Астробиолог Майкл Рассел однажды сказал: «Цель жизни в том, чтобы гидрогенизировать диоксид углерода». А по версии нобелевского лауреата Альберта Сент-Дьёрдьи: «Жизнь — не более чем электрон, ищущий, где бы отдохнуть».
Хоть эти афоризмы не совсем отражают тот смысл жизни, который ищут многие из нас, они точно подмечают, что живые организмы всецело зависят от стремления Вселенной к увеличению энтропии и способствуют ему. Это может показаться контринтуитивным, ведь живые существа — высокоорганизованные структуры, а энтропия — суть беспорядок, но мы уже выяснили, что сложность и порядок —не одно и то же.
Каждый организм уже своим дыханием и жизнью способствует увеличению энтропии во Вселенной. Представьте себе фотон, выпущенный Солнцем и наполненный полезной энергией. Его поглощает растение или микроорганизм, который с помощью фотосинтеза накапливает эту энергию в форме сахара. Но в сахаре уже меньше полезной энергии, чем в фотоне — часть её рассеивается, нагревая растения и окружающую среду.
Животное или человек, съедая этот сахар, применяет его энергию для синтеза молекулы АТФ —аденозинтрифосфата. Она похожа на небольшую батарейку, которая направляется туда, где может пригодиться. Но у АТФ меньше полезной энергии, чем у сахара, ушедшего на его создание — часть её потерялась по пути через клеточные механизмы синтеза АТФ. Белки в мышцах используют энергию АТФ для сокращения, позволяя поднять гантель или кусок пиццы. Но не вся полезная энергия АТФ идёт на поднятие пиццы — как и раньше, некоторая её часть деградирует в шум и тепло. Энергия АТФ также может тратиться на восстановление повреждённых клеток и органов, в процессе снова теряя пользу.
Алгоритм очевиден: с каждым этапом энергия первоначального фотона постепенно деградирует, энтропия растёт, и всё, что остаётся — это организованное, но слегка потеплевшие растение, клетки, мышцы, да немного высокоэнтропийного инфракрасного света, который излучается в космос. Энергия превращается из полезной в бесполезную, поддерживая жизнь организмов, в том числе и нас.
По сути, жизнь могла зародиться в связи с энтропией. На молодой Земле были зоны с низкоэнтропийными условиями, полные полезной энергии, например, гидротермальные источники на дне океана. Но в тех условиях могло не быть простых химических реакций, способных перерабатывать эту энергию и увеличивать энтропию. Зато были более сложные, но подходящие цепи реакций, и в определённых условиях некая сеть химических реакций научилась поддерживать своё существование, поглощая полезную энергию из окружающей среды.
Некоторые из таких сетей могли обзавестись молекулярными мембранами — предшественницами клеточных стенок — и оторвавшись от места возникновения, стать первыми живыми организмами. Может, именно так и зародилась жизнь: сложные комбинации химических реакций вдруг нашли способ использовать недоступную иным образом полезную энергию.
Похожую историю можно рассказать о том, почему горят звёзды. Ядро водорода готово отдать очень много полезной низкоэнтропийной ядерной энергии, если сможет слиться с другими и образовать гелий, но это непросто. Слияний ядер — сложная штука, однако, ядра звёзд прекрасно справляются.
Так что и звёзды, и жизнь существуют за счёт увеличения общей энтропии во Вселенной. Солнце преобразует низкоэнтропийный источник энергии — ядра водорода — в более высокоэнтропийную энергию — фотоны видимого света. Жизнь использует их и преобразует ещё более высокоэнтропийную энергию — фотоны инфракрасного света. И мы не соврём, сказав, что смысл жизни состоит в продолжении миссии звёзд.
Переведено и озвучено студией Vert Dider.
[Это транскрипт перевода видеоролика, который вы можете видеть ниже:]
[What is the Purpose of Life? (Big Picture Ep. 5/5)]
Комментарии
Отправить комментарий