ชีวิตมีอะไรมากกว่ากฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์
สู่ความเย็นสบาย: การไหลของพลังงาน อุณหพลศาสตร์ และชีวิต สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำ ระดับขององค์กรในระบบการดำรงชีวิตที่เรียบง่ายที่สุดนั้นน่าทึ่งมากจนนักวิทยาศาตร์ที่ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากหรือไม่ใช่ส่วนใหญ่เชื่อว่าเราจำเป็นต้องอธิบายนอกวิทยาศาสตร์ ความเชื่อนี้ได้รับการสนับสนุนอย่างละเอียดจากข้อเท็จจริงที่ว่านักวิทยาศาสตร์หลายคนยังคงคิดว่าการเกิดขึ้นของชีวิตเป็นอุบัติเหตุโดยบังเอิญที่ต้องใช้ลูกเต๋าโมเลกุลที่ดีในสถานที่ที่มีเงื่อนไขเป็นอย่างนั้นในจักรวาลที่กฎของฟิสิกส์อยู่ ถูกต้อง
มุมมองที่ตรงกันข้ามคือเรื่องมีแนวโน้มที่จะจัดระเบียบตัวเองตามหลักการทั่วไปทำให้การเกิดขึ้นของชีวิตหลีกเลี่ยงไม่ได้ หลักการดังกล่าวไม่จำเป็นต้องมีการดัดแปลงใดๆ ของกฎฟิสิกส์ แต่จะมาจากความเข้าใจที่ดีขึ้นว่าพฤติกรรมที่ซับซ้อนนั้นเกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์ของส่วนประกอบอย่างง่ายอย่างไร
การจัดระเบียบที่ซับซ้อนไม่ได้มีลักษณะเฉพาะสำหรับระบบสิ่งมีชีวิต: สามารถสร้างได้ด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ง่ายๆ และสังเกตได้ในระบบทางกายภาพที่ไม่มีชีวิตจำนวนมาก ตั้งแต่การไหลของของไหลไปจนถึงเคมี การจัดระบบตนเองในระบบไม่มีชีวิตต้องมีบทบาทสำคัญในการกำหนดขั้นตอนสำหรับการเกิดขึ้นของชีวิต นักวิทยาศาสตร์หลายคนแย้งว่าหลักการบางอย่างของระบบที่ซับซ้อนสามารถอธิบายการเกิดขึ้นของชีวิตและคุณสมบัติสากลของรูปแบบและหน้าที่ในชีววิทยา และอาจถึงกับให้ข้อมูลเชิงลึกสำหรับสังคมศาสตร์ด้วยซ้ำ ปัญหาคือว่าหลักการเหล่านี้ยังไม่ได้ถูกค้นพบ
ในหนังสือInto the Cool ของพวกเขา Eric Schneider และ Dorion Sagan อ้างว่าเทอร์โมไดนามิกส์ที่ไม่สมดุลให้หลักการสำคัญที่ยังขาดอยู่ พวกเขาทบทวนการประยุกต์ใช้ในหัวข้อต่างๆ ตั้งแต่พลศาสตร์ของไหลและอุตุนิยมวิทยาไปจนถึงต้นกำเนิดของชีวิต นิเวศวิทยา สรีรวิทยาของพืช และชีววิทยาวิวัฒนาการ และแม้กระทั่งคาดเดาเกี่ยวกับความเกี่ยวข้องกับสุขภาพ เศรษฐศาสตร์ และอภิปรัชญา หนังสือเล่มนี้มีข้อมูลอ้างอิงที่ดีและคุ้มค่าที่จะซื้อด้วยเหตุผลนี้เพียงอย่างเดียว
ปัญหาที่ซับซ้อน: ความจำเป็นในการลดระดับพลังงานจะช่วยขับเคลื่อนวิวัฒนาการของป่าไม้ได้หรือไม่
เมื่อการอภิปรายเน้นไปที่การใช้งานที่อุณหพลศาสตร์เป็นตัวแสดงหลัก เช่น พลังงานและกระแสเอนโทรปีของโลก หรืออุณหพลศาสตร์ของระบบนิเวศ จะให้ความรู้และคุ้มค่า แต่ก็ซ้ำซากและดูเหมือนไม่เป็นระเบียบในสถานที่ต่างๆ
หนังสือเล่มนี้ประสบความสำเร็จน้อยกว่าในการอธิบายทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่ การเริ่มต้นที่ไม่ดีกับแจ็คเก็ตกันฝุ่นซึ่งกล่าวว่า: “ถ้าชาร์ลส์ดาร์วินเขย่าโลกด้วยการแสดงบรรพบุรุษร่วมกันของทุกชีวิตดังนั้นInto the Coolมีพลังที่คล้ายคลึงกัน – และความสุข” แม้ว่าการยืนบนไหล่ของยักษ์อาจเป็นการฉลาด แต่ก็ไม่แนะนำให้ยืนหันหลังให้แล้วเรียกสายวัด
วิทยานิพนธ์หลักของผู้เขียนคือ หลักการกว้างๆ
