Abstract
Иерархическая термодинамика, в соответствии с законами природы, создает и оптиматизирует формы и функции живых систем в условиях их обитания. Указанная оптимизация связана с поиском минимумов удельной свободной энергии Гиббса образования динамических структур всех иерархий. Одним из существенных отличий живых и неживых систем, является отсутствия возможности у неживой материи образовывать, четко выделяемые, супрамолекулярные полииерархические структуры.
Термодинамика оптиматизирует жизнь
Иерархическая термодинамика, в соответствии с законами природы, создает и оптиматизирует формы и функции живых систем в условиях их обитания. Природа, в поисках минимумов удельной свободной энергии Гиббса (функции Гиббса) образования структур, самопроизвольно выявляет химический состав и строение динамических иерархических живых систем. При изучении всех эволюционных преобразований в онтогенезе, филогенезе и эволюции удобно использовать известное уравнение для полного дифференциала функции Гиббса:
Здесь: T – температура; S – энтропия; U – внутренняя энергия; V– объем; p – давление; X – любая обобщенная сила, за исключением давления; x – любая обобщенная координата, за исключением объема; µ - химический (эволюционный) потенциал; m – масса k-го вещества; работа, совершенная системой, отрицательна. Индекс i относится к частной эволюции, а k – к компоненту i – ой эволюции. Верхний индекс * означает, что рассматривается поведение сложной квазиравновесной системы.
1977-2011
Физические поля и воздействия, учитываемые уравнением (1), как бы формируют или ваяют живые объекты из химических веществ, присутствующих в условиях Земли, придавая им (объектам) соответствующие оптимальные формы и функции.
Сравнение процесса возникновения живых систем (организмов) и образования неживых объектов, например, ржавчины, в открытых системах позволяет установить некоторые существенные отличия явления жизни от превращений в неживой природе.
Исходными веществами при возникновении и эволюции живых структур являются молекулы, образующиеся несамопроизвольным путем под действием света, электрических разрядов, тепла и других энергетических воздействий. Современная жизнь на Земле, прежде всего, связана с появлением сравнительно нестабильных продуктов фотосинтеза под действием энергии Солнца.
Фотосинтез
При образовании ржавчины, исходное вещество, состоящее из одного типа атомов, – Fe в присутствии воды под действием кислорода быстро окисляется, практически сразу, образуя стабильные твердые фазы окислов. Химические связи в ржавчине в основном ионные.
Образование ржавчины
Образование ржавчины – выгодный термодинамически процесс превращения простых веществ, который в присутствии воды сопровождается образованием нескольких, непродолжительно живущих, однотипных, промежуточных продуктов в водной фазе. Эти ионизированные продукты, в отличие от разнообразных промежуточных молекулярных продуктов живых систем, не обладают существенными бифильными свойствами и не могут образовывать иерархические супрамолекулярные фазы.
Ржавчина
Разумеется, в этом случае не имеет смысла говорить о неких «совместно существующих молекулярных и супрамолекулярных структурах». Ясно, что проявление, даже примитивной, жизни в данном случае невозможно.
Таким образом, одним из существенных отличий живых и неживых систем, является отсутствия возможности у неживой материи образовывать, четко выделяемые, супрамолекулярные полииерархические структуры. Сделанный вывод подтверждает, ранее сформулированное автором (1977, 1997), утверждение: “The origin and evolution of life is the origin and evolution of thermodynamic self-organized (self-assembled) polyhierarchic systems”.
Литература
1. Gladyshev G.P. On the Thermodynamics of Biological Evolution // Journal of Theoretical Biology.- 1978.- Vol. 75.- Issue 4.- Dec 21.-P. 425-441. Preprint, May, 1977. “On the thermodynamics of biological evolution.”
2. Гладышев Г.П. 1983. Иерархическая термодинамика сложных открытых систем. Препринт. Уфа: Башк. Фил. АНСССР.
3. Гладышев Г.П. Термодинамическая теория эволюции живых существ. М.: Луч, 1996. -86с.
4. Gladyshev Georgi P. Thermodynamics Theory of the Evolution of Living Beings.- Commack, New York: Nova Science Publishers, Inc.- 1997.- 142 P.
http://knol.google.com/k/georgi-p/-/169m15f5ytneq/0#knols
http://knol.google.com/k/georgi-p/living-systems-are-quasi-equilibrium/169m15f5ytneq/26
http://knol.google.com/k/georgi-p/thermodynamic-theory-of-evolution-of/169m15f5ytneq/3# http://knol.google.com/k/knol/Search?q=Georgi+Gladyshev&back=169m15f5ytneq.12
15.04.2011
gladyshevevolution 