Хаос, созидающий жизнь

При однонаправленности и последовательности отдельных процессов, приводящих, как показано выше, к разложению системы из-за потери связи внутри ее между объектами и последующему распаду самих объектов на отдельные частицы, происходит возникновение хаоса в окружающей среде (и в конечном итоге во Вселенной в целом), при этом энтропия окружающей среды возрастает. Но и в этом, казалось бы, хаотичном разложении системы и ее объектом наблюдается последовательность разложения системы-объектов-частиц и так далее при однонаправленности процесса разложения от порядка в системе и объектов до их распада и появления хаоса.

При этом совершается работа по разложению системы на элементы, происходит самопоглощение выделяемой при этом теплоты на происходящую работу по разложению, и минимальное количество сообщенной внешней окружающей среде теплоты выражается как (16):

минимальное количество сообщенной теплоты = (температура) х (изменение энтропии)

Вместе с тем, количество энергии, затраченное на работу по разложению системы и объектов системы, определяется разницей между полной освободившейся при этом энергией и энергией, поступившей в окружающую среду. Следовательно, для выполнения работы использовалась свободная энергия, равная:

свободная энергия = полная энергия (системы+объектов системы) – температура х изменение энтропии

При совершении процесса от внутреннего порядка системы к ее полному разложению (хаосу) энтропия растет до определенного предела, и внутри хаоса начинаются самопроизвольные процессы, которые приводят к порядку нового уровня, с образованием и возникновением структур высокой степени сложности, образующиеся при этом структуры могут образовывать сложные объекты, и с возникновением связи между ними объекты могут образовать новую систему. Но данный процесс преобразования хаоса в структуру и систему более высокого порядка не является воплощением целенаправленного замысла, зародившегося внутри хаоса, а может возникать естественно и спонтанно в результате определенной последовательности, каждая из цепочек последовательности сама по себе не преследует конкретной цели, а происходит в естественном направлении, которое уже не повторится во второй раз.

Так, после Большого взрыва Вселенной до зарождения ныне существующих звезд произошло спонтанное образование из хаоса первичных звезд, но переполняющие Вселенную первичная энергия и незначительное содержание в ней энтропии не «затормозили» этот процесс, объекты (звезды) вновь разрушили образовавшуюся первичную систему, что привело к новому хаосу, и так до образования системы, в которой до сих пор существует наш мир.

Именно благодаря таким локальным, по отношению к пространству Вселенной, нарушениям общей тенденции к деградации энергии становится возможным возникновение временных упорядоченных структур.

Так, разветвленная сеть взаимозависимых однонаправленных простых процессов химического свойства среди неорганических веществ могло привести к уникальному явлению – возникновению сложных структур, вырастающих из хаоса – зарождению органического вещества и, в конечном итоге, жизни на Земле.

Но уникальность живой природы имеет очень слабую сторону – любой живой организм (объект биосферы как системы) является сам по себе открытой системой, зависящей от окружающей его среды, и любые изменения параметров среды ведут к ухудшению качества открытой системы, а при критических значениях – к ее деградации и разложению.

Контрольные вопросы для усвоения материала Введения в часть 2

Раскройте понятие энтропии как природного явления.

Что понимается под ассиметрией как однонаправленностью природных процессов.

Тепловое равновесие между объектами, в каких процессах оно выражается.

Что руководит процессом передачи энергии другим способом за счет асимметрии происходящего при этом процесса.

Каким образом определяется энтропия как признак закрытой системы.

В каких случаях происходит изменение энтропии системы.

Чем рассеяние энергии (ее диссипация) сопровождается.

В чем выражается взаимосвязь энтропии и хаоса.

Когда происходит уменьшение энтропии закрытых систем.

Когда наступает термическое равновесие двух систем.

Когда порождается хаос и какими определенными свойствами (количественными величинами) он обладает.

Каким образом происходит понижение качества при стабильном количестве энергии внутри системы.

Связь времени и теплоты, энтропии и работы.

Опишите процесс преобразования хаоса в структуру и систему более высокого порядка.

Контрольный тест