ที่จำเป็นในการทำความเข้าใจการจัดระเบียบตนเองนั้นมีอยู่แล้วโดยปริยายในกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ และดังนั้นจึงอยู่ภายใต้จมูกของเราเป็นเวลาหนึ่งศตวรรษครึ่งแล้ว แม้ว่ากฎข้อที่สองเป็นคำแถลงเกี่ยวกับความผิดปกติที่เพิ่มขึ้น แต่พวกเขาโต้แย้งว่าการสรุปทั่วไปล่าสุดในอุณหพลศาสตร์ที่ไม่สมดุลทำให้ชัดเจนว่ากฎนี้ยังมีบทบาทสำคัญในการสร้างระเบียบด้วย วลีติดปากที่พวกเขาใช้เพื่อสรุปแนวคิดนี้คือ “ธรรมชาติเกลียดชังการไล่ระดับ” การไม่อยู่ในสมดุลหมายถึงการไหลของพลังงานจากพลังงานอิสระไปสู่ความร้อนโดยอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่น สิ่งมีชีวิตรับอาหารเข้าไป ซึ่งให้พลังงานอิสระที่จำเป็นในการทำงานเพื่อทำกิจกรรม รักษารูปแบบและสืบพันธุ์
ข้อแตกต่างคือการอ้างว่าความจำเป็นในการลดระดับพลังงานทำให้เกิดแนวโน้มที่จะเพิ่มความซับซ้อนในระบบที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต ในคำพูดของพวกเขา: “แม้กระทั่งก่อนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ กฎข้อที่สอง ‘เลือก’ จากตัวเลือกจลนศาสตร์ อุณหพลศาสตร์ และเคมีที่มีอยู่ ระบบเหล่านั้นสามารถลดการไล่ระดับสีได้ดีที่สุดภายใต้ข้อจำกัดที่กำหนด” ตัวอย่างเช่น พวกเขาโต้แย้งว่าเหตุผลที่ป่าไคลแมกซ์เข้ามาแทนที่ป่าทรานซิชันก่อนหน้านั้น ก็คือมันมีประสิทธิภาพมากกว่าในการตรึงพลังงานจากดวงอาทิตย์ ซึ่งยังช่วยลดความลาดชันของอุณหภูมิด้วย พวกเขาอ้างว่าการแข่งขันเพื่อลดการไล่ระดับสีทำให้เกิดการเลือกซึ่งกลไกที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการลดการไล่ระดับสีจะถูกแทนที่ด้วยกลไกที่มีประสิทธิภาพมากกว่า
นี่เป็นแนวคิดที่น่าสนใจ แต่ฉันไม่เชื่อว่ามันสมเหตุสมผล กระบวนการคัดเลือกที่ผู้เขียนตั้งข้อสังเกตไม่มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจน และพวกเขาไม่เคยอธิบายว่าทำไม หรือในแง่ใด จึงจำเป็นต้องนำไปสู่ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้น ไม่มีใครโต้แย้งว่ากฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจการทำงานของระบบที่ซับซ้อน การไม่อยู่ในสมดุลเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับปรากฏการณ์ทางกายภาพในการแสดงพฤติกรรมที่ซับซ้อนที่น่าสนใจ แม้ว่า ‘น่าสนใจ’ จะยังนิยามได้ยากก็ตาม แต่คำกล่าวอ้างของผู้เขียนว่าเทอร์โมไดนามิกส์ที่ไม่สมดุลนั้นอธิบายได้แทบทุกเรื่อง ตัวอย่างเช่น พิจารณาคอมพิวเตอร์ ไม่มีใครโต้แย้งว่าแหล่งจ่ายไฟเป็นสิ่งจำเป็น แม้แต่สำหรับคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด อุณหพลศาสตร์บอกเราว่าอย่างน้อยก็ต้องใช้kTln2 หน่วยพลังงานที่จะลบเล็กน้อยโดยที่Tคืออุณหภูมิและkคือค่าคงที่ Boltzmann แต่ความต้องการพลังงานไม่ได้บอกเราเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้แล็ปท็อปแตกต่างจากเครื่องซักผ้า เพื่อให้เข้าใจว่าคอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไร และทำอะไรได้บ้างและไม่สามารถทำได้ ต้องใช้ทฤษฎีการคำนวณ ซึ่งเป็นทฤษฎีเชิงตรรกะที่ตัดการเชื่อมต่อจากเทอร์โมไดนามิกส์ ตัวจ่ายไฟสามารถออกแบบได้โดยคนคนเดียวกับที่ออกแบบสำหรับเครื่องซักผ้า
ประเด็นสำคัญคือ แม้ว่ากฎข้อที่สองจำเป็นสำหรับการเกิดขึ้นของระเบียบที่ซับซ้อน แต่ก็ยังไม่เพียงพอ ชีวิตเป็นปราก สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำ
