47,332
עריכות
שינויים
דף חדש: '''השפעות החוק השני של התרמודינמיקה בביולוגיה''' הוא תחום חקר ההשפעות של החוק השני של התרמודינמיקה בת...
'''השפעות החוק השני של התרמודינמיקה בביולוגיה''' הוא תחום חקר ההשפעות של [[החוק השני של התרמודינמיקה]] בתחומי הביולוגיה ובמיוחד בתחום ה[[אקולוגיה]]. החוק עצמו ובעיקר ניסוחים מאוחרים יותר 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 הצביע הפיזיקאי בולמצן מצביע על כך שהמאבק בין היצורים החיים הוא על [[אקסרגיה]] ועל הורדת אנטרופיה.
בשנת 1944 שרדינגר (Erwin Schrödinger) כתב ספר בשם "What is Life? " שבו הוא 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 ומערכות מורכבות מתוך אי הסדר. לדוגמה הצמחים הם מבנה מוסדר מאוד אשר מסונתזים מתוך מולקולות ואטומים בלתי מסודרים סביבם.
הפתרון לפרדוקס לכאורה זה הוא שהחיים נמצאים בתוך שטף של אנרגיה וחומר שמקורם הוא בשמש ומגיע לכלל היצורים החיים באמצעות ה[[ייצור ראשוני|יצרנים הראשוניים]]. היצורים החיים נשארים בחיים ומשמרים מצב פנימי בעל סדר גבוה על ידי לקיחת אנרגיה מהחוץ. לכן ניתן להסתכל על החיים (כיחידים או כקבוצה) כעל מבנה מפזר ששומר על סדר פנימי באמצעות ייצור אנטרופיה גבוה 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 (ראו הניסוח של שניידר וקיין בפרק הקודם), ומרחיבים אותו למערכות רחוקות משיווי משקל. הם מנסים לנסח באמצעות החוק את הקשרים בין אבולוציה, מורכבות ומערכות 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>
==הערות שולייים==
{{הערות שוליים}}
{{מערכות מורכבות}}
[[קטגוריה:אקולוגיה]]
[[קטגוריה:תרמודינמיקה]]
כבר בשנת 1886 הצביע הפיזיקאי בולמצן מצביע על כך שהמאבק בין היצורים החיים הוא על [[אקסרגיה]] ועל הורדת אנטרופיה.
בשנת 1944 שרדינגר (Erwin Schrödinger) כתב ספר בשם "What is Life? " שבו הוא 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 ומערכות מורכבות מתוך אי הסדר. לדוגמה הצמחים הם מבנה מוסדר מאוד אשר מסונתזים מתוך מולקולות ואטומים בלתי מסודרים סביבם.
הפתרון לפרדוקס לכאורה זה הוא שהחיים נמצאים בתוך שטף של אנרגיה וחומר שמקורם הוא בשמש ומגיע לכלל היצורים החיים באמצעות ה[[ייצור ראשוני|יצרנים הראשוניים]]. היצורים החיים נשארים בחיים ומשמרים מצב פנימי בעל סדר גבוה על ידי לקיחת אנרגיה מהחוץ. לכן ניתן להסתכל על החיים (כיחידים או כקבוצה) כעל מבנה מפזר ששומר על סדר פנימי באמצעות ייצור אנטרופיה גבוה 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 (ראו הניסוח של שניידר וקיין בפרק הקודם), ומרחיבים אותו למערכות רחוקות משיווי משקל. הם מנסים לנסח באמצעות החוק את הקשרים בין אבולוציה, מורכבות ומערכות 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>
==הערות שולייים==
{{הערות שוליים}}
{{מערכות מורכבות}}
[[קטגוריה:אקולוגיה]]
[[קטגוריה:תרמודינמיקה]]