|
Местный
Регистрация: 28.06.2007
Сообщений: 2,154
Репутация: 128
|
Немного об эволюции и энтропии
Попытаюсь, Борис, немного заинтересовать Вас проблемой эволюции по взрослому. Вы пишете, что для эволюции организма от рождения до смерти необходимо его взаимодействие с окружающей средой. В этом трюизме нет ничего (кроме умного слова "эволюция"), что бы не было известно нашему первобытному предку. Хвастаться, что нам известно одним пустым словом больше, чем дикарю, не стоило бы. Дикарь бы нас осмеял. Даже дикарь.
Что происходит в процессе взаимодействия организма со средой? Вы скажете, что происходит обмен веществом и энергией. Здесь, возможно, ухмылка сойдет с лица дикаря. Ее заменит недоумение: ну, и что? А ничего. Обмен энергией не имеет прямого отношения к эволюции.
К эволюции имеет отношение наездник, оседлавший энергию - энтропия. Один и тот же поток энергии может нести большую или меньшую энтропию. Или, если перейти к энтропии с обратным знаком, которая называется информацией, энергия несет то или иное количество информации, усвоение, накопление которой в организме мы воспринимаем как его усложнение, его структуризацию, его эволюцию.
Посмотрим, например, дыхание. Энтропия вдыхаемого кислорода равна 205 Дж/(мольК) (джоулей на моль на Кельвин). Энтропия выдыхаемого углекислого газа равна 213.6 Дж/(мольК). Таким образом, при прохождении через легкие 1 моля кислорода информационное содержание организма увеличивается на 8.6 Дж/К (или, если угодно, из организма выносится энтропия, т.е. хаос, в количестве 8.3 Дж/К).
Имеет место ТЕОРЕМА БРИЛЛЮЭНА (1956), согласно которой энтропия отходов больше энтропии пищи. Это означает, что организм теряет неупорядоченность, возникающую в процессе катаболизма, т. е. в виде фекалиев, а в пpoцeссe питания с пищей получает упорядоченность. Например, молекулярное строение травянистых растений, которыми питается животное, более организованно, чем экскременты. Отрицательный знак энтропии есть разница:
Sвходящая - Sвыходящая = Sхаоса = - Sсамоорганизации
где Sвходящая — энтропия пищи; Sвыходящая - энтропия отходов (экскрементов). По Бриллюэну, отрицательная энтропия идентична информации из теории К.Шеннона.
Таким образом, организм обменивается с внешней средой не просто энергией, но и энтропией. В пищу идет высокоэнергетический низкоэнтропийный продукт, фекалии же являются низкоэнергетическим и высокоэнтропийным продуктом организма. В организме энергия потребляется на производство информации. Теоретически, на производство бита информации требуется не менее kT энергии (k постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура). Это соотношение называют принципом Ландауэра. Оно хорошо согласуется с экспериментом. В растениях, если не ошибаюсь, на производство одного бита упорядочивания структуры расходуется около 50kT.
Мы должны здесь понять, что энтропия самопроизвольно может только возрастать. Если в организме она не возрастает, а убывает, то это значит, что она выносится из организма, т.е в организме имеется "энтропийный насос", выбрасывающий хаос из организма. Этим насосом в биологических структурах и химических реакциях является броуновское движение. Именно броуновское движение поглощает лишнюю энергию пищи, превращая ее в тепло и рассеивая тепло в пространство, а также расходуя энергию хаоса на транспорт информации от пищи к органеллам.
Нам известны и другие виды энтропийных насосов. Вы, например, совершенно верно усматриваете такой насос в процессе образования. Впрочем, это Вам "задание на дом": как следует организовать обмен социума со средой для того, чтобы эволюция протекала оптимально? Как следует организовать энтропийный насос? Способствует ли эволюции конкуренция, или она замедляет эволюцию и даже может повернуть ее вспять?
Кроме эволюции есть и еще одна форма развития - революция. И она столь же неизбежно порождается эволюцией, как и эволюция порождается революцией. Но об этом здесь толковать не будем.
P.S. Для лучшего уяснения вопроса полезно рассмотреть цикл Кребса, например. Сколько энтропии всасывается, сколько - выбрасывается.
Далее. Как следует из учения эволюции, эволюционирует не индивид, а популяции (индивидов в биологии), популяции клеток (в организме) популяции социальных организмов (в социологии), популяции реагентов (в химических реакциях) или статистические ансамбли (в физике). Популяции сохраняют и усложняют свою структуру только динамически, только в соотношении с другим самоё себя. При этом, для всякой эволюции существуют некоторые траектории в пространстве соответствующих популяций. Устойчивые или не очень.
Путь вдоль эволюционного пути называют "падением на аттракотр", а конечное состояние данной системы - целью эволюции, или ее аттрактором. Бывают устойчивые траектории (вроде орбиты Земли), а бывают и очень неустойчивые (с характером "эффекта крыла бабочки"). При малых возмущениях система начинает резко (взрывоподобно, экспоненциально) уходить от своего аттрактора и падать на новый. Это - состояние революции.
Капитализм - очень устойчивый аттрактор, как показал Маркс. Он же показал, что первобытный коммунизм так же устойчивый аттрактор. Переход от бесклассового общества к классовому нуждался в массовом насилии, чтобы общество могло оторваться от стихийного аттрактора. Так же необходимо насилие для отрыва от классового аттрактора. Насилие заключается в необходимости приобретения образования. Именно, партия широко образованных социальных инженеров, понимающих требования и механизмы эволюции, способны сместиться сами и сместить общество с траектории капиталистической эволюции. Иначе говоря, стихийное физическое насилие, разрушившее коммунизм, меняется на насилие осознанной необходимости, разрушающее капитализм.
На самом деле, никакая система не может на своей траектории бесконечно наращивать свою информацию, бесконечно эволюционировать. Например, предел Хейфлика для клетки примерно 50 делений плюс/минус лапоть. Для большинства человеческих клеток этот предел составляет 52 деления. Каков предел капитализма - я, по крайней мере, не знаю.
К сожалению, вопросы, связанные с устойчивостью социальной эволюции, ее аттракторами и точками бифуркаций быстро и не пальцах не объяснишь. Так что на этом завершу свою скромную попытку обрисовать круг вопросов, связанных с эволюцией, ее механизмом, подходами к разработке методов управления ею. Если что-то непонятно или недостаточно освещено - пишите. Помогу, чем могу.
|
