contrast, se încălzesc accidental). Odată cu dezvoltarea producției de entropie, acest raport este în creștere: comportamentul sistemului devine mai mult și mai mult „ireversibil“, iar cafeaua samozakipaniya de probabilitate în ceașcă cade implacabil.

Ideea este că într-o astfelșiDenia încă atât de departe de echilibru termodinamic a mediului în care are loc procesul.

De fapt, Jeremy Anglia adăugat numai la această abordare este influența puternică a sursei externe (unde electromagnetice), precum și capacitatea de a elibera căldură în afara - calitățile clasei de sisteme, care sunt organisme vii, și materiale nevii care apar pe suprafața Pământului.

Video: S-au găsit o planetă unde există viață

Anglia Simularea arată că fluid vâscos acele particule care variază de o forță exterioară, în timp (de sus în jos) se formează între ele o mai multe conexiuni. (Ilustrația Jeremy Anglia.)

Particulele nonliving au tendința de a disipa mai multă energie atunci când acestea sunt în rezonanță cu o sursă de alimentare externă, sau pentru deplasarea în direcția în care acestea sunt împinse în afara forță. În cele din urmă, ele sunt mai „predispuse“ să se miște în această direcție decât în ​​oricare alta. „Grupuri de atomi înconjurat de o baie termală, o anumită temperatură, la fel ca în cazul atmosferei sau ocean se vor rearanja în timp, astfel încât totul este mai bine "rezonează" o sursă de lucru mecanic, electromagnetic sau chimice în mediul lor „- explica dl Anglia.

Autoreplicare - un proces care a adus pe Pământ toți locuitorii vieții de azi - unul dintre mecanismele prin care sistemul poate disipa cantități tot mai mari de energie în timp. „O modalitate foarte bună de a disipa energia - este producerea unui număr mare de copii ale sale,“ - spune omul de știință.

În septembrie (2013) eliberarea Journal of Chemical Physics Cercetătorii au arătat că teoretic disipare minimă care apar molecule de ARN cu autoreproducere si bacterii, este foarte aproape de cantitățile reale pe care aceste sisteme disipa la reproducere. În acest caz, ARN-uri (aparent - precursor al ADN-viata) este deosebit de „ieftin“ din punct de vedere material de construcție a energiei, ceea ce a determinat sa „victorie“.

Jeremy subliniază: unele fenomene neînsuflețite pot fi cauzate de același proces de adaptare a materiei de-a lungul liniei de disipare a puterii maxime. „Multe exemple ar putea fi chiar sub nasul nostru, dar din cauza faptului că nu suntem în căutarea pentru ei, noi nu vedem“, - a spus fizicianul.

Apropo, a apărut recent lucrări, în conformitate cu care vârtejuri în lichide turbulente se reproduc în mod spontan prin împrumuturi de putere din trecerea straturilor lor de mediu. Într-un alt experiment cu ciorchini de microsfere arată tendința lor de a disipa energia, sfere apropiate de legare în același cluster (autoreproducere). Sam om de știință consideră că fulgii de zăpadă, dune, vârtejurile au multe în comun, în sensul că toate au o structură repetitivă, care apare în sistemele pluripartite, conduse de procesul de disipare a energiei. În cazul în care nu ar trebui să fie experimente pe bacterii uita că „există pur și simplu mutații“, în plus, posibilitatea de a influența în mod direct de mai mulți factori și nu este întotdeauna necesar să se grăbească cu definiția de plumb.

Verificați toate aceste idei nu sunt atât de simplu: procesul de originea vieții dintr-o grămadă de atomi nu ar trebui să fie rapid. Pe de altă parte, o parte a conceptului este încă posibil de a experimenta - corelarea eficienta disipare a energiei prin linii mutante de celule vii cu viteza de reproducere a acestora. În cazul în care acestea sunt într-adevăr corelate, dl Anglia va primi cel puțin o dovadă indirectă a nevinovăției sale. În același timp, și nu trebuie să fie atenți atunci când sunt la cald, începe să răsfira un ziar, dar poate fi interpretat nu numai ca o simplă dorință de a îngrămădi atomi reprezentat Petit Ivanova spori disipare a energiei în zona înconjurătoare.

În cazul în care acest punct de vedere este confirmat, de multe întrebări dureroase, cum ar fi „ceea ce are nevoie organismul facilitatea X Y» va înceta să mai fie atât: legile generale de creștere a eficienței de disipare a energiei sunt în măsură să explice o serie de caracteristici ale diferitelor organisme fără atracția lor de urechi la starea adesea precară a avantajelor evolutive.