Πέμπτη, 26 Μαρτίου 2009

2ος Θερμοδυναμικός νόμος και εξέλιξη

Πρόσφατα διάβασα σε ένα χριστιανικό forum (ναι έχω ένα βίτσιο να διαβάζω χριστιανικά και φασιστικά site) την άποψη κάποιου που νόμιζε ότι ήξερε φυσική. Κατά αυτόν λοιπόν η θεωρία της εξέλιξης του Δαρβίνου είναι λάθος γιατί έρχεται σε αντίθεση με το 2ο θερμοδυναμικό νόμο. Θα προσπεράσω το ηλίθιο της θρησκευτικής σκέψης ("θέλουμε να
δείξουμε ότι παραβιάζονται οι φυσικοί νόμοι για να αποδείξουμε ότι υπάρχει θεός αλλά κατά τα αλλά ο θεός έφτιαξε τους φυσικούς νόμους και επίσης εμείς δε χρειαζόμαστε αποδείξεις γιατί πιστεύουμε" και τόνοι τέτοιων παραλογισμών) και θα εξετάσω τη φυσική του ζητήματος.
2ος θερμοδυναμικός νόμος(μία από τις πολλές ισοδύναμες διατυπώσεις του): Η εντροπία σε ένα κλειστό σύστημα αυξάνεται μέχρι να λάβει τη μέγιστη τιμή της στην κατάσταση της ισορροπίας. Ο, κατά Boltzmann, ορισμός της εντροπίας είναι ότι ισούται με το λογάριθμο των μικροκατα
στάσεων που δίνουν την ίδια μακροκατάσταση. Πιο απλά η εντροπία είναι ένα μέτρο της "αταξίας". Υπάρχουν εκατομμύρια τρόποι να σπάσει ένα ποτήρι αλλά μόνο ένας για να φτιαχτεί. Αυτό εξηγεί πολλά πράγματα της καθημερινότητας μας ενώ δίνει και ένα "βέλος του χρόνου" στην εξέλιξη των καταστάσεων. Αν δούμε μια ταινία με ένα ποτήρι που δημιουργείται ξαφνικά από τα κομμάτια του είμαστε σίγουροι ότι παίζεται προς τα πίσω. Επομένως βάση πιθανοτήτων, που οι αριθμοί των μορίων τις καθιστούν σχεδόν βεβαιότητες, τα συστήματα κινούνται προς την αταξία, την καταστροφή και την ομοιομορφία.
Μήπως τότε είχε δίκιο ο "χριστιανός"? Μήπως η ολοένα αυξανόμενη οργάνωση της ζωής μέσω της εξέλιξης έρχεται σε αντίθεση με τη θερμοδυναμική? Η απάντηση είναι όχι. Γιατί πολύ απλά ξέχασε μία σημαντική λέξη από τη διατύπωση του νόμου. Το "κλειστό". Κλειστά συστήματα, είναι τα συστήματα που δεν ανταλλάσσουν ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον τους. Οι ζωντανοί οργανισμοί απέχουν πάρα πολύ από αυτό. Αναπνέουν, τρώνε, αποβάλλουν, κινούνται...Αν πάρουμε τους οργανισμούς ΚΑΙ το περιβάλλον τους θα δούμε εύκολα ότι η εντροπία αυξάνει. Κατά τη διάρκεια όλων των διαδικασιών των ζωντανών οργανισμών εκλύεται ενέργεια στο περιβάλλον με τη μορφή θερμότητας. Ή σύμφωνα με μία άλλη διατύπωση του 2ου θερμοδυναμικού νόμου "η θερμότητα δεν μπορεί να μετατραπεί με 100% απόδοση σε μηχανικό έργο". Ισοδύναμη (και μαθηματικά) με την πρώτη διατύπωση αν σκεφτούμε ότι η μεταφορά θερμότητας αυξάνει την "άτακτη κίνηση των μορίων". Επομένως η εξέλιξη δεν έρχεται σε αντίθεση με την θερμοδυναμική αφού μπορεί η αυτοοργάνωση των οργανισμών να αυξάνει αλλά η συνολική εντροπία του κλειστού συστήματος "σύμπαν" μεγαλώνει.
Ωραία λοιπόν, εμπεδώσαμε ότι δεν έρχεται σε αντίθεση αλλά μήπως υπάρχει κάποια φυσική διαδικασία που προβλέπει την αύξηση της αυτοοργάνωσης μακριά από την ισορροπία? Για αυτό το θέμα, επιφυλάσσομαι να επανέλθω με άλλο post...

5 σχόλια:

  1. Σίγουρα οι αντιεξελικτιστές έχουν υποπέσει σε σωρεία νοητικών λαθών και σίγουρα η επιμονή τους να υποστηρίζουν απόψεις που έχουν καταδικαστεί περισσότερες από 40 φορές σε συντηρητικά δηκαστήρια των ΗΠΑ (Αρκάνσσας, Λοιιζιάνα...)είναι επεικώς απαράδεκτη, αλλά γιατί να ξεκινάς με τόσο μένος το άρθρο σου;

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  2. Εξαιρετικό άρθρο. Συνεκτικό, σοβαρό, ακριβολόγο και ταυτόχρονα με χιούμορ και κάποια ποιητικότητα. Σ' ευχαριστώ! Ελπίζω να "ξαναπέσω" πάνω σου, κάπου μέσα σ' αυτό το κλειστό μα αχανές σύστημα του internet!
    - Μερόπη

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  3. Κλειστο ειναι το συστημα που δεν ανταλλασσει υλη, ανταλλασσει θερμοτητα

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  4. Βασικά τώρα που το ξανασκέφτομαι, οι οργανισμοί ανταλλάσσουν ύλη με το περιβάλλον τους, καθώς τρώνε κ αφοδεύουν, οπότε δεν αποτελούν κλειστό σύστημα από μόνοι τους, δεν χρείζεται να ξοδεύει κανείς φαιά ουσία για αυτό...Τώρα το μεγάλο τρικ είναι ότι ο χριστιανός που πέτυχα εγώ σ'ένα αρθρο ιδίου περιεχομένου,χρησιμοποίησε το σύμπαν ως σύστημα, αλλά το σύμπαν, όντας σύμπαν δεν έχει περιβάλλον, οπότε δεν γίνεται να εκπέμπει κάποιας μορφής ενέργεια π.χ. θερμότητα σε κατι..το ολο επιχείρημά του ήταν σόφισμα, αν όχι απλα σαθρό. Η εντροπία του συστήματος μεγαλώνει, το θέμα είναι αν αυτό κάποια στιγμή σταματά, μάλλον σε δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα, αν δεν ισχυει η προφητεία των Μαγια φυσικα :P φυσική διαδικασία που προβλέπει την αύξηση της αυτοοργάνωσης είναι η θεωρία της εξέλιξης του Δαρβίνου και η εξελικτική βιολογία..αν λάβει κανείς ως παράδειγμα την κυτταρική διαφοροποίηση...κ μάλλον έτσι προσεγγίζουμε μια ισορροπία δεν απομακρυνόμαστε από αυτή, αφού επιτυγχάνεται μέσα από χάος διεργασιών η εκπληκτική ισορροπία και αρμονική λειτουργία των οργανισμών

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  5. Η Εξέλιξη δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ
    Η Εξέλιξη αντιτίθεται στον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής
    ΔΕΝ υπάρχουν αξιόπιστα απολιθώματα ενδιαμέσων μορφών
    Η ζωή δεν προήλθε από τη μη-ζωή με τυχαίο τρόπο
    Η Εξέλιξη είναι απλώς μια θεωρία– δεν έχει αποδειχτεί

    Οι Εξελικτικοί υποστηρίζουν:
    Ο 2ος Νόμος ισχύει μόνο σε κλειστά συστήματα
    Τα συστήματα των έμβιων όντων αποτελούν εξαίρεση διότι αντιπροσωπεύουν ανοιχτά συστήματα
    Στην γη προστίθεται από έξω η ηλιακή ενέργεια

    Ο 2ος Νόμος όμως ισχύει σε όλο το σύμπαν
    Η εντροπία αυξάνεται
    Η οργάνωση, και η πολυπλοκότητα στο σύμπαν συνεχώς μειώνονται ενώ η αυξάνεται η τυχαιότητα
    Η ηλιακή ενέργεια στη φυσική της κατάσταση αυξάνει την εντροπία, πχ. θερμότητα

    ΤΟ ΑΘΡΟ ΠΑΕΙ ΣΤΟ ΚΕΝΟ

    ΑπάντησηΔιαγραφή