Mi az élő? Mi az élet?

Az élet azt jelenti, hogy egy rendszer, vagy annak egyes elemei képesek önmaguk másolatait elkészíteni. A DNS és a hozzá kapcsolódó másoló "infrastruktúra" tesz minket élővé. Az anyagcsere ennek alárendeltje.

És természetesen semmi nem írja felül a termodinamika II. főtételét (=zárt szigetelt rendszer entrópiája nem csökkenhet). Egy híres tudós mondta, hogy ha megcáfoltad a termodinamika I. főtételét (energiamegmaradás), gyűjtsd be a Nobel-díjadat. De ha megcáfoltad a termodinamika II. főtételét, akkor gondolkodj addig, amíg meg nem találod a hibát. A TD. II. a világunk talán legalapvetőbb törvényszerűsége.

Ha egy dolog önmagát másolja, akkor szükségszerűen növekszik és/vagy szaporodik. Ha egy rendezett halmaz növekszik és/vagy szaporodik, akkor szükségszerűen csökken az entrópiája. Ez pedig csak úgy lehet, ha valami másnak az entrópiája nő (megint csak TD. II.). Szóval az önmásolás logikája és a TD. II. szerint egy önmásoló rendszernek szükségszerűen növekednie és szaporodnia kell, miközben a környezetétől energiát kell felvennie, és entrópiát kell exportálnia.

Nem tudom, hogy megválaszoltam-e a kérdésedet. Annak hatására, hogy az önmásolás folyamatát csak így lehet összeegyeztetni a TD. főtételeivel.

Jelentős részben a beérkező és kisugárzott fény entrópia különbsége az oka. A fotonok entrópiája független a hullámhossztól, az energiájuk azonban a hullámhossz növekedésével csökken. Mivel a Föld termikus egyensúlyban van, ugyanannyi energiának kell beérkeznie, mint távoznia. Vagyis a TD I. szerint több fotont kell kisugároznia, mint amennyi beérkezik. Mivel mindegyik entrópiája azonos, így a kisugárzott fény entrópiája nagyobb, mint a beérkező fényé. A kettő különbsége egy entrópia csökkenést okoz a bolygón. És így a Föld össz entrópiája csökkenhet, ami megengedi az élet növekedését.

Itt egy elég olvasmányos cikk, ami a fotonok entrópiájával foglalkozik. A 3.3. pontban írnak erről is.

[link]

(az egészhez való hozzáférés megvalósítható pl. a sci-hub nevű oldalon keresztül)

"Stephens and O
Brien [30] estimate the total radiative entropy flux from the earth based on

ERBE observations to be 1.23 W*m^-2*K^-1. Using Eq. (18) with AT ¼ 4=3, it is found that the

quantum entropy equivalent of this photon flux is approximately 1 W*m^-2*K^-1. It appears then

that intrinsic photon entropy is a significant component of the net outward flux of entropy from

earth."

De hogy a többi entrópia kisugárzásunk miből származik, az nekem sötét rejtély. Gondolom a beérkező és távozó részecskékből, de hogy ezt mégis hogy lehet meghatározni...? Biztos utána lehet olvasni, de most nem fogok.

Definíciós szempontból az az élet, amit annak tekintünk. Például táplálkozás, növekedés, szaporodás szempontból lehetne élőnek nevezni a tüzet meg a kristályokat is, viszont nem lehetne élőnek nevezni a vírusokat, amit valaki mégis élőnek tekint, meg az idegsejteket sem, mert többségük nem szaporodik, és nem is növekszik. A betokozódott baktérium sem produkál szinte semmilyen életjelenséget, mégsem mondjuk, hogy élettelen, vagy akár halott. Szóval az élet fogalma nagyon nehézkesen határozható meg anélkül, hogy élettelen dolgok is benne legyenek, vagy ne zárjál ki valamit, ami viszont él. Ami biztos, hogy nyílt termodinamikai rendszerben tud csak hosszú távon létezni, zárt rendszerben előbb-utóbb felzabálja az erőforrásokat, és aztán összeomlik.

Létszemléleti szempontból az élet a szerves kémia emergens tulajdonsága. Emergenciáról bővebben itt:

[link]

[link]

Redukcionista szempontból az élet semmi, mert teljesen visszavezethető a szerves kémiára, a szerves kémia pedig teljesen visszavezethető a részecskefizikára, és jelen ismeretünk szerint ez a tovább nem redukálható "végső létezés".