Вопрос о том, как зародилась жизнь на нашей планете, продолжает будоражить умы ученых. Традиционные гипотезы, такие как роль гидротермальных источников в обеспечении энергией для первых химических реакций, теперь дополняются смелыми новыми концепциями. Одна из них бросает вызов привычному представлению о жизни как о маловероятной случайности. Согласно этому взгляду, ключевую роль в возникновении жизни могла сыграть энтропия — фундаментальная физическая величина, описывающая меру беспорядка в системе.
Жизнь и энтропия: революционный взгляд
Физик Джереми Инглэнд несколько лет назад выдвинул парадоксальную теорию: жизнь может быть не исключением из правил, а прямым следствием действия законов термодинамики, в частности, стремления к увеличению энтропии. Вопреки распространенному мнению, жизнь не нарушает второй закон термодинамики, который гласит, что энтропия в изолированной системе всегда растет. Вместо этого живые организмы, будучи открытыми системами, используют внешнюю энергию (например, солнечный свет) для создания и поддержания внутреннего порядка, временно снижая свою локальную энтропию.
Эта идея коренится в понимании энтропии как универсального двигателя процессов во Вселенной. В замкнутой системе всё движется к хаосу. Однако Земля — система открытая, постоянно обменивающаяся энергией с космосом. В таких условиях могут возникать сложные структуры, которые, поглощая энергию, становятся "островками" упорядоченности на фоне общего роста беспорядка.
Простой и наглядной аналогией может служить строительство замка из песка. Изначально песок хаотично рассыпан — это состояние с высокой энтропией. Прикладывая энергию (работу рук), мы создаем упорядоченную структуру, локально снижая энтропию. Но как только мы прекращаем поддерживать замок, ветер и волны (внешние факторы) разрушают его, возвращая песок в исходное хаотичное состояние, тем самым увеличивая общую энтропию системы.
Похожим образом жизнь на Земле использует постоянный поток солнечной энергии для построения и поддержания невероятно сложных и упорядоченных структур — живых клеток и организмов.
Обратите внимание: Исследователи получили 20 новых сигналов из космоса. Каково их происхождение?.
Этот порядок не вечен и требует непрерывного "ремонта" и притока энергии. Таким образом, жизнь не борется с энтропией, а является одним из способов её рассеивания в окружающую среду, создавая по пути сложные переходные структуры.Эта точка зрения кардинально меняет подход к вопросу происхождения жизни. Она предполагает, что возникновение жизни могло быть не чудесной случайностью, а почти неизбежным результатом действия фундаментальных физических законов в подходящих условиях.
Проверка теории и её значение
Для проверки своей гипотезы Джереми Инглэнд и его коллеги используют компьютерное моделирование. Они создают виртуальные среды с различными уровнями доступной энергии и наблюдают за поведением систем частиц. Результаты показывают, что в некоторых условиях системы спонтанно самоорганизуются в более сложные конфигурации. Это происходит потому, что такие структуры позволяют системе более эффективно поглощать и рассеивать энергию из внешней среды, что соответствует общему стремлению к увеличению энтропии.
Несмотря на элегантность и привлекательность, теория Инглэнда остается предметом научных дискуссий. Многие исследователи относятся к ней с осторожностью, указывая на необходимость более строгих доказательств и экспериментального подтверждения. Критики подчеркивают, что переход от самоорганизующихся частиц в модели к сложнейшим молекулярным машинам живой клетки — огромный скачок, который теория пока полностью не объясняет.
Однако, если эта теория найдет убедительные подтверждения, её последствия будут поистине революционными. Это означало бы, что жизнь — это естественный физический процесс, который может возникать везде, где есть подходящие энергетические градиенты и сложная химия. Такой взгляд значительно повышает вероятность существования жизни за пределами Земли. Мы могли бы искать её не только на "двойниках" Земли, но и в самых неожиданных мирах с активными энергетическими процессами.
В заключение можно сказать, что теория, рассматривающая жизнь как проявление энтропии, предлагает свежий и смелый взгляд на древнюю загадку. Она не отменяет другие гипотезы, но добавляет к ним важное физическое обоснование. Жизнь предстает не как аномалия, борющаяся с законами Вселенной, а как их изящное и сложное следствие.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Происхождение жизни на Земле остается одним из самых интригующих вопросов в науке.