OZ 2012/3

116 ORGANIZACIJA ZNANJA 2012, LETN. 17, ZV. 3 kot sta npr. organiziranost sončnega sistema in pravilno delovanje dobre ure, temeljita na Newtonovih zakonih in nista statistična. Za omenjene primere velja mehanizem, ki proizvaja organiziranost iz organiziranosti. Schrödinger se sklicuje na Plancka (1914), ki je razlikoval dinamične in statistične tipe fizičnih zakonov. Razlika med njimi je natanko ista kot med mehanizmi organiziranosti iz organiziranosti in organiziranosti iz neorganiziranosti in to slednje načelo, ki je ključno za razumevanje življenja, kot je videti, sploh ni novo za fiziko. Po Plancku naj bi življenje temeljilo na čistem mehanizmu delovanja ure. Toda delovanje ure ni vedno mehanski pojav. Električne ure temeljijo na pravilnem prenosu električnih impulzov iz vira električnega toka. Nekatere ure delujejo s pomočjo toplotne energije, ki jo proizvajajo zobata kolesa in okolje, za kar veljajo zakoni dinamike in ne statistike, kot bi rekel Planck. Vendar, če v osnovi gre za Brownovo gibanje, veljajo tudi v tem primeru statistični zakoni. Delovanje realne mehanske ure v resnici ni pravilno, kot si mi predstavljamo, saj se neizogibno upočasnjuje, kot se upočasnjuje tudi gibanje nebesnih teles! Za delovanje mehanske ure navidezno velja načelo nastajanja organiziranosti iz organiziranosti, ki velja tudi za organizme, ker se pri absolutni ničli prekine tudi molekularna neorganiziranost. Vendar absolutne ničle praktično ni mogoče doseči. Gre za toplotni teorem Waltherja H. Nersta, ki ga pogosto imenujemo tretji zakon termodinamike 26 poleg načela energije in načela entropije. Za mehansko uro je sobna temperatura ekvivalent za ničlo. Nerstovo odkritje izhaja iz dejstva, da entropija pri sobni temperaturi, kot mera molekularne neorganiziranosti oz. njen logaritem, igra presenetljivo nepomembno vlogo pri številnih kemijskih reakcijah. Za uro na nihalo je sobna temperatura ekvivalentna ničli in zatorej ta ura deluje "dinamično". Če uro hladimo, bo delovala, če pa jo segrevamo preko sobne temperature, se bo nekoč najbrž raztopila. Ura je narejena iz trdne snovi. Dedna snov pri organizmih predstavlja tudi trdno snov in sestoji iz kristalov, ki ne vsebujejo simetričnosti pravih kristalov, temveč so narejeni predvsem iz neorganiziranega toplotnega gibanja. Genov ni naredil človek, ampak predstavljajo največjo mojstrovino božje kvantne mehanike! Maksimalna pozitivna entropija pomeni smrt. Živa bitja preprečujejo rast pozitivne entropije z negativno entropijo, ki jo pridobivajo iz okolja v obliki snovi (zrak, voda, hrana …) za metabolizem. 27 Po Schrödingerju je entropija merljiva fizična kvantiteta. Pri absolutni ničli (okrog –273˚C) je entropija katere koli snovi ničelna. Entropija trdne snovi narašča odvisno od količine toplote za segrevanje. Mera entropije so kalorije skozi temperaturo v stopinjah Celzija. Ob tem je bistven statistični koncept organiziranosti in neorganiziranosti. V raziskavah na področju statistične fizike sta Boltzmann in Gibs izrazila to povezavo z enačbo entropija = k log D kjer je k Boltzmannova konstanta (= 3.2983.10 -24 cal./C), D pa kvantitativna mera atomske neorganiziranosti telesa. Schrödinger navaja primer vode in sladkorja. Postopno topljenje sladkorja v vodi prispeva k rasti neorganiziranosti D , saj logaritem od D narašča z rastjo D , s tem pa tudi entropija. Doseganje kaotičnega stanja je naravna tendenca stvari. V fizičnem procesu življenja jemljemo hrano, vodo in zrak iz okolja in jih spreminjamo bodisi v mehansko energijo, ki jo uporabljamo za gibanje, bodisi v energijo za hlajenje telesa in oddajanje toplote v okolje, saj življenjski proces proizvaja presežek entropije, ki se je moramo rešiti, če hočemo preživeti! Stanje organiziranosti vzdržujemo s pomočjo jemanja "organiziranosti" iz okolja. Čudovita sposobnost živega organizma je, da z vzdrževanjem zadosti nizke ravni entropije preprečuje termodinamični ekvilibrij in s tem propad in smrt. Če je D mera neorganiziranosti, je obrnjeno razmerje 1/D mera organiziranosti. Ker je logaritem od 1/D negativni logaritem od D , lahko Boltzmannovo enačbo zapišemo takole: –(entropija) = k log (1/D) Entropija z negativnim predznakom je na ta način mera organiziranosti. Način, na katerega živo bitje vzdržuje zadosti visoko stanje organiziranosti, je kot rečeno jemanje organiziranosti iz okolja v obliki svetlobe, zraka, vode, hrane … Razmišljanja Schrödingerja so omogočila pogled na informacije iz popolnoma drugačne teoretične perspektive (Stonier, 1997). Schrödinger je Boltzmannovo enačbo spremenil na način, ki ustreza izrazu: S = k log D pri tem je S entropija sistema, k Boltzmannova konstanta in D (angl. disorder ) stanje "nereda" sistema. Če pa je "nered" nasprotje "redu", izraz lahko spremenimo tako, da se glasi: –S = k logOr pri čemer je Or stanje "reda" sistema. Tvrtko-Matija Šercar: INFORMACIJSKA EKOLOGIJA ...