Чудо отрицательной энтропии

Как и многие другие работы, повлиявшие на человеческое мышление, «Что такое жизнь?» излагает точки зрения, которые, будучи усвоенными, представляются почти самоочевидными истинами. Тем не менее их по-прежнему игнорирует множество людей,
кому следовало бы понимать, что к чему. Как часто мы слышим, что квантовые эффекты не имеют особого значения в биологических исследованиях или даже что мы потребляем пищу, чтобы получить энергию? Данные примеры подчеркивают непреходящую значимость книги Шредингера «Что есть жизнь?». Без сомнения, ее следует перечитать!
Роджер Пенроуз
(британский физик и математик)
8 августа 1991 г.
Итак, к книге: «…Для того, чтобы примирить высокую устойчивость носителей наследственности с их малыми размерами и обойти тенденцию к неупорядоченности, нам пришлось «изобрести молекулу», необычно большую молекулу, которая должна быть шедевром высоко дифференцированной упорядоченности, охраняемой волшебной палочкой квантовой теории. Физик хорошо знает, что классические законы физики модифицируются квантовой теорией, особенно при низкой температуре. Этому имеется много примеров. Жизнь представляется одним из них, особенно удивительным. Жизнь представляет собой упорядоченное и закономерное поведение материи, основанное не только на одной тенденции переходить от упорядоченности к неупорядоченности, но частично и на существовании упорядоченности, которая поддерживается всё время.
Что является характерной чертой жизни? Когда мы говорим про кусок материи, что он живой? Когда он продолжает «делать что-либо», двигаться, обмениваться веществами с окружающей средой и т.д., — и всё это в течение более долгого времени, чем по нашим ожиданиям мог бы делать неодушевлённый кусок материи при подобных же условиях. Если неживую систему изолировать или поместить в однородные условия, всякое движение, обычно, очень скоро прекращается в результате различного рода трений; после этого система в целом угасает, превращается в мёртвую инертную массу материи. Достигнуто неизменное состояние, в котором не возникает никаких заметных событий.
Физик называет это состоянием термодинамического равновесия или «максимальной энтропии».
Именно в силу того, что организм избегает быстрого перехода в инертное состояние «равновесия», он и кажется столь загадочным: настолько загадочным, что с древнейших времён человеческая мысль допускала, будто в организме действует какая-то специальная, не физическая, сверхъестественная сила (энтелехия); некоторые придерживаются этого мнения до сих пор.
Как же живой организм избегает перехода к равновесию? Ответ прост: благодаря еде, питью, дыханию. Это выражается специальным термином – метаболизм. Это греческое слово означает – перемена или обмен. Обмен чего? Первоначально, без сомнения, подразумевался обмен веществ. Но представляется нелепостью, чтобы существенным был именно обмен веществ. Любой атом азота, кислорода, серы и т.д. так же хорош, как любой другой того же рода. Что могло бы быть достигнуто их обменом? В прошлом некоторое время наше любопытство удовлетворяли утверждением, что мы питаемся энергией. В некоторых странах вы могли найти в ресторанах карточки-меню, указывающие в добавление к цене содержание энергии (калорийность) в каждом блюде. Нечего и говорить, что если понимать это буквально, это такая же нелепость. Ибо во взрослом организме содержание энергии так же постоянно, как и содержание материи. И так как каждая калория, конечно, имеет ту же ценность, что и любая другая, то нельзя понять, чему может помочь простой обмен этих калорий.
Что же тогда составляет то драгоценное нечто, содержащееся в нашей пище, что предохраняет нас от смерти? На это легко ответить. Каждый процесс, явление, событие – назовите это, как хотите, — короче говоря, все, что происходит в природе, означает увеличение энтропии в той части мира, где это происходит. Так и живой организм непрерывно увеличивает свою энтропию – или, говоря иначе, производит положительную энтропию и таким образом приближается к опасному состоянию максимальной энтропии, которое представляет собой смерть. Он может избегнуть этого состояния, то есть оставаться живым, только путём постоянного извлечения из окружающей его среды отрицательной энтропии, которая представляет собой нечто весьма положительное, как мы сейчас увидим. Отрицательная энтропия – вот то, чем организм питается. Или, чтобы выразить это менее парадоксально, существенно в метаболизме то, что организму удается освобождать себя от всей той энтропии, которую он вынужден производить, пока он жив.
Разрешите сначала подчеркнуть, что энтропия – это не туманное представление или идея, а измеримая физическая величина, совершенно такая же, как длина стержня или температура любой точки тела…
Далее неуклюжее выражение «отрицательная энтропия» может быть заменено лучшим: энтропия, взятая с отрицательным знаком, есть сама по себе мера упорядоченности. Таким образом, средство, при помощи которого организм поддерживает себя постоянно на достаточно высоком уровне упорядоченности (=достаточно низкому уровню энтропии), в действительности состоит в непрерывном извлечении упорядоченности из окружающей его среды. Это заключение менее парадоксально, чем оно кажется на первый взгляд. Скорее его можно упрекнуть в тривиальности. В самом деле, в случае высших животных мы достаточно хорошо знаем тот вид упорядоченности, которым они питаются, а именно – крайне хорошо упорядоченное состояние материи в более или менее сложных органических соединениях, служащих им пищевыми веществами. После использования животные возвращают эти вещества в очень деградировавшей форме, однако не вполне деградировавшей, так как их еще могут употреблять растения. Для растений собственным мощным источником «отрицательной энтропии» служит, конечно, солнечный свет».

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что отрицательная энтропия – это, говоря словами Мераба Мамардашвили, «вечный двигатель, круговое движение, энтелехия (внутренняя сила), и так рассуждая, мы завоёвываем идею, что порядок возможен только из порядка. Эта идея означает или содержит в себе следствие, что мы не можем утверждать, что из низшего возникает высшее, из несовершенного со временем получится совершенное, из низкого – высокое. Здесь содержится предположение, что в вертикальном срезе все есть, свершилось в завершённом виде, есть завершенная полнота Бытия. Формы свершились и они как актуалии управляют тем, что и как появляется в реальном мире, то есть в горизонтальной развертке и последовательности».
С праздником свт. Николая Чудотворца! Пора поверить в чудо!
