Evoluce a druhý zákon termodynamiky

11. října 2008 v 10:03 | sagan (zavináč) email (tečka) cz |  Stvoření a evoluce
Jeden lékař mi napsal: "Jako fyzik asi víte, že tím, že si píšeme, překračujeme několik přírodních zákonů." To mi vyrazilo dech! Zcela určitě není možné porušovat přírodní zákony, tak jako lidé porušují právní normy. Tento doktor medicíny se ale domníval, že už samotnou svojí existencí porušujeme druhý zákon termodynamiky. Stejně tak jako všechny ostatní rostliny či živočichové. Odkud se bere složitost a komplexita organismů?


Druhý zákon termodynamiky popisuje chování soustav (= systémů) přírody prostřednictvím neuspořádanosti (entropie) a času. Tento přírodní zákon můžeme vyjádřit asi tak, že neuspořádanost izolované soustavy (systému) musí s časem narůstat. Izolovanost (osamocenost) soustavy znamená, že vybereme určitou oblast a zabráníme ji ve veškerém vzájemném působení s okolím -- jedná se o uzavřenou soustavu, uzavřený systém. Uzavřený systém používáme z důvodu zjednodušení popisu.

Jinými slovy složitost (komplexita) či uspořádanost (organizovanost) uzavřené soustavy klesá a narůstá nepořádek (chaos). V přeneseném významu to asi každý známe z vývoje na našem zpočátku uklizeném stole, kde neustále narůstá nepořádek (vyhýbám se použít slovo "binec"). Obecně tedy mají izolované soustavy tendenci se rozpadat a zjednodušovat se.
V prvním okamžiku bez dlouhého přemýšlení je proto přirozené se domnívat, že složitost hmoty-života také nemůže s časem narůstat (nemůže se objevovat komplexita), jak se nám snaží tvrdit například evoluční biologie, ale že naopak komplexita života může pouze klesat (musí narůstat neuspořádanost, "binec", živé systémy se mohou pouze rozpadat). To by znamenalo, že musí existovat něco nadpřirozeného, co složitost hmoty udržuje při životě.

Ve skutečnosti ale neexistuje nic nadpřirozeného, druhý termodynamický zákon popisuje chování přírody velmi dobře a složitost života narůstá omezena přírodními zákony a v důsledku evoluce druhů.

Druhý termodynamický zákon totiž popisuje vývoj uzavřené (izolované) soustavy. Země ale není uzavřená soustava, izolovaná od okolního vesmíru. Žijeme na Zemi, což je otevřený systém, dostáváme energii ve formě tepla od Slunce, a díky této energii může přirozeně narůstat komplexita a uspořádanost života. I v uzavřené soustavě může složitost narůstat (Země), pokud jinde v soustavě dochází k nárůstu neuspořádanosti (Slunce).
Nárůst uspořádanosti a organizovanosti souvisí s termodynamikou živých systémů. Proto mohlo dojít přirozeným způsobem i ke vzniku života, jak píšeme jinde. Podobně i krystaly minerálů či sněhové vločky jsou komplexní struktury, které se samovolně (přirozeně, spontánně) vytvářejí z neuspořádaných částí. Dalším příkladem mimo oblast biologie jsou například hurikány. Jedná se o dobře uspořádané pohyby atmosféry, žádné náhodné pohyby vzduchu. Hurikány vznikají přirozeně za určitých okolních podmínek.

#
 

3 lidé ohodnotili tento článek.

Komentáře

1 Lukáš Lukáš | E-mail | 16. prosince 2009 v 16:56 | Reagovat

Přeji dobrý den. Jsem dnes poprvé na tomto blogu. Nechci skrývat, že jsem zastáncem inteligentního designu (abych nebyl označen jako skrytý kreacionista), naopak, svou vírou se netajím, je to to nejdůležitější v mém životě.
Chtěl bych vznést námitku, jelikož skutečnost je trochu širší. Země možná je otevřený systém, ale to samé se nedá říct o vesmíru jako celku. Ikdyž hovoříme o "astronomických" údajích, fakt je, že vesmír je konečný a jeho energie klesá. Dokonce někteří vědci tvrdí, že se do nekonečna nebude rozpínat... Takže jaký to má smysl, když lidstvo stejně nepřežije??? Nemůžeme se přece pohybovat v neskutečnu, když vesmr zanikne... Co s tím?

