April 14th, 2019

Термодинамическая теория биологической эволюции

Широко распространена аналогия энтропии с хаосом. Как следствие, жизнь должна бороться против возрастания энтропии и на эту тему можно найти большое количество высказываний биологов. Следует отметить, что ситуацию усугубляет неудачное выражение отрицательная энтропия, которое использовал Эрвин Шрёдингер в книге «Что такое жизнь«.

Тем не менее, существует ряд авторов, которые видят в энтропии силу добра, лежащую в основе эволюции и, более того, предполагают, что в биологии второй закон вполне может заменить естественный отбор. Эта идея основана на следующем соображении. По мере развития Вселенной энтропия и сложность увеличиваются одновременно, что позволяет, как это не парадоксально звучит, связать увеличение сложности с увеличением энтропии.

Необходимо сказать, что обсуждаются открытые системы (возрастание энтропии, строго говоря, ограничено случаем изолированной системы). Например, Земля — это открытая системы, которая получает энергию от Солнца и далее отдает энергию в космическое простанство. Организм также является открытой системой, через которую текут потоки энергии. В открытых системах при протекании потоков энергии наблюдаются процессы самоорганизации (воронка воды, пламя, ячейки Бенара) и вполне можно попытаться связать эти процессы с энтропией.

В данном случае более правильно говорить не про энтропию системы, а про скорость изменения энтропии системы.  Таким образом, имеет смысл связать принцип самоорганизации со скоростью изменения энтропии и во многих статьях в настоящее время в этом отношении можно увидеть использование принципа максимума производства энтропии (maximum entropy production principle, MEPP).

Далее: http://blog.rudnyi.ru/ru/2019/04/thermodynamic-theory-of-evolution.html