• physis
    #119
    Az élet eredetével kapcsolatban igen különös cikket olvastam nemrég (,,Miért keletkezett az élet (és miért folytatódik))''). Tudom, az élet eredetét kutató minden cikk különös valamilyen szempontból, de ez még ezeken felül is az volt.

    Számomra úgy tűnt, hogy a cikk a konkrét részletek (pontosan hogyan is keletkezett az élet) helyett inkább valamiféle elméleti keretet keresett. Nem a részletekent írja le, de sok további kérdést vetett fel, többek között a földön kívüli élet szempontjából is fontosakat.

    Háttér

    A cikk részletezése előtt háttárként érdemes feleleveníteni egy gyakran feltett kérdést: miért is nem mond ellent a termodinamika második törvényének maga az élet, az evolúció?

    Ha egy kádba jobbról forró, balról hideg vizet öntök, akkor abból egységesen langyos víz lesz, az eredeti ,,balról hideg, jobbról meleg'' mintázat spontán eltűnik. Viszaállítani csak külön energia befektetésével lehet. Ennek oka statiszikai természetű. Nevezzük mikroállapotnak az összes molekula mozgásáról kész1tett képzeletbeli ,,pillanatfelvételt'', és nevezzük makroállapotnak azt, amit ebből észreveszünk durva, nagy eszközeinkkel (hőmérő, nyomásmérő, méterrúd stb.). Az ,,egyenletesen langyos'' makroállapot sok mikroállapot révén is megvavalósulhat, a ,,baloldalt hideg, jobb oldalt forró'' makroállapot viszont már jóval erősebb megszorítást ad a lehetséges mikroállapotokra, gy spontán megvalósulására elenyésző az esély.

    A dolgot gáz nyomásával kiegyenlítődése példáján is el lehet mondani.


    (Kép forrása)

    A gyerekszoba látszólag azért ,,törekszik'' a rendetlenné válásra, mert a ,,rendetlenség'' makroállapot sok különbözú mikroállapot révén is megvalósulhat, míg a ,,rendes, tiszta szoba'' makroállapot nagyon erős megszorítást jelent a lehetséges mikroállapotokhoz képest. Itt persze mikroállapoton az összes tárgy és maszat lehetséges elheyezkedését értjük, míg makroállapoton a kiváltott esztétikai benyomást.

    Az evolúció viszont látszólag éppen hogy ellentmond a termodinamika második törvényének, hiszen cél és akarat nélkül egyre bonyolultabb, finomabb mintázatú léányek jelennek meg, spontán módon. Valójában azonban nincsen ellentmodás. Képzeljük el a régi hőhalál-elmélet végső vízióját: egyenletesen langyos, híg univerzum elkeverdett masszája. Ehhez képest a mi univerzumunk maga a megtestesült rend: pici, forró, sűrű csillagok, közöttük hideg űr. Ez minden, csak nem egyenletes elkeveredettség egyenlangyos masszája. Napunk egy pici pontból igen nagy energiájú, (ultraibolya, sőt keményebb sugarakat is tartalmazó fényt bocsát ki magából. Ennek egy része a bolygókon, poron át elnyelődik, és aztán zömében lágyabb sugárzás (pl. infravörös) formájában újra kisugárzódik. Ha nagyon sok lenne a por a Naprendszerben, akkor a földönkívüli csilagászok Napunk, a kicsi, tűszerű, kemény sugarakat kiadó sugárforrás helyett valami diffúz, nagy kiterjedésű, langyos felhőt látnának.


    (Kép forrása)

    Az élet nem lehetséges Nap nélkül, az evolúció ugyan valóban szándék nélküli folyamat, de ettől még valójában ős sem megy ,,kakaó nélkül''. Csak itt nem nyersanyagok vagy energia, hanem rendezettség ,,fogyasztásáról'' van szó. Mi a Naprendszer nagyfokú elrendezettségét kihasználva élünk. Megjelent az élet, de közben a Nap hatalmas energiát sugárzott szét, amelynek egy része szétszóródott lágy, diffúz hősugrzás formájában. Az élet és az evolúció ugyan energiát, anyagot nem ,,fogyaszt'' (hiszen az élővilág minden felvett napenergiát végső soron hő formájában vissza is sugároz az űrbe, és az anyagok is megmaradnak), de viszont annál inkább ,,fogaszt elrendezettséget'' az élet.

    Az élet mint a disszipáció hatékonyságának növelése

    Ez idáig eddig is jól ismert volt, nem ez volt a cikk meglepetése, mindez csak háttárismeret volt hozzá. A cikk különös állítása az volt, hogy az életet olyan folyamatként tekintette, amelynek éppen a lényege az, hogy ezt a ,,rendezettség-szátszóró'' (disszipatív) folyamatot tegye minnél hatékonyabbá. Megjelentek a növények, majd a növények testében tárolte energia hősugárzásként visszasugárzódott a kozmoszba valmilyen folyamat (égés, növényi légzés). Később ez a viszasugárzási fooyamat még kifinomultabb, többcsatornássabb, térben is szórtabbá vált, hiszen megjelentek az állatok,az egyre összetettebb táplálkozási láncok. tualjdonképen ezek nem mások, mint a disszipáció folyamatát több csatornán át, szórtabban, hatékonyabban végző folyamatok. Az élet: a disszipáció egyre hatékonyabbá válásának folyamatébaszervesen belioeszkedő jelenség.

    Mint a cikk több helyen is megemlíti: valóban ez a szemlélet nem tesz éles különbséget élő és élettelen között. Még annyira sem, hogy ,,első önreprodukáló molekulák''-hoz kötné az élet fő hatéárkövét. Nem: már az első v1zben oldódó sók is, amelyek egy kicsivel is megnövelték az ősi óceánban a disszipatív folyamatokat, már az élethez (is) vezető korai köztes lépéseknek tekinthetők.

    Vízoldékony sóktól a Dyson-gömbig

    Először nem értettem az egész cikket. Ha az élet a disszipáció hatékonységénak növekedésébe szervesen illeszkedő folyamat, akkor miért nem lett a Föld már rég koromfekete? (miért nem szóródott szét a Föld koromfekete por formájában az űrbe, stb.) Később azonban azzal magyaráztam ezt, hogy az élet első lépései még nem feltétlenül szólnak a maximális hatékonyságú disszipáció eléréséről. Itt egy kis vizben oldodó só, ott egy kis növénytakaró, amott egy kicsit hosszabb tápláléklánc --- ezek még csak a baba első tottyanásai. Végül, is, éppen most jelent meg az ember, aki esetleg hamarosan telerakja fekete napelemekkel a Szaharát, majd --- ha igaza lesz Dyson-nak -- átlátsztalan hatalmas gömbhéjat épít a Nap köré, és anak belső felületét fog élni. (Én nem nagyon hiszek a Dyson-gömbben, de most pont jól jön mint didaktikai segédeszköz: ez tényleg a lehető leghatékonyabb disszipáció lenne).