הצגת המקור של הדף "החוק השני של התרמודינמיקה בביולוגיה"

'''השפעות החוק השני של התרמודינמיקה בביולוגיה''' הוא תחום חקר ההשפעות של [[החוק השני של התרמודינמיקה]] בתחומי ה[[ביולוגיה]] בכלל, ובתחום ה[[אקולוגיה]] בפרט. החוק עצמו ובעיקר ניסוחים מאוחרים שלו, הוא בעל השפעות נרחבות על ההבנה של היצורים החיים כמו גם של [[המערכת האקולוגית]], שבמינוח [[תרמודינמיקה|תרמודינמי]] מהוות דוגמאות של [[מערכת מפזרת|מערכות מפזרות]]. 

כבר בשנת 1886 טען הפיזיקאי [[לודוויג בולצמן]] כי המאבק בין היצורים החיים הוא על [[אקסרגיה]] ועל הורדת [[אנטרופיה]]. 

בשנת 1944 כתב ארווין שרדינגר (Erwin Schrödinger) ספר בשם "מהם החיים?" (What is Life?) שבו ניסה לקשור בין תהליכים ביולוגיים לבין פיזיקה וכימיה. שרדינגר מבחין בין היכולת של החיים לקיים "סדר מתוך סדר" (התהליך הגנטי של הורשת תכונות ההורים לצאצאים באמצעות הגנים), ובין היכולת של החיים לקיים "סדר מתוך אי סדר". במבט ראשון, נראה כי היצורים החיים מפרים את החוק השני של התרמודינמיקה משום שהם מצליחים לייצר סדר ו[[מערכות מורכבות]] מתוך אי הסדר. לדוגמה, הצמחים הם מבנה מסודר מאוד אשר מסונתזים מתוך מולקולות ואטומים בלתי מסודרים סביבם. 

הפתרון לפרדוקס לכאורה זה הוא שהחיים נמצאים בתוך שטף של [[אנרגיה]] (וחומר) שמקורם ב[[אנרגיית שמש|שמש]] ומגיע לכלל היצורים החיים באמצעות ה[[ייצור ראשוני|יצרנים הראשוניים]]. היצורים החיים נשארים בחיים ומשמרים מצב פנימי בעל סדר גבוה על ידי לקיחת [[אקסרגיה|אנרגיה חופשית]] (אקסרגיה) מהחוץ. לכן ניתן להסתכל על החיים (כיחידים או כקבוצה) כעל [[מבנה מפזר]] ששומר על סדר פנימי באמצעות ייצור [[אנטרופיה]] גבוהה יותר במערכת הגדולה יותר שמקיפה אותו. 

החוקרים אריק שניידר וג'יימס קיי טוענים במאמר משנת 1994 כי קיימת התפתחות תרמודינמית של מספר מערכות שעוברות [[אבולוציה]], הם מנסחים מחדש את החוק, ומרחיבים אותו למערכות רחוקות משיווי משקל. הם מנסים לנסח באמצעות החוק את הקשרים בין [[אבולוציה]], [[מערכות מורכבות|מורכבות]] ו[[מערכות אקולוגיות]].<ref name="Schneider_Kay_1994">[http://www.nesh.ca/jameskay/www.fes.uwaterloo.ca/u/jjkay/pubs/Life_as/text.html Life as a Manifestation of the Second Law of Thermodynamics], Eric Schneider and James Kay, Mathematical and Computer Modelling 19(6-8):25-48. 1994</ref>
<ref name="Schneider_Kay_1995">ראו גם [http://www.redfish.com/research/SchneiderKay1995_OrderFromDisorder.htm]
</ref>

לטענת שניידר וקיי, החוק השני של התרמודינמיקה הוא תנאי הכרחי אך לא מספיק לקיום החיים. דבר זה בא על רקע טענה שלהם ושל חוקרים אחרים כי המנגנון של [[התארגנות עצמית]] הוא מנגנון חשוב לא פחות ממנגנון המוכר של [[אבולוציה]] בהתפתחות החיים, שכן האבולוציה היא רק מנגנון מסדר שני, הפועל על ידי בחירה מתוך מגוון. ואילו התפתחות המגוון מוסברת באמצעות התארגנות עצמית.