2 Re: Lukáš Re: Lukáš | 17. prosince 2009 v 23:08 | Reagovat

Přeji dobrý den,

nevím, odkud pochází Vaše fakta.

ad vesmír jako celek

Konečný je pouze tzv. Hubbleův objem a to ze své definice. Zjednodušeně řečeno je Hubbleův objem pro daného pozorovatele vlastně objem koule s poloměrem daným mezní vzdáleností, za kterou už se objekty pohybují od pozorovatele rychlostí větší, než je rychlost světla (což je způsobeno rozpínáním vesmíru). Všechno uvnitř této mezní vzdálenosti náleží do Hubbleova objemu.

Hubbleův objem tedy závisí na pozorovateli a proto už pozorovatel např. v sousední galaxii, jako je např. Andromeda, má jiný "svůj vesmír" ve svém Hubbleově objemu než máme např. my pozemšťané "svůj vesmír" z pohledu pozorovatele v naší galaxii Mléčná dráha.

Součet objemů těchto pozorovatelných vesmírů pak vůbec nemusí být konečný, spíše velmi velký či nekonečný. Naměřené údaje i modely přesně toto ukazují.

Pokud to shrneme, vesmír jako celek může být velmi velký či dokonce nekonečný.

ad energie vesmíru klesá

Patrně máte na mysli, že pokud např. pozorovatel ukotvený na Zemi pozoruje vzdálenou galaxii, tak vidí, že její světlo muselo změnit vlnovou délku (tzv. červený posuv), což je možné vyložit tak, že se "někam ztrácí energie červeně posunutých fotonů".

Vtip je v tom, že se jedná o dvě různé vztažné soustavy (pozorovatel jedna, vzdálená galaxie druhá soustava), které jsou v tomto případě neinerciální. V neinerciálních soustavách popsaných obecnou teorií relativity žádný globální zákon zachování energie neexistuje.

Zachování energie je dobré pouze pro omezené, lokální systémy, pro izolované systémy v plochém vesmíru.

Pokud to shrneme, není možné tvrdit, že energie vesmíru klesá či roste. Energie vesmíru je konstatní, a to nulová (kladná část jako energie částic je přesně vyrovnána zápornou gravitační energií).

ad někteří vědci tvrdí, že se do nekonečna nebude rozpínat

Pozorování supernov v roce 1998 odhalilo, že se vesmír nejenže rozpíná, ale rychlost tohoto rozpínání neustále narůstá. To můžeme z tohoto (omezeného) pohledu vyložit tak, že vesmír se bude rozpínat donekonečna.

ad smysl

Pokud změříme poměr obydlenosti a neobydlenosti prostoru a času (tj. kosmu) životem, pak je vidět, že kosmos sám je velmi nepříjemným místem pro život (ohromné prázdné prostory, chladné měsíce, horké hvězdy) až snad na několik "kosmických lodí", jako je naše Země.

Podle všeho zde není žádný vnější smysl, ale jen ten smysl, který my sami přineseme.

- Sagan

3 Melkor Melkor | 3. června 2010 v 23:59 | Reagovat

Výborný článek a celý blog!
Jen k tomu "V uzavřené soustavě Země se Sluncem složitost nárůstá." Není to spíš tak, že i v této soustavě celková složitost klesá a celková entropie narůstá? Že především entropie Slunce masivně narůstá, což kompenzuje určité snížení entropie na Zemi?

4 sagan sagan | 5. června 2010 v 10:21 | Reagovat

[3]: Ano, je to přesně tak!

- Sagan

5 Rudolf Rudolf | E-mail | 24. března 2016 v 21:06 | Reagovat

Biologický systém je otevřený systém a tam platí jaksi jiná pravidla hry pro entropii než v systému uzavřeném. Navíc energie potřebná k udržení se bere ze spřažených reakcí (to je ta "záhadná" věc, která to drží). Ale jinak snaha se cení.

6 Timekiller Timekiller | E-mail | 7. prosince 2016 v 16:19 | Reagovat

[4]:Díky za stručný a jasný komentář k obrovské mlze, kterou 2. termodynamický zákon vrhá na obory jiné než termodynamiku. Lze ovšem říci, že entropie Slunce narůstá? Jestliže dochází k fůzi vodíku v hélium, nezvyšuje se lokální organizovanost? Z původně téměř homogenního oblaku vodíku vzniká soudržná lokální vrstvená hrouda těžších prvků? Podobně jako z jednoduchých molekul vznikají složenité proteiny a komplexní živé struktury? Díky! (Doufám, že po letech ještě můžete reagovat.)

7 Kamil Kamil | Web | 2. září 2017 v 11:15 | Reagovat

Lekce kytary NaNastroj.cz jsou super

8 Kamil Kamil | Web | 7. září 2017 v 19:54 | Reagovat

Neznate nekdo nejake lekce kytary online

9 Hovedo Hovedo | Web | 7. září 2017 v 20:04 | Reagovat

Zkuste lekce kytary Nanastroj.cz

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama