熱力学の第2法則:
*この法律では、孤立したシステムでは、エントロピー(障害)は常に時間とともに増加すると述べています。簡単に言えば、物事はバラバラになる傾向があり、より複雑になることはありません。
*これは人生と対立しているように見えます。これは、複雑さと組織の増加によって特徴付けられます。
生細胞がこれと矛盾するように見える方法:
* 障害からの注文: 細胞は環境から単純な分子を採取し、それらを複雑な構造に構築し、障害への傾向に反します。それらは、タンパク質、DNA、さらにはオルガネラ全体を作成し、そのすべてが細胞の全体的な組織に寄与します。
* エネルギー入力: 生細胞は分離されたシステムではありません。彼らは、主に光合成(植物)や食物の消費(動物)などのプロセスを通じて、周囲からエネルギーを継続的に取り入れます。このエネルギー入力により、熱としてエネルギーを放出し、周囲のエントロピーを増やすにもかかわらず、内部順序を維持および増加させることができます。
* 自己複製: 細胞は再現し、既存の構造からより複雑な構造を作成します。これは、エネルギーと崩壊への自然な傾向を克服する能力を必要とするため、第2の法律に反するようです。
パラドックスの解像度:
* オープンシステム: 生細胞は分離されたシステムではありません。彼らは環境と物質とエネルギーを交換します。これは、彼らが内部順序を維持し、増やすことが重要です。
* 全体的にエントロピーの増加: 生細胞はそれ自体内でエントロピーを減少させるように見えますが、周囲のエントロピーの大幅な増加に貢献しています。たとえば、細胞呼吸中に放出されるエネルギーは、環境のエントロピーを増加させます。
* 進化と選択: 生命の複雑な組織は、進化を通じて生じます。自然選択は、エネルギーの捕獲と利用に優れた生物を支持し、時間の経過とともにますます複雑な生命体の出現につながります。
要約すると、生細胞は熱力学の法則に反しません。代わりに、彼らは巧妙にそれらを搾取します。彼らは周囲のエネルギーを活用して、内部秩序を維持および増加させながら、システム全体のエントロピーの大幅な増加に貢献しています。