Достижения наук ожизни спозиции термодинамики
Иерархическая термодинамика, созданная на фундаменте хорошей термодинамики, изучает явление судьбы и ее эволюцию
Абстракт
Подводится результат изучений, выполненных в последние десятилетия в области квазиравновесной термодинамики применительно к наукам о жизни.Цель заметки ознакомить читателя с достижениями термодинамики для ее явления эволюции и осознания жизни. Статья воображает сжатую данные об указанных достижениях. Она, в первую очередь, преследует образовательную цель.
Осознание статьи разрешит подготовленному читателю легко разобраться в предмете, которому посвященымногочисленные изучения автора.
Изучения происхождения судьбы, ее развития и эволюции организмов опираются на следующие положения и экспериментально обоснованные утверждения.
1. Изучение судьбы, как явления, значительно упрощается, в случае если разглядывать живые совокупности и их эволюцию с позиции структурообразования, приводящего к появлению прекрасно известных иерархических совокупностей, каковые появляются благодаря цепной конденсации структур каждой низшей иерархии с образованием структур высших иерархий.
Такая последовательная конденсация представляет собой «структурный коллапс живой материи», последовательно объединяющий молекулы, супрамолекулярные структуры, клетки, организмы, другие структуры и популяции, появляющиеся в следствии самосборки. Структурный коллапс живой материи, начинается под действием иерархической термодинамики и является процессом , обратный цепной разветвленной реакции.
В некоем ограниченномсмысле он напоминает гравитационный коллапс (сжатие), протекающий под действием сил гравитации. В каждой иерархии одна из стадий упомянутого коллапса подобна кристаллизации вещества, сопровождающейся образованием новой фазы. С данной точки зрения развитие живой совокупности есть процессом иерархического фазообразования.
Структурные иерархии материи
2. Распознан закон временных? (temporal) иерархий, утверждающий существование несоизмеримости времен судьбы (времен поделённых сильными символами неравенства) иерархических структур, существующих в живом мире.
Закон временных иерархий позволяет применять способы квазиравновесной термодинамики (термодинамики совокупностей родных к равновесию) и в линейном приближении проводить термодинамические изучения в каждой личной иерархии, и во взаимодействующих (смежных) иерархиях.
3. Сформулирован принцип стабильности вещества. Сущность принципа пребывает в том, что любая «элементарная» частица либо структура любой иерархии (атом, молекула, органелла,клетка, организм, популяция и т.д.) имеетпотенциально термодинамически ограниченную возможность в один момент принимать участие в контактах с подобными структурами собственной иерархии и структурами смежных иерархий.
В случае если разглядеть молекулярную (химическую) и супрамолекулярную иерархии, то возможно утверждать, что чем более стабильны внутримолекулярные химические связи в молекулах, тем менее стабильны супрамолекулярные связи между этими молекулами. И напротив: чем менее стабильны внутримолекулярные химические связи в молекулах, тем более стабильны супрамолекулярные связи между этими молекулами. Принцип честен для структур всех смежных иерархических уровней.
Он устанавливает динамические связи (контакты) между иерархиями и определяет обмен веществ в живых совокупностях.
Ржавчина в природе образуется в открытой совокупности. Процессы ее образования описываются равновесной термодинамикой.
4. Как мы знаем, что живые совокупности являются открытыми на громадных временах динамическими совокупностями, химический и супрамолекулярный состав которых изменяется в эволюции (онтогенезе и филогенезе) в квазиравновесных режимах. Подобно этому изменяется состав высших иерархий. Указанный открытый темперамент совокупностей не есть препятствием для применения способов равновесной термодинамики.
В каждой иерархии возможно выделять квазизакрытые квазиравновесные совокупности, потому, что они находятся в окружающей среде высших иерархий, являющихся термостатами для структур низших иерархий. Представлены бессчётные доказательства того, что изменение состава и химического состава вторых иерархий в эволюции, онтогенезе и филогенезе имеет термодинамическое происхождение.
5. Утверждается, что природа ищет минимумы удельных значений функции Гиббса (свободной энергии) образования структур всех иерархий. Это отмечается в эволюции, онтогенезе и филогенезе (при старении организмов). Продемонстрировано, что движущей силой эволюции есть термодинамика сложных совокупностей (совокупностей, в которых совершаются разные виды работы), самопроизвольных и несамопроизвольных процессов.
6. Сотрудничество иерархических структур определяется прямыми и обратными динамическими связями. обратной передачи информации и Скорости прямой (к примеру, «ДНКпопуляция» и обратно «ПопуляцияДНК») значительно различается. Это разрешает сделать выводы о том, что Ч. Дарвин и Ж.Б.
Ламарк правы оба, а «догма Крика» есть неотёсанным приближением.
7. При эволюции и развитии живых совокупностей природа применяет квазиравновесные хроматографические и другие способы разделения структур (молекул, клеток, организмов и т.д. ),каковые участвуют в этих процессах.
8. Уравнения хорошей термодинамики в квазиприближении возможно использовать для оценки степени старения организмов, создания антистарительных диет, лекарств и пищевых добавок.Утверждается, что явления тропизмов, поведение живых совокупностей, в большинстве случаев, смогут быть термодинамически обрисованы на количественном уровне.
Амурный тропизм.
Любовь связана с сотрудничеством бессчётных молекулярных и супрамолекулярных рецепторов разной природы.
9. Представлено «символическое» уравнение для полного дифференциала функции Гиббса, которое возможно использовано при изучении процессов, протекающих вразных иерархиях при участии разных физических полей и сил, определяющих преобразования и поведение на выделенных свободных иерархических уровнях.
10. Иерархическая термодинамика разрешает изучать происхождение судьбы (как процесс плавного перехода неживой материи в живую материю), определение которой возможно давать с разных позиций. Но неспециализированным в определениях судьбы есть появление супрамолекулярных и других высших иерархических структур. Одно из таких определений гласит: «Жизнь — явлениесуществования пространственно выделенных обновляющихся полииерархических структур, образующихся при участии физических полей и сил в круговороте лабильного химического вещества в присутствии жидкой воды на планете».
Символическое изображение. Душа как совокупность физических полей мозга.
11. Иерархическая термодинамика обязана оптимизировать сельское хозяйство, физиологию и, медицину.
P.S. Результаты уникальных последних изучений (2008-2011) представлены в рецензированных изданиях и в сети (к примеру, в Knol: knol.гугл.com/k/georgi-gladyshev/возникновение-и-термодинамика-судьбы/169m15f5ytneq/15 и др. ), а также в ранее изданных обзорных работах и монографиях:
1.Гладышев Г.П. Движущая сила биологической эволюции. // Вестник РАН, 1994. т.64, N3, с. 221.(Gladyshev G.P. А Motive Force of Biological Evolution. // Herald of the Russian of Sci., 1964. v. 64, N 2, P. 118 ).
2. Гладышев Г.П. макрокинетика и Термодинамика природных иерархических процессов. М.: Наука,1988. – 287 с.
3. Гладышев Г.П. (1995). Термодинамика иерархических совокупностей. М. : Химическая энциклопедия. т. 4, с. 1062. www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4371.html
4.Гладышев Г.П. Термодинамическая теория эволюции живых существ. М.: Луч, 1996
5. Gladyshev Georgi P. Thermodynamics Theory of the Evolution of Living Beings.- Commack, New York: Nova Science Publishers, Inc.- 1997.
6. Гладышев Г.П. Супрамолекулярная термодинамика – Ключ к осознанию явления судьбы. Издание второе – М — Ижевск.
ISBN: 59397-21982. 2003.
7. Gladyshev G.P. Thermodynamic self-organization as a mechanism of hierarchical structures formation of biological matter // Progress in Reaction Kinetics and Mechanism (An International Review Journal. UK, США ). 2003. Vol. 28.
P. 157-188.
8. Gladyshev G.P.Macrothermodynamics of Biological Evolution: Aging of Living Beings // International Journal of Modern Physics B (World Scientific Publishing Company). Vol.18. No. 6. 2004.
P. 801- 825.
Примечание
Главные недоразумения в понимании эволюции с физической химии и позиции физики, в большинстве случаев, связаны с неверными представлениями об энтропии. Данный термин ввел Рудольф Клаузиус. Собственный «модельное» представление о мире (Вселенной) он представил в виде высказывания: «Энергия мира постоянна.
Энтропия мира стремиться к максимуму». В будущем это высказывание Дж. У. Гиббс выбрал в качестве эпиграфа к работе «О равновесии неоднородных веществ» Упомянутые ученые сделали приведенное высказывание применительно к собственной модели Вселенной.Эта модель соответствует несложной изолированной совокупности совершенного газа, т.е. изолированной совокупности совершенного газа, объём и энергия которой постоянны и в которой не совершается никакой работы, не считая работы расширения.
Энтропия таковой совокупности может лишь возрастать! Но дилетанты и любители науки распространили это утверждение на совокупности других типов, в которых имеет место сотрудничество между частицами (молекулами либо объектами вторых иерархий) и каковые (совокупности) взаимодействуют с окружающей средой. Аналогичных неточностей не избежали кое-какие ученые, не являющиеся специалистами в соответствующих областях знания.
Это стало причиной невообразимой путанице и затормозило, более чем на столетие, развитие науки. Показались много тысяч публикаций в популярной литературе и научных журналах, которые содержат отмеченные недоразумения. К этим недоразумениям прибавились некорректные представления о негоэнтропии и «диссипативных структурах в живом мире».
ее эволюция и Возникновение жизни легко объяснимы с позиции иерархической термодинамики родных к равновесию динамических совокупностей. Эта термодинамика создана на прочном фундаменте хорошей (равновесной) термодинамики – термодинамики Рудольфа Клаузиуса, Дж. У. Гиббса и других великих творцов